6 Minutės
Slapta įsibrovėlė gali iš esmės pakeisti taisykles skruzdėlių kolonijoje. Nauji vaizdo įrašai ir tyrimas, paskelbtas Current Biology, parodo, kaip parazitinės Lasius karalienės įsiskverbia į svetimas lizdas, aptepia vietinę karalienę priešišku kvapu ir sukelia darbininkėms nužudyti savo motiną — o po to perima koloniją.
Kaip įsibrovėlė paverčia dukras prieš jų motiną
Tyrėjai stebėjo, kaip parazitinės Lasius orientalis arba Lasius umbratus karalienės prasiskverbia į L. flavus arba L. japonicus lizdus. Įsibrovėlė pirmiausia „pasiskolina“ kolonijos kvapą, nutrynusi kūną prie darbininkių išorėje, prieš patenkiant į lizdą; ši taktika užmaskuoja jos svetimą aromatą ir leidžia praeiti prie sargų nepastebimai. Tokia elgsena ir kvapo apsikeitimas yra svarbi taktika socialiniame parazitizme ir parodo, kaip cheminė komunikacija tarnauja tiek gynybai, tiek klastojimui.
Įvairiuose stebėjimuose parazitinės karalienės kruopščiai ir pakartotinai trina savo kūną apie šeimininkų darbininkes, įsirašydamos į esamą kolonijos feromonų „registrą“. Tai ne tik laikinai sumažina agresiją prieš įsibrovėlę, bet ir suteikia laisvę veikti toliau — patekti į centrinę kolonijos dalį, kur laikosi vietinė karalienė. Šis pirminis „maskuojantis“ etapas yra sudėtingas derinys elgsenos, kvapo fizikos ir socialinių signalų perrašymo.
Kartą patekus į vidų, parazitas naudoja anatominius mechanizmus, įskaitant specialią purškimo struktūrą, vadinamą acidopore, kad trykštų skysčio sroves į vietinę karalienę. Remiantis anatomija ir elgsena, mokslininkai daro prielaidą, jog šis skystis yra rūgštis — konkrečiai formiškai rūgštis (angl. formic acid) — plačiai žinoma skruzdžių cheminė medžiaga, naudojama gynybai ir komunikacijai. Kartotinai tepdamas šį aitrų, atstumiančią kvapą ant karalienės kūno, parazitas iškraipo kolonijos cheminę žemėlapį ir pakeičia pažįstamų signalų kontekstą.
Kai kvapas nusveria giminystę: mirtinas nesusipratimas
Skruzdėlių kolonijos draugus ir priešus dažniausiai atpažįsta pagal kvapus ir feromoninius ženklus. Keičiamas kvapas verčia vietinę karalienę kvepėti kaip svetimkę. Darbininkės, kurių pagrindinė funkcija — saugoti kolonijos reprodukcinį centrą, reaguoja agresyviai: jos pjausto ir sutriuškina karalienę, iš esmės įvykdydamos matricidą pagal cheminį apgaulės modelį. Šis procesas yra technologinis požiūriu primityvus, tačiau evoliuciškai efektyvus — jis leidžia įsibrovėlei eliminuoti konkurentę be plačių, atviros kovos atviro fronto.
Cheminė identifikacija kolonijose paremtas sprendimas yra labai priklausomas nuo šablono atitikimo — mažytis kvapo pakeitimas gali pakreipti kolektyvinę atpažinimo sistemą. Tokiu būdu formiškai rūgšties panaudojimas ant karalienės paviršiaus sukuria konfliktą tarp genetinių interesų ir momentinių sensorinių signalų: darbininkės priima „sensoriškai“ interpretuojamą grėsmę ir atlieka smurtinį aktą prieš savo reprodukcinį centrą.
Supainiojusios savo karalienę su įsibrovėle, darbininkės sukapoja ją į gabalus
Po kiekvieno atakos epizodo parazitinė karalienė trumpai atsitraukia, kad išvengtų savo paties purškalo pėdsakų; šeimininkų darbininkės aptinka formiškai rūgštį ir kitu atveju puolė jos pačios. Įsibrovėlė nuosekliai kartoja rūgštinės žymėjimo ir atsitraukimo strategiją tol, kol vietinė karalienė žūsta. Šis „tepimo–atsitraukimo“ ciklas sumažina riziką tiesioginio susidūrimo ir leidžia veikti subtiliai bei sistemingai.
Stebėjimuose taip pat pastebima, kad parazitinė karalienė gali koreguoti žymėjimo intensyvumą, remdamasi darbininkių elgesiu ir reakcijomis. Tokia fiksuota, bet adaptuojama taktika rodo tam tikrą sprendimų priėmimo elementą parazitinio elgesio repertoire, kuris gali būti paveiktas tiek cheminių signalų koncentracijos, tiek socialinių aplinkybių, pavyzdžiui, lizdo dydžio ar darbininkių amžiaus struktūros.
Nuo perversmo iki karūnavimo: užgrobimas ir priėmimas
Išmušus vietinę karalienę ir pašalinus jos kontrolinę feromoninę pėdsaką, parazitinė karalienė pradeda dėti kiaušinėlius. Įdomu tai, kad darbininkės priima naują kiaušinyną ir prižiūri įsibrovėlę kaip savo matriarchę. Šis socialinis užgrobimas — tam tikra socialinio parazitizmo forma — keičią vieną reprodukcinę liniją kita be didelio masto atviros kovos tarp darbininkių. Darbininkės, sukonstruotos rūpintis ir auklėti palikuonis, toliau atlieka savo įprastus darbų vaidmenis, net nesuvokdamos, kad nauja karalienė yra svetima genetine prasme.
Tai rodo, kad skruzdžių visuomenės yra labiau priklausomos nuo dabartinės feromoninės „konfigūracijos“ nei nuo genetinio pažinimo. Kai vienas chemikalas tampa vyraujančiu kolonijos komunikacijos kontekstu, jis gali užgrobti visą socialinį valdymą. Iš evoliucinio požiūrio, tokios taktika yra dviprasmiškai naudinga: parazitui — garantuotas palikuonių priežiūros mechanizmas, šeimininkui — rizika prarasti reprodukcinį potencialą.
Dar daugiau, stebėjimai parodė, kad darbuotojų priėmimas nėra visiškai mechaninis: priklausomai nuo lizdo demografijos ir vietinių aplinkybių, kai kuriais atvejais adaptacinis atsakas gali užkirsti kelią pilnam užgrobimui. Pavyzdžiui, jei darbininkių skaičius yra didelis arba jei lizde yra jauni, darbe aktyvūs individai, gali pasireikšti kolektyvinė gynyba prieš įsibrovėlę, sumažinanti parazito sėkmės tikimybę. Tokie niuansai pabrėžia kolonijos atsparumo ir pažeidžiamumo dinamiką.
Kas šiame procese yra svarbu
Už natūralios istorijos įdomumo ribų, šis tyrimas suteikia įžvalgų apie cheminę komunikaciją, parazitizmo evoliucines strategijas ir kolonijų atsparumą. Supratimas, kaip cheminiai signalai gali būti manipuliuojami, padeda atsakyti platesnius klausimus elgsenos ekologijoje: kaip socialiniai gyvūnai saugo save nuo sukčiavimo, kokie veiksniai didina arba mažina kolonijų pažeidžiamumą ir kaip cheminė signalizacija sąveikauja su socialine struktūra.
Vyriausiasis autorius Keizo Takasuka ir kolegos pabrėžia, kad skruzdėlės "gyvena kvapų pasaulyje" — ir šį pasaulį gali perdaryti užsispyręs parazitas. Shimada ir kt. atliktas tyrimas, paskelbtas Current Biology (2025), pateikia retą, šiurpą keliantį vaizdinį biologinio perversmo įgyvendinimo procese. Aukštos raiškos vaizdo įrašai kartu su elgesio stebėjimais leidžia ne tik užfiksuoti vienkartinį epizodą, bet ir analizuoti taktikas, laiko žingsnius bei interakcijas tarp individualių užpuoliko ir šeimininko elgesio.
Tyrimo metodologija, nors ir daugiausia elgesio stebėjimu paremta, taip pat gali būti papildyta cheminėmis analizėmis (pvz., GC-MS — dujinės chromatografijos ir masių spektrometrijos technika) feromonų profiliams identifikuoti. Tokie duomenys leistų tiksliau patvirtinti formiškai rūgšties vaidmenį arba nustatyti papildomas junginių grupes, dalyvaujančias žymėjimo ir atpažinimo procese. Be to, eksperimentai kontroliuojamoje aplinkoje gali tiksliai įvertinti žymėjimo koncentracijos slenkstį, reikalingą, kad darbininkės pakeistų savo elgesį prieš vietinę karalienę.
Praktinė to reikšmė — platesnė nei vien entomologijos sritis. Cheminio apgaulės principai, aptikti skruzdžių visuomenėse, gali turėti analogijų kitose socialinėse sistemose, įskaitant vabzdžių, gyvūnų bendruomenes ar net molekulinio lygmens signalų tinklus. Suvokimas, kaip vieno signalo pakeitimas perrašo socialinius vaidmenis, gali būti pritaikytas studijuojant ligų plitimą, socialinius patogenus arba net dirbtinių kolektyvų saugumą (pvz., robotų grupių koordinavimą pagal signalus).
Gilesnės diskusijos srityje verta nagrinėti ir evoliucinius sprendimus, kurie šeimininkams gali padėti sumažinti parazitinio užgrobimo riziką: tai galėtų būti didesnis feromonų kompleksų įvairovė, nuolatinė savikontrolė per laiką kintančiais kvapais arba net elgesio „patikros“ mechanizmai, skirti identifikuoti neatitikimus signalų kontekste. Tokios adaptacijos gali sukurti „patikros ir balansavimo“ sistemą, kuri apsaugo ilgalaikę genetinę investiciją ir mažina pavojų, susijusį su cheminiu sukčiavimu.
Galiausiai, šis atvejis pabrėžia, kaip svarbu derinti lauko stebėjimus su laboratoriniais eksperimetais ir cheminėmis analizėmis, siekiant sukurti visapusišką supratimą apie socialinį parazitizmą. Tik tokiu būdu galima atskleisti tiek mikro- (molekuliniai ir cheminiai), tiek makro- (socialinės struktūros ir demografija) lygius, kurie kartu lemia kolonijų elgsenos rezultatus prieš parazitines grėsmes.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą