Муравьи-листорезы при уходе за потомством используют противогрибковый препарат
11.10.2016
Американские муравьи-листорезы выращивают в своих муравейниках грибные сады, в которых живут личинки муравьев. Грибы служат личинкам основной пищей и важным дополнением к рациону взрослых. Но грибы нужны муравьям не только для пропитания: гифами гриба они покрывают свои личинки и куколки. Выяснилось, что функция такого «покрывала» — защита от заражения микроскопическими патогенными грибками, то есть оно играет роль своеобразного противогрибкового препарата.Американские муравьи-листорезы из трибы Attini разводят в своих муравейниках грибы, которые служат им пищей. Эти отношения выгодны обеим сторонам (см. мутуализм). И у муравьев, и у грибов имеется целый комплекс адаптаций к такому сожительству. К наиболее специализированным относится пара из гриба Leucoagaricus gongylophorus и культивирующих его муравьев из родов Atta и Acromyrmex. Грибы используются муравьями в пищу, но не любая часть, а специальные гонгилидии (см. Gongylidia), находящиеся на видоизмененных гифах — стафилах (рис. 2). По сравнению с обычными гифами гонгилидии имеют повышенную концентрацию липидов и сахаров и полностью обеспечивают пищей личинок, а в значительной степени также и взрослых особей.
В последнее время накапливаются сведения, что взаимоотношения муравьев-листорезов с грибами сложнее, чем думали раньше. Уже давно, лет сто назад, было замечено, что яйца, личинки и куколки многих видов этой группы бывают покрыты грибным мицелием — того же вида гриба, что используется муравьями в пищу. Тогда этому не придали значения, так как потомство муравьев обычно находится непосредственно в грибнице. Но недавно выяснили, что такие грибные «покрывала», или «коконы», появляются не случайно. Муравьи-рабочие активно заносят пучки гиф грибов и «засевают» ими свое потомство. Чем вызвано такое поведение? С этим решила разобраться группа ученых из Дании и Панамы.
Объектом исследования стал муравей-листорез Acromyrmex echinatior. Колонии этого вида были собраны в Панаме и привезены в Копенгаген (Дания) для проведения экспериментов. Рабочая гипотеза состояла в том, что грибной «кокон» личинок выполняет противогрибковую функцию, подавляя активность микроскопических патогенных грибков. В качестве последних в опытах использовали грибок Metarhizium brunneum. Заражение этим патогеном способно убить взрослых муравьев в лаборатории. И, что немаловажно, он присутствует и в естественных колониях Acromyrmex echinatior в Панаме.
Прежде всего, необходимо было выяснить, зависит ли наличие грибного «кокона» от внешних факторов — то есть является ли поведение рабочих по укрыванию личинок и куколок в какой-то степени целесообразным. Для этого из десяти колоний муравьев было взято по десять крупных личинок и помещено в десять чашек Петри. В каждой из них были также взрослые рабочие насекомые — два крупных, четыре среднего размера и десять мелких, а также фрагмент грибницы. Эксперимент продолжался 10 дней, по истечении которых большинство личинок (они были примерно одинакового возраста) окуклились.
Пока тестируемые личинки находились в материнской колонии, большинство их них (70%) не имело грибного «кокона». По мере продолжения эксперимента количество личинок с «коконом» постепенно увеличивалось, и в итоге его имели уже почти все куколки (рис. 3). Это значит, что в ответ на изменение условий среды в неблагоприятную сторону (каким, очевидно, является перемещение из колонии в чашку Петри) муравьи начинают активно укрывать свое потомство «коконами». Непосредственные наблюдения показали, что делают это главным образом мелкие рабочие, принося пучки гиф в своих мандибулах и цепляя их к личинкам. Значит, грибные «коконы» выполняют какую-то защитную функцию.
Эксперимент продолжался 10 дней. Через 1–3 дня споры Metarhizium обычно прорастают в беловатые гифы, а еще через 3–4 дня формируют новые конидии (споры). Наличие таких конидиев на теле куколки и учитывали исследователи. Оказалось, что доля куколок с конидиями заметно и достоверно меньше в тех группах, у представителей которых имелся полноценных грибной «кокон», то есть WNatural и WSham (рис. 5). Значит, такое «покрывало» вполне эффективно замедляет развитие патогенного грибка.
Куколок, не зараженных патогенным грибком Metarhizium, рабочие не выносили из грибницы вовсе. А вот зараженных выносили — причем тех, что без «кокона» (WORemoved), достоверно чаще (рис. 6). Таким образом, в условиях лаборатории патогенный грибок Metarhizium brunneum действительно сокращает выживаемость куколок, а грибной «кокон» уменьшает этот эффект.
Источник: elementy.ru
