Муравьи узнают родственников по запаху
Муравьи – социальные насекомые, и биологи давно и с интересом наблюдают за их взаимодействием и совместной работой. Теперь учёные из США поняли, как насекомые отличают членов своей колонии от представителей других колоний.
Муравьи, социальные насекомые, интересуют учёных уже многие годы. Исследователи наблюдают за тем, как муравьи сотрудничают, чтобы перенести большие куски пищи и другие тяжести, строят тоннели, поддерживают свои жилища в чистоте, общаются друг с другом и распределяют трудовые обязанности внутри сообщества. Теперь исследователи решили разобраться, как эти любопытные создания отличают членов своей колонии от сородичей из других групп.
Специалисты Университета Калифорнии в Риверсайде обнаружили, что муравьи общаются посредством ряда углеводородных химических веществ, присутствующих на их кутикуле (внешней оболочке). Учёные отмечают, что муравьи имеют самое большое количество генов обонятельных рецепторов среди насекомых (порядка 400) и, соответственно, пользуются своим мощным обонянием по полной. По запаху они идентифицируют химические вещества, а по ним, в свою очередь, определяют принадлежность индивидуума к сообществу.
"До сих пор нам было совсем немногое известно о том, как именно муравьи с помощью обоняния определяют принадлежность особи к какой-то касте или к конкретной колонии их сообщества, – комментирует невролог и профессор энтомологии Анандасанкар Рэй (Anandasankar Ray), глава исследовательской группы. – Чтобы решить эту проблему, мы попробовали изучить нейроны усиков муравьёв вида Camponotus floridanus и их реакцию на углеводороды в кутикуле. Мы хотели рассмотреть, как муравьи обнаруживают сложные феромоны в процессе организации своей эффективной деятельности в колонии и распознают особей из различных каст своей колонии и "злоумышленников" из других колоний.
Рэй объяснил, что социальные насекомые, такие как муравьи, обладают замечательной способностью к организации деятельности больших колоний с несколькими кастами. Это позволяет сообществу процветать и добиваться успеха и, как и в любом большом обществе, эта стратегия требует эффективной коммуникации между всеми членами группы. В лаборатории Рэй и его коллеги использовали мощные методы электрофизиологии, систематически проверяя углеводороды, присутствующие на кутикуле рабочих муравьёв и королевы. Именно эти углеводороды, по подозрениям учёных, выступают в роли сигнализирующих феромонов.
"К нашему удивлению мы обнаружили, что чуткие специализированные сенсоры в усиках муравьёв могут обнаружить практически все углеводородные компоненты, – говорит Рэй. – Эта способность крайне необычна даже для мира насекомых и, вероятно, является особым свойством именно социальных видов".
Тельце каждого муравья покрыто определённым сочетанием углеводородов. Состав фактически кодирует информацию в зависимости от касты и колонии, к которым принадлежит особь. В некотором роде это сочетание действует как химический штрих-код. Каждый муравей, обладающий уникальной обонятельной системой, может считывать такой химический код.
"Наши данные показали, что впечатляющее количество рецепторов необходимо, чтобы особь воспринимала комплексный запах углеводородов каждого из товарищей, – пишут учёные в пресс-релизе. – Мы стремимся определить функциональные роли этих рецепторов, в частности, найти те обонятельные рецепторы, которые обнаруживают феромоны королевы – особи, регулирующей большую часть жизни колонии".
Исследование группы из Калифорнийского университета было опубликовано научным журналом Cell Reports.