Ластовень привлек опылителей запахом раненых муравьев

Японский ботаник обнаружил, что цветки ластовня Vincetoxicum nakaianum имитируют запах раненых муравьев Formica japonica и F. hayashi. Благодаря этому они обманом привлекают опылителей — клептопаразитических злаковых мух, которые кормятся гемолимфой из ран насекомых, добытых пауками и другими хищными членистоногими. Как отмечается в статье для журнала Current Biology, ранее ученые уже знали о растениях с похожей стратегией опыления, однако у них цветки пахнут как раненые пчелы, осы или клопы.

Некоторые двукрылые из семейств злаковых мух (Chloropidae), мокрецов (Ceratopogonidae) и милихиид (Milichiidae) освоили необычный способ кормления. Вместо того чтобы охотиться самостоятельно, они слетаются на добычу хищных членистоногих — таких, как пауки, ктыри и богомолы — и пьют сочащуюся из ран гемолимфу. Согласно наблюдениям энтомологов, этих клептопаразитических двукрылых интересуют не все раненые насекомые, а лишь представители отрядов перепончатокрылых (Hymenoptera) и полужесткокрылых (Hemiptera) — поскольку при нападении хищника они испускают сильный , по которому их легко можно найти.

Около десяти лет назад ученые обнаружили, что отдельные виды растений научились обманывать клептопаразитических двукрылых ради собственной выгоды. Их цветки пахнут как раненные в результате нападения хищника насекомые: клопы, пчелы или осы. Этот запах привлекает клептопаразитических злаковых мух, мокрецов или милихиид, которые садятся на цветки, пачкаются в пыльце и переносят ее на другие экземпляры того же вида (как правило, не получая за это никакой награды). К растениям, использующим такую опыления, относятся некоторые кирказоны (Aristolochia), церопегии (Ceropegia) и, возможно, геноплезиумы (Genoplesium). Мы подробно рассказывали об одном из них — цветки церопегии C. gerrardii не просто пахнут ранеными пчелами, но и производят богатый белками и сахарами аналог пчелиной гемолимфы. Таким образом, взаимоотношения этого вида с клептопаразитическими двукрылыми сложно назвать обманом, это скорее взаимовыгодное сотрудничество.

Еще один похожий пример описал ботаник Ко Мотидзуки (Ko Mochizuki) из Токийского университета. В 2021 году он заметил злаковых мух на соцветиях ластовней Vincetoxicum nakaianum, которые росли в горшках в ботаническом саду Коисикава. Исследователь предположил, что этот растений опыляется клептопаразитическим двукрылыми, которых привлекает запахом раненых насекомых. Для проверки гипотезы Мотидзуки провел наблюдения за V. nakaianum в  среде обитания — в национальном парке Никко на острове Хонсю. За пять весен — с 2021 по 2025 год — он насчитал на цветках этого растения 359 особей членистоногих из числа двукрылых, муравьев и пауков. 80 процентов посетителей составляли дневные злаковые мухи, причем представители четырех их видов — Conioscinella divitis, Polyodaspis ruficornis, Tricimba lineella и T. japonica — переносили на хоботках поллинарии ластовня, а значит, участвовали в его опылении. Согласно литературным данным и наблюдениям самого автора, все эти виды являются клептопаразитами и питаются гемолимфой насекомых, добытых хищными членистоногими. На цветках ластовней также были отмечены клептопаразиты из семейств мокрецов и милихиид, однако их роль в опылении подтвердить не удалось.

Таким образом, ластовень V. nakaianum действительно опыляется клептопаразитическими двукрылыми. Чтобы понять, как именно растение привлекает этих насекомых, Мотидзуки проанализировал запах его цветков с помощью парофазной хроматографии и твердофазной микроэкстракции. В результате выяснилось, что за аромат ластовня отвечает смесь алифатических углеводородов, эфиров уксусной кислоты и бензоидов. В частности, во всех образцах были обнаружены нонан, ундекан, октилацетат, децилацетат и метил-6-метилсалицилат. Эти соединения служат многим перепончатокрылым и некоторым другим насекомым в качестве химического сигнала тревоги или помогают отпугнуть хищника. При этом одно из соединений, метил-6-метилсалицилат, до сих пор ни разу не был зафиксирован в качестве компонента цветочного запаха.

На следующем этапе Мотидзуки проверил, действительно ли нонан, ундекан, октилацетат, децилацетат и метил-6-метилсалицилат привлекают клептопаразитических двукрылых. Для этого он разместил клейкие ловушки, пропитанные смесью этих соединений, в национальном парке Никко и в ботаническом саду Коисикава. В качестве контроля выступали ловушки, пахнущие ацетоном. Исследователю удалось поймать значительное количество насекомых, среди которых более 95 процентов приходилось на клептопаразитических двукрылых: злаковых мух, мокрецов и михилиид. Смесь из пяти веществ привлекла достоверно больше насекомых, чем ацетон (p < 0,01). Среди злаковых мух в ловушках были обнаружены все четыре вида, участвующих в опылении V. nakaianum, а также вид Hapleginella laevifrons. Дополнительные опыты показали, что если исключить из смеси децилацетат и метил-6-метилсалицилат, она привлечет злаковых мух и михилиид. Таким образом, именно эти соединения в первую очередь помогают ластовню приманивать опылителей.

Чтобы выяснить, чей именно запах имитирует ластовень V. nakaianum, Мотидзуки поискал в базе данных Pherobase упоминания о насекомых, которые используют для химической сигнализации или отпугивания хищников смесь нонана, ундекана, октилацетата, децилацетата и метил-6-метилсалицилата. Оказалось, что для нескольких семейств характерны по крайней мере три из пяти этих соединений, а для муравьев и жужелиц — по крайней мере четыре. Метил-6-метилсалицилата был выявлен только у муравьев и нескольких жужелиц, а децилацетат — только у муравьев из подсемейства Formicinae. После этого исследователь поймал представителей 26 видов муравьев, четырех видов жужелиц и восьми видов клопов и проверил, какие вещества они выделяют при стимуляции или раздавливании. В результате удалось установить, что по составу летучих химических соединений запах цветков ластовня больше всего похож на запах раненых муравьев Formica japonica и F. hayashi. Оба вида широко распространены в Японии, в том числе в местах произрастания ластовня V. nakaianum.

Затем Мотидзуки провел эксперимент с участием паука-скакунчика Siler vittatus — специализированного охотника на муравьев. В условиях лаборатории пауку позволялось поймать и съесть одну особь F. japonica или F. hayashi. Исследователь установил, что атакованные скакунчиком муравьи двух этих видов выделяют смесь химических соединений, в которые входят нонан, ундекан, децилацетат и метил-6-метилсалицилат. Таким образом, эти вещества служат F. japonica и F. hayashi в качестве химического сигнала тревоги. В ходе дополнительного эксперимента автор продемонстрировал, что злаковые мухи C. divitis, помещенные в Y-образный ольфактометр, чаще выбирают рукав, в котором находится раненный пауком (p = 0,04). В совокупности полученные данные свидетельствуют, что ластовень V. nakaianum имитирует химический сигнал тревоги раненых муравьев, чтобы привлечь к цветкам опылителей — клептопаразитических злаковых мух. Не исключено, что похожий механизм используют и другие представители рода. При этом ранее ни одного примера растения, чьи цветки мимикрировали бы под запах муравьев, известно не было.

Недавно ученые описали первый пример распространения семян двукрылыми насекомыми. Они обнаружили, что клептопаразитические падальные мухи Bengalia varicolor воруют у муравьев семена мирмекохорных — расселяющихся за счет муравьев — растений. Делают они это ради питательных придатков таким семян — элайосом. После кормления мух муравьи почти всегда повторно собирают семена и уносят в муравейники, где те могут прорасти. При этом вмешательство мух увеличивает расстояние, на которое расселяются семена, и повышает шансы, что они окажутся в более отдаленном муравейнике, что выгодно растению.