Муравьи Дракулы охотятся с первого дня жизни: их мозг может объяснить такую «кровожадность»

Крошечный красновато-коричневый муравей Stigmatomma pallipes только-только покинул куколку, но уже готов идти на охоту за сороконожками, приносить добычу в гнездо и кормить личинок. Он же прокалывает собственных куколок и пьет их гемолимфу, за что получил название в честь вампира — муравей Дракулы. Ученые говорят, что объяснить такую прыткость и «кровожадность» им пришлось заглянуть прямо в мозг этому созданию.

Дракулы в муравейнике

Что касается личинок, то потеря гемолимфы, которая отдаленно напоминает кровь, для них обычно не смертельна. Более того, молодежь переживает укусы и продолжает развиваться, чтобы в итоге стать новыми восточными муравьями Дракулы.



Сами особи небольшие, даже по муравьиным меркам: длина — около полсантиметра, глаза крошечные, а челюсти вытянутые, с острыми зубами. Живут «вампиры» в Северной Америке. В частности, ученые собирают их в лесах неподалеку от Бостона.

Но кровь личинок — это только часть загадки. Главная странность спрятана внутри рабочего расписания этих муравьев.

Карьерная лестница без ступенек

У многих социальных насекомых направление работы определяет возраст. Например, молодые медоносные пчелы сначала чистят ячейки и ухаживают за личинками, а за нектаром и пыльцой вылетают из безопасного улья позже. Многие муравьи идут тем же путем: сначала забота о молодняке, потом задачи посложнее, и наконец выход из гнезда за едой, самая опасная работа и, так сказать, финальное повышение.

У S. pallipes все устроено иначе. Молодые взрослые муравьи удивительно похожи на старших соседей по гнезду, и недавно вышедших рабочих исследователи отличают в основном по чуть более светлой окраске ног и брюшка.

Разницы нет и в обязанностях. Только что появившиеся взрослые охотятся на сороконожек, приносят их в гнездо и обеспечивают пищей личинок. Четкого перехода от работника «детского сада» к охотнику у них нет. Поэтому далее — как молодые муравьи справляются с такой сложной работой.

Всегда готов

Ответ на этот вопрос нашла команда американских ученых под руководством Фрэнка Азорсы. Как уже было сказано, ученые собрали муравьев в лесах рядом с Бостоном и изучили мозг насекомых на пяти стадиях развития. Исследователи использовали конфокальную микроскопию, которая с помощью лазерного сканирования создает детальные трехмерные изображения тканей. По этим изображениям они восстановили мозг и измерили его области. Работа вышла в журнале Proceedings of the Royal Society B.



Картина получилась необычной. Мозг целиком и большинство его специализированных областей достигли максимального размера еще на стадии куколки, до появления муравья во взрослом виде. Рабочие, которым был всего один день, имели мозг, сопоставимый по размеру с мозгом особей старше 20 дней.

Надо сказать, что эта загадка старая. Еще в 1978 году Джеймс Траниелло, ныне профессор биологии в Бостонском университете, описал отсутствие разделения труда по возрасту у этого вида в статье журнала Science. Объяснить, как молодые рабочие справляются с такой сложной работой, он тогда не смог.

Особенный мозг

В плане мозгов «вампиры» разительно отличаются от остальных общественных насекомых. Исследование 1993 года в журнале Nature показало, что у медоносных пчел области мозга, связанные с обучением, растут по мере опыта поиска пищи. У муравьев Дракулы рост заканчивается заранее.

Но после этого мозг у S. pallipes не замирает в развитии. Ученые изучили грибное тело, область, которая отвечает за обучение, память и обработку сенсорной информации. У пожилых рабочих крошечные структуры со связями между нервными клетками упакованы менее плотно, чем у молодых взрослых.

Выходит, мозг перестраивает свои цепи даже после того, как достиг взрослого размера. Муравьи начинают взрослую жизнь с большей частью развития мозга позади и все же сохраняют способность к дальнейшим нейронным изменениям.

Как же эти муравьи так быстро взрослеют

Парадокс в том, что до взрослого состояния они развиваются гораздо дольше других. S. pallipes проходит путь от яйца до взрослой особи примерно за 110 дней, и 41–57 из них приходится на стадию куколки. Медоносным пчелам для этого хватает примерно 21 дня.



Исследователи сравнили развитие и поведение при поиске пищи у 32 разновидностей муравьев. Виды с более долгим развитием обычно начинали искать пищу раньше, и эта связь сохранялась, даже когда ученые учитывали родство видов.

Правда, ранних собирателей в сравнении было всего пять видов, поэтому закономерность нужно проверять дальше. Если она подтвердится, долгое развитие помогает муравьям приходить к сложным задачам уже готовыми, без дополнительных недель созревания во взрослом возрасте.

Здесь важен каждый член

Подземные колонии «вампиров» весьма малочисленны. Рабочих там меньше 20 особей, что по меркам муравьев просто мизер. Но, скорее всего, этому виду больше и не надо, и так справляются.

Рабочие жалят сороконожек, парализуют их и несут домой, чтобы личинки питались добычей напрямую. Получается, что охота и уход за потомством тесно связаны.

При такой численности молодой муравей, готовый сразу охотиться, помогает разделить нагрузку. Времени на долгую стажировку почти нет, ведь важен каждый работник. Правда, исследование не показывает, почему такая система развилась именно так.

Заключение

S. pallipes относится к ранней линии муравьев Amblyoponinae, подсемейству в основном хищных видов, которые часто живут под землей. Крошечные колонии, одиночная охота и ограниченное химическое общение напоминают черты, которые ученые предполагают у первых муравьиных обществ. Поэтому для ученых такие архаические виды очень ценны, так как показывают, как изменились муравьи за сотни миллионов лет непрерывной эволюции.