Колонии муравьёв теряют гармонию: природа посылает тревожный знак изнутри экосистемы

Муравьи считаются одними из самых организованных существ в природе, и их жизнь держится на точной системе сигналов. Они узнают "своих" по запаху, следуют по химическим меткам и заботятся о потомстве благодаря невидимому языку ароматов. Однако загрязнение воздуха способно нарушить эту систему, превращая союзников в чужаков. Об этом сообщает Science & Vie.

Фото: Designed by Freepik by vecstock, https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Муравьи

Как загрязнение вмешивается в язык запахов муравьёв

Муравьи распознают членов своей колонии по химическому отпечатку, который состоит из сложной смеси углеводородов. Особенно важную роль играют алкены — молекулы с двойными углеродными связями. Именно они помогают насекомым различать своих и чужих.

Проблема в том, что такие соединения уязвимы перед окислителями, которые часто присутствуют в загрязнённом воздухе. К ним относятся озон и оксиды азота. Под их воздействием алкены разрушаются, и запаховая "подпись" муравья меняется.

Исследовательская группа под руководством Маркуса Кнадена из Института химической экологии имени МаксаПланка решила выяснить, насколько серьёзно озон способен влиять на социальное поведение муравьёв.

Что показал эксперимент с озоном

Учёные подвергали несколько видов муравьёв воздействию озона в концентрации до 100 частей на миллиард — это уровень, который нередко фиксируется в городских условиях. Результат оказался неожиданно резким: содержание алкенов в химическом составе насекомых заметно снизилось.

При этом более устойчивые алканы почти не изменились. Это подтвердило гипотезу, что самые хрупкие молекулы оказываются одновременно и самыми важными для социальной жизни муравьёв.

Почему муравьи начинают нападать друг на друга

Эксперимент строился просто. Рабочую муравьиху, прожившую четыре дня в колонии, изымали, подвергали воздействию озона, а затем возвращали обратно.

Практически сразу другие муравьи начинали вести себя агрессивно: давили, кусали и в некоторых случаях полностью изгоняли её. Видеонаблюдение показало, что агрессия возрастала даже при концентрациях, которые считаются умеренными.

Фактически загрязнение не делало муравья больным, но меняло его запах настолько, что колония переставала воспринимать его как "своего".

"Для социальных видов потеря узнаваемости равносильна утрате социальной роли, а это всегда запускает конфликты", — считает эксперт по поведению животных, обозреватель Pravda.ru Павел Смирнов.

Особенности поведения у разных видов

Интересно, что у вида Ooceraea biroi, который считается клональным и живёт без матки, агрессия не проявилась. Вероятно, дело в другом устройстве социальной системы: меньше выражено разделение ролей и отсутствует строгая иерархия, поэтому конфликты возникают реже.

Однако именно у этого вида обнаружилась другая проблема. Муравьи, подвергшиеся воздействию озона, переставали заботиться о личинках. В нескольких колониях няньки фактически бросали молодняк. При этом тесты показали, что личинки не были отравлены и не умирали.

Это говорит о том, что загрязнение нарушает не только систему "свой-чужой", но и тонкие сигналы, отвечающие за заботу о потомстве.

Почему это может стать угрозой для природы

Химическая коммуникация нужна муравьям не только для распознавания членов колонии. Она помогает:

• координировать работу;
• следовать по тропам;
• распределять задачи;
• защищать гнездо;
• заботиться о личинках.

Если эти сигналы разрушаются, колония начинает терять устойчивость. А поскольку муравьи составляют значительную часть биомассы наземных насекомых, последствия могут затронуть целые экосистемы.

Муравьи участвуют в распространении семян, рыхлении почвы и регулировании численности других беспозвоночных. Их дезориентация или исчезновение может запустить цепочку изменений в флоре и фауне.

"Даже незаметные сбои в поведении массовых видов со временем отражаются на состоянии всей экосистемы", — считает эколог, обозреватель Pravda. ru Денис Поляков.

Популярные вопросы о влиянии загрязнения на муравьёв

Почему муравьи так зависят от запахов?

У них слабое зрение, зато развитая химическая коммуникация. Запахи заменяют им язык и систему распознавания.

Что именно разрушает запаховую "подпись"?

Главную роль играют окислители в воздухе, особенно озон и оксиды азота, которые меняют состав алкенов.

Умирают ли муравьи от загрязнения?

Нет, в описанном эксперименте речь шла не о гибели, а о нарушении поведения и коммуникации.