Муравьи-рабовладельцы выходят на охоту: климат незаметно меняет исход жестоких войн

Муравьи кажутся простыми насекомыми, но за их повседневной жизнью скрываются сложные конфликты и стратегии выживания. Новые научные данные показывают, что климат напрямую влияет на то, как муравьи защищаются, нападают и эволюционируют. В тёплых регионах эти насекомые оказываются особенно уязвимыми перед социальными паразитами. Об этом сообщает Earth.

Фото: commons.wikimedia.org by Richard Bartz, Munich Makro Freak, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/

Муравей

Война внутри муравьиного мира

Учёные из Университета Иоганна Гутенберга в Майнце и Центра исследований биоразнообразия и климата Зенкенберга изучили длительный конфликт между двумя близкородственными видами муравьёв. Один из них, Temnothorax longispinosus, выступает в роли хозяина, а второй — Temnothorax americanus — является социальным паразитом, которого часто называют "муравьём-рабовладельцем".

Паразит проникает в гнёзда хозяев и похищает их выводок. Молодые муравьи вырастают уже в чужой колонии и выполняют всю работу: добывают пищу, ухаживают за потомством и поддерживают жизнеспособность гнезда. Для колонии-хозяина это означает потерю будущих рабочих и ослабление защиты.

Климат как ключевой фактор конфликта

Исследователи проанализировали десять популяций муравьёв, обитающих на участке протяжённостью около 1000 километров в США. Южные популяции жили в тёплых и сухих регионах, северные — в более прохладных и влажных условиях.

Все колонии на год поместили в одинаковые лабораторные условия, чтобы исключить влияние краткосрочной погоды. Это позволило выявить именно долгосрочные адаптации, сформированные климатом.

"Климат объясняет различия в поведении хозяев и паразитов лучше, чем сама численность паразитов", — сказала профессор поведенческой экологии и социальной эволюции Сюзанна Фоциник.

Агрессия и тактика зависят от температуры

Результаты показали чёткую закономерность. В тёплых и сухих регионах муравьи-хозяева проявляли меньшую агрессию. Вместо активной защиты они часто уносили выводок и покидали гнездо, снижая прямые столкновения, но рискуя потерять территорию.

Муравьи-паразиты в таких условиях, напротив, действовали более активно и агрессивно. В прохладных и влажных районах ситуация менялась: хозяева яростно защищали гнёзда, а паразиты становились осторожнее и реже шли на открытые атаки.

"Различия в агрессии, активности набегов и химических профилях следуют градиенту температуры и влажности", — отметил первый автор исследования Эрванн Коллин.

Химическая коммуникация под влиянием климата

Муравьи общаются с помощью кутикулярных углеводородов — восковых веществ на поверхности тела. Эти химические сигналы помогают распознавать "своих", защищаться от высыхания и реагировать на угрозы.

Исследование показало, что химические профили муравьёв систематически меняются в зависимости от климата. Поскольку все особи содержались в одинаковых условиях, различия оказались результатом эволюции, а не недавнего воздействия среды. Подобные механизмы коллективной адаптации ранее уже описывались при изучении того, как формируются гигантские муравьиные суперколонии.

Генетика конфликта хозяев и паразитов

Во втором исследовании учёные проанализировали полные геномы и активность генов обоих видов. Они обнаружили так называемую "географическую мозаику коэволюции": популяции паразитов значительно сильнее различались между регионами, чем популяции хозяев.

"Популяции паразитов эволюционируют по-разному в зависимости от региона, тогда как хозяева более стабильны", — пояснил исследователь Майд Макит.

Хозяева демонстрировали отбор генов, связанных с химическим восприятием и обнаружением угроз. Паразиты же эволюционировали за счёт регуляторных генов, отвечающих за координацию набегов и поведение во время атак.

Почему запах решает исход борьбы

Эволюционные изменения затронули как гены, производящие химические сигналы, так и рецепторы, позволяющие их распознавать. Даже небольшие изменения в системе запахов могут определить, выживет ли колония.

Муравьи принимают решения — атаковать, бежать или защищаться — основываясь именно на химической информации, а климат усиливает или ослабляет эти механизмы. Похожие принципы влияния среды на сигналы и реакции встречаются и у других видов, использующих химическую защиту в природе.

Сравнение: тёплый и прохладный климат в муравьиных конфликтах

В тёплых регионах паразиты активнее и агрессивнее, а хозяева чаще избегают прямых столкновений. В прохладных зонах хозяева демонстрируют более жёсткую оборону, а паразиты действуют осторожнее. Таким образом, климат смещает баланс сил между видами.

Популярные вопросы о муравьях и климате

Почему муравьи в жарком климате уязвимее?

Высокие температуры снижают агрессию хозяев и усиливают активность паразитов.

Как муравьи распознают врагов?

Основную роль играют химические сигналы на поверхности тела.

Может ли изменение климата усилить паразитизм?

Да, жёстко закреплённые поведенческие и генетические стратегии могут сделать колонии менее адаптивными к новым условиям.