Аргентинские муравьи отравили конкурентов и привлекли сородичей одинаковыми феромонами

Американские энтомологи обнаружили, что аргентинские муравьи Linepithema humile, одни из опасных инвазивных насекомых, могут отравить рабочих муравьев конкурирующих видов с помощью летучих веществ, которые они выделяют из железы на брюшке. Муравьи-жнецы, подвергшиеся действию веществ, теряли ориентацию в пространстве, а около десяти процентов отравленных муравьев погибло в течение суток. В Scientific Reports сообщается, что на самих аргентинских муравьев те же вещества действуют как аттрактанты и, возможно, помогают координировать действия во время защиты от соперников.

Аргентинские муравьи Linepithema humile изначально обитали в субтропиках Южной Америки, но в начале XXI века их уже находили в Южной Африке, Средиземноморье, Австралии, Новой Зеландии и Калифорнии. Эти муравьи опасны тем, что вытесняют местные виды насекомых, в том числе опылителей, вредят сельскому хозяйству.

Ранее энтомологи показали, что L.humile из колоний на разных континентах не агрессивны друг к другу, и возможно, могут считаться единой глобальной суперколонией. С другой стороны, они агрессивно взаимодействуют с другими видами муравьев и при этом испускают феромоны, действующие как раздражитель. Некоторые исследователи предполагали, что аргентинские муравьи используют для этого пигидиальную железу, расположенную в задней части брюшка, из которой выделяются летучие защитные вещества долиходиал и иридомирмецин. Похожие соединения выделяют растения для защиты от травоядных животных, насекомых и микроорганизмов. Однако как муравьи их используют, оставалось неясно.

Чтобы это выяснить, американские энтомологи под руководством Дон-Хван Чо (Dong-Hwan Choe) из Калифорнийского университета провели ряд экспериментов с участием аргентинских муравьев и муравьев-жнецов из рода Pogonomyrmex. Конкуренция между этими видами заканчивалась тем, что муравьи-жнецы либо покидали свои гнезда, либо гибли. Пришельцы захватывали гнезда местных видов и сжирали яйца и личинок. Исследователи решили проверить, вырабатывают ли аргентинские муравьи феромоны при нападении на муравьев-жнецов; попадают ли эти вещества на муравьев-жнецов; как ведут себя аргентинские муравьи по отношению к насекомым, «обработанным» феромонами.

В первом эксперименте исследователи поместили в пластиковые контейнеры либо по паре муравьев разных видов, либо по одному муравью каждого вида по отдельности в качестве контроля, и наблюдали за тем, будут ли взаимодействовать насекомые. Если аргентинские муравьи нападали и касались пигидием муравьев-жнецов, ученые немедленно после этого собирали вещества и анализировали их с помощью хромато-масс-спектрометрии. Также исследователи анализировали вещества, которые выделяли «контрольные» особи.

Интересно, что если на «врага» нападал один аргентинский муравей, к нему присоединялись и другие сородичи, из чего авторы сделали вывод, что, вероятно, одни и те же феромоны служат как для отпугивания муравьев других видов, так и для привлечения других L.humile, помогающих одолеть соперника.

Анализ показал, что аргентинские муравьи выделяют долиходиал и иридомирмецин из пигидиальной железы не только при встрече с особями другого вида, но и когда находятся в одиночестве, только в гораздо меньшем количестве. Феромоны вызывали у муравьев-жнецов возбуждение и дезориентацию; 10 процентов «обработанных» муравьев погибли в течение 24 часов.

Во втором эксперименте ученые наблюдали, как аргентинские муравьи реагируют на мертвого муравья-жнеца или бусину, опрысканные их феромонами. Оказалось, что L.humile пытались утащить с арены и конкурента, и бусину с феромонами, при этом контрольные «чистые» муравей и предмет не привлекали такого внимания.

«Это исследование экспериментально подтвердило давнее предположение о том, что аргентинские муравьи используют соединения из брюшной полости во время агрессивных действий против муравьев других видов. Насекомые используют их не только для того, чтобы обезвредить соперника, но и чтобы привлечь сородичей, которые находятся поблизости, и могут помочь в борьбе», — объясняет Чо.

Муравьи необязательно выживают конкурирующие виды с «захваченной» территории. Иногда они уживаются друг с другом. Так, например, два вида муравьев, обитающих в Африке — маленькие и агрессивные Strumigenys maynei и большие и спокойные Platythyrea conradti научились жить в одном муравейнике.