Муравьиные самки-основательницы съели зараженных личинок

Биологи из Великобритании заразили муравьиных личинок на этапе основания колонии паразитическим грибом и наблюдали, как королевы поедали их, чтобы предотвратить заражение остального потомства. Самки-основательницы не заразились инфекцией и произвели здоровых рабочих особей. Кроме того, королевы, которые съели зараженных личинок, откладывали вдвое больше яиц, чем самки, потомство которых не было заражено, говорится в статье в журнале Current Biology.

Колонии муравьев и других социальных насекомых защищаются от инфекций с помощью социального иммунитета: здоровые особи дезинфицируют гнездо и заботятся о зараженных, очищая их от бактерий или грибных спор, а если это невозможно — изгоняют их из колонии. Также сами инфицированные могут изолироваться от королевы и рабочих, которые ухаживают за личинками. Если заражаются яйца и личинки, их тоже удаляют из гнезда. Однако в уже существующей колонии за это отвечают рабочие особи, и неизвестно, как поступают репродуктивные самки, когда только основывают новую колонию в одиночку.

Флинн Биззелл (Flynn Bizzell) и Кристофер Пулл (Christopher Pull) из Оксфордского университета провели эксперименты с королевами черного садового муравья (Lasius niger) и их личинками, которые должны были стать началом новых колоний. Исследователи забрали по пять личинок из каждого выводка. Затем половину из них они заразили спорами патогенного гриба Metarhizium, а другую — подвергли ложной обработке. Спустя 24 часа, когда болезнь личинок из экспериментальной группы достигла смертельной стадии, но еще не была заразной, потомство вернули в гнезда.

Королевы, которым подсадили зараженных личинок, съели 92 процента из них. Другие самки, чьи личинки не были инфицированы, съели лишь шесть процентов. Затем ученые повторили эксперимент, добавив третье условие: одним самкам также возвращали зараженных личинок, другим — неинфицированных, а третьим — убитых заморозкой. Самки съели около 70 процентов мертвого выводка, из чего исследователи сделали вывод, что каннибализирование личинок чаще служит реакцией на инфекцию, чем на смерть.

Несмотря на то, что некоторым королевам пришлось съесть часть зараженного выводка, большинство из них пережили период одиночного содержания и основали колонии того же размера, что и контрольные самки. Вероятно, они защищали себя от инфицирования с помощью антимикробного секрета, который сами и выделяют.

Когда ученые подсадили в гнезда других самок-основательниц умерших зараженных личинок, инфекция которых достигла терминальной стадии споруляции, самки пытались опрыскивать их своим противомикробным секретом, чтобы сдержать инфекцию. Но, несмотря на все старания, 80 процентов королев погибло. А выжившие самки потеряли весь выводок из-за вторичного инфицирования. Ученые пришли к выводу, что съедение зараженных личинок на ранних стадиях позволяет королевам сохранить будущую колонию. Также исследователи обнаружили, что самки, которым пришлось съесть часть выводка, произвели на 55 процентов больше яиц, чем контрольные самки. Это может означать, что энергию, полученную в результате поедания зараженных личинок, королевы используют для производства дополнительных яиц.

Учитывая то, как легко королевы съедают зараженное потомство, может показаться удивительным, что это редко делают рабочие особи. Ученые объяснили это тем, что королевы, в отличие от рабочих, не могут выбросить личинок за пределы гнезда, поскольку их выводковая камера зачастую не имеет выхода. Кроме того, репродуктивные самки нуждаются в высокобелковой диете для производства яиц. Таким образом, заключили авторы, сыновний каннибализм у муравьев адаптивен, поскольку предотвращает распространение инфекции и позволяет направить полученную энергию на производство новых яиц.

Муравьи не только защищают себя и других членов семьи от инфекций, но и заботятся о травмированных сородичах. Хищные африканские муравьи, нередко получающие раны во время нападения на термитники, обрабатывают секретом металевральных желез раны друг друга, а муравьи-древоточцы ампутируют сородичам поврежденные ноги.