Толстые стенки галлов спасли личинок долгоносиков от пожара

Энтомологи обнаружили, что личинки долгоносиков Collabismus clitellae, которые развиваются внутри галлов на растениях Solanum lycocarpum, способны пережить природный пожар. К такому выводу исследователи пришли, проанализировав выживаемость этих насекомых после пожара в тропической саванне серраду в Бразилии. Оказалось, что внутри обгоревших галлов выжили 66 процентов личинок, и чем толще была эпидерма галла, тем выше были шансы, что все его обитатели выживут. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Ecology.

Природные пожары часто сопровождаются массовой гибелью диких животных от огня, воздействия высоких температур и дыма. При этом страдают от них самые разные существа, от крупных млекопитающих до насекомых. Среди последних наиболее уязвимы виды, представители которых не умеют быстро перемещаться (например, летать) и потому не успевают вовремя покинуть охваченную огнем территорию. Кроме того, пожары наносят серьезный ущерб насекомым, находящимся на неподвижных или малоподвижных этапах жизненного цикла, то есть на стадиях яйца, личинки или куколки.

Впрочем, как выяснила команда энтомологов под руководством Жеана Карлоса Сантуса (Jean Carlos Santos) из Федерального университета Сержипи, некоторые личинки насекомых обладают достаточно надежной защитой от пожаров. В августе 2012 года ученые проводили работы на ферме Нова-Монти-Кармелу в бразильском штате Минас-Жерайс. Ее территория площадью 52 тысячи гектаров покрыта эвкалиптовыми плантациями и тропическими саваннами серраду. Незадолго до начала исследования на ферме произошел природный пожар, который продолжался 24 часа. Он охватил не менее 30 процентов ее территории.

В центре внимания исследователей оказались долгоносики Collabismus clitellae, личинки которых развиваются в тканях кустарника Solanum lycocarpum из семейства пасленовых (Solanaceae). Самки этих жуков откладывают яйца на молодые стебли растения, что приводит к патологическому разрастанию его тканей и формированию галла. Эта структура достигает 1,3-16,9 сантиметра в длину — а ее объем составляет 0,3-140 кубических сантиметра. Она может включать до 70 камер, в каждой из которых находится по одной личинке долгоносика. Будущие жуки постепенно развиваются внутри галлов, питаясь растением-хозяином, и здесь же окукливаются

В один из дней после пожара Карлос Сантус и его коллеги собрали 83 галла с 40 экземпляров S. lycocarpum, растущих на территории фермы. Из них 53 были собраны с 28 растений с выжженных участков, а еще 31 — с 12 растений с участков, не затронутых огнем. Затем исследователи вскрыли все галлы в лабораторных условиях и оценили долю выживших личинок.

Оказалось, что в обгоревших галлах средняя выживаемость личинок долгоносиков составляет 66,23 процента. А в 38,46 процента таких галлов выжили все их обитатели. В 61,54 процента случаев наблюдалась частичная или, реже, полная гибель личинок от воздействия огня. Для сравнения, в необгоревших галлах выживаемость личинок составила 62,62 процента. Остальные особи были убиты наездниками-браконидами неопределенного вида. Эти паразитоиды не добрались лишь до 35,48 процента галлов. Интересно, что в обгоревших галлов авторы не обнаружили следов паразитирования наездников.

В ходе дополнительного анализа Карлос Сантус и его коллеги попытались выяснить, как свойства галла и растения-хозяина влияют на выживаемость личинок долгоносиков. Выяснилось, что у обгоревших галлов, в которых выжили все личинки, эпидерма была толще, чем у обгоревших галлов, все или некоторые обитатели которых погибли во время пожара (2,13 миллиметра против 1,6 миллиметра; p = 0,019). Таким образом, утолщенные стенки галла, судя по всему, защищают развивающихся долгоносиков от огня. Кроме того, галлы, в которых не погибла ни одна личинка, были более мелкими и обладали более низкой плотностью обитателей, чем галлы, в которых погибла хотя бы одна или все личинки. Вероятно, низкая концентрация личинок обеспечивает им более высокие шансы на выживание в случае пожара.

По словам авторов, ранее примеры того, как личинки насекомых переживают пожары под защитой толстых стенок галлов, были неизвестны. Однако похожий механизм используют многие растения, которых спасает от огня их толстая кора.

Ранее зоологи выяснили, что муравьи способствуют расселению орехотворок K. rileyi и K. decidua. На галлах, которые орехотворки образуют на дубовых листьях, есть особые структуры — капеллы, аналогичные элайосомам мирмекохорных растений. Муравьи, привлеченные запахом капелл, уносят упавшие на землю галлы в муравейник, где личинки орехотворок могут развиваться в безопасности от хищников, паразитоидов и грибков.