Пары жуков сизифов эффективнее одиночек перенесли навозные шарики через препятствия

Ученые из Швеции и Южной Африки наблюдали за навозными сизифами двух видов, которые перемещали шарики из навоза в одиночку и парами. На ровной поверхности не было разницы, катит ли шар один самец или ему помогает самка. Но когда жукам нужно было преодолевать препятствия разной высоты, перемещать навозный шарик вдвоем получалось лучше и быстрее. Исследование опубликовано в Proceedings of The Royal Society B.

Жуки-навозники формируют шарики из экскрементов животных, перемещают их в место, которое сочтут подходящим, зарывают в землю, а затем — едят сами или кормят ими потомство. Яйца навозные жуки откладывают в те же навозные шары. Если навозный шарик используется для вывода потомства, самец с самкой могут перемещать его вместе. Самки триб Gymnopleurini и Sisyphini катят навозный шарик вместе с самцом: либо толкают его сзади, либо тянут спереди. В других случаях, как это отмечено у некоторых видов Scarabaeus, самка просто идет за самцом, когда тот катит шар.

Ученые из Лундского и Витватерсрандского университетов под руководством Клаудии Токко (Claudia Tocco) исследовали, как пары двух видов навозных жуков рода Sisyphus — палеарктического S. schaefferi и южноафриканского S. fasciculatus — объединяют свои усилия, чтобы катить навозный шар. Эксперименты с жуками проводили на свежем воздухе: в пластиковый контейнер с почвой и коровьим навозом помещали около 50 жуков и наблюдали, как они образуют пары и собирают навозные шарики. Затем пары жуков с шариком перемещали в круглую арену с песчаным покрытием и сначала смотрели, как они будут катить шар по ровной поверхности. После этого на пути следования жуков ученые размещали препятствия в виде фанерных колец разной высоты, чтобы посмотреть, как насекомые будут преодолевать их.

Оба вида жуков, формируя пары, перемещали навозный шар примерно одинаково: самец тянул шар передними ногами, двигаясь спиной вперед, а самка — толкала шар задними ногами с другой стороны, тоже двигаясь спиной вперед. Ролями жуки не менялись. Чтобы сравнить эффективность парного перекатывания навозного шарика с эффективностью одиночного, ученые сначала позволяли паре жуков несколько раз прокатить шар от центра арены к краю, а затем — удаляли самку и позволяли самцу катить шарик в одиночестве (самки, если их оставляли наедине с шаром, могли переместить его не больше, чем на 15 сантиментов, а затем бросали или садились на него сверху и оставались так). Сравнив скорость и эффективность транспортировки навозного шара по ровной поверхности между парами и одиночками, ученые не обнаружили разницы: самцы справлялись с перекатыванием шара в одиночку также успешно, как когда делали это вместе с самками — это было справедливо для обоих видов.

Но когда ученые размещали на арене два препятствия высотой 2,8 сантиметра (это в несколько раз больше длины тела жука), катить шар вдвоем оказывалось удобнее. Лишь половина самцов, оставленных без самки, смогли трижды преодолеть оба препятствия, другие смогли сделать это только один или два раза, а в остальных случаях покидали арену. Жукам обоих видов перемещение навозного шара через препятствия в одиночку давалось тяжелее, чем в паре с самкой: они перебирались через них медленнее (p < 0,001).

Для преодоления препятствий вдвоем жуки обоих видов использовали одну и ту же стратегию: самец, который двигался спиной вперед, наткнувшись на препятствие, забирался на него задними ногами и поднимал навозный шар над землей. Самка в это время толкала его снизу; в какой-то момент она прижимала заднюю часть головы и груди к земле и продолжала толкать мяч свободными конечностями, в конце концов оказываясь в стойке на голове и одной ноге. Когда самец добирался до вершины, он утягивал за собой шар вместе с самкой. При этом самка держалась ногами за препятствие и в случае чего могла подстраховать самца и не дать ему упасть, если он потеряет равновесие — такие ситуации исследователи наблюдали не раз. На вершине самка снова принималась помогать самцу, толкаясь головой о препятствие, а ногами толкая шар. Эффективность совместных усилий была выше всего именно в начале восхождения — с момента когда самец натыкался на препятствие, до момента, когда навозный шар отрывался от земли.

Дополнительно исследователи предложили жукам преодолеть еще более высокие препятствия. Пары жуков успешно преодолели препятствия высотой 3,9 сантиметра в 79 процентах случаев, а самцы-одиночки — в 73 процентах. Когда высота препятствия увеличилась еще сильнее, одинокие самцы стали гораздо реже пытаться перебраться через них (по сравнению с парами жуков), хотя, если пытались, то взбирались на них с вероятностью примерно в 60 процентов.

В отличие от, например, муравьев, которые нередко вместе носят пищу в общее гнездо, навозные жуки не знают, куда прикатят шар — они выбирают подходящее место в процессе. Но пока ученые не знают, как именно самцу и самке навозного жука удается координировать свои усилия. Вероятно, роль играют механорецепторы: когда ученые заставляли шар, на котором сидела уставшая самка, вибрировать, она снова начинала катить его.

Жуки скарабеи из Южной Африки используют навозные шарики еще и затем, чтобы охладиться — температура грунта в саванне может достигать 60 градусов Цельсия. О том, где и как еще разные животные применяют фекалии, можно прочитать в нашем материале.