27.07.2012

Термиты отправляют на войну пенсионеров-смертников, начиненных химическими бомбами

Пенсионеры-смертники с голубыми бомбами-кристаллами – так выглядит механизм защиты, практикуемый южноамериканскими термитами, открытый энтомологами.

Защищать отечество – дело благородное, но рискованное: кто-то из коллектива должен отдать жизнь в борьбе с врагом, а кто-то – получить за счет героев репродуктивное преимущество и передать потомству свои гены. Таков природный механизм, гарантирующий выживание популяции и в подробностях воспетый в многочисленных эпосах – от гомеровской «Илиады» до «Слова о полку Игореве».

Набор защитных механизмов, практикуемых социальными животными, весьма разнообразен.

Люди, получившие видовое преимущество над всеми позвоночными, предпочитают отправлять на войны здоровых молодых самцов. А вот у дружных крошечных термитов естественный отбор закрепил совершенно противоположную стратегию: жертвовать собой на поле брани они отправляют (в переносном, конечно, смысле) престарелых рабочих особей, от которых в сложном термитном хозяйстве все меньше и меньше толку.

Практика сама по себе довольно поучительная, но не менее интересен способ, каким воюют с недругом списанные с хозяйства работяги: это начиненные биологическим токсином ходячие бомбы, готовые разорваться, если конфликт с соперником из конкурирующего термитника заходит слишком далеко.

Именно такой способ самопожертвования обнаружила у термитов Neocapritermes taracua и описала в Science международная группа энтомологов, возглавляемая доктором Яном Шоботником из Института органической химии и биохимии Академии наук Чехии.

Neocapritermes taracua – тропические термиты, устраивающие свои колонии в старых отмирающих деревьях, древесиной которых они питаются. Изучая морфологию этих насекомых, энтомологи обнаружили у части рабочих термитов продолговатые голубые отметины на спине - в районе грудино-брюшной перемычки. Если во время драки с вражеским термитом перевес сил оказывается на стороне противника, такой термит взрывается, выделяя каплю голубой токсичной жидкости, которая за несколько секунд становится клейкой и тускнеет.

При более детальном рассмотрении голубые точки оказались кристаллоподобным веществом, заключенным в специальные мешочки, образованные выростами заднегрудья, или метаторакса – заднего членика груди насекомых.

За наполнение мешочков отвечает пара желез, расположенных под слоем эпидермиса в районе передней части каждого мешка. Помимо этого аппарат секреции у этих термитов включает в себе слюнные железы, вырабатывающие гранулированный секрет, также складируемый под клеточной стенкой эпидермиса.

Как выяснилось, он тоже играет важную роль в проведении химической атаки термитом-смертником.

Дальнейшее изучение колонии показало, что аппарат по производству голубого токсина развивается не у всех рабочих термитов, а преимущественно у престарелых, чьи мандибулы (верхние челюсти ротового аппарата членистоногих), с помощью которых термиты добывают еду и строят гнезда, уже отработали свое, то есть стерлись. Более того, термиты-пенсионеры, начиненные голубыми бомбами, вели себя более агрессивно в схватках с соперниками – термитами Labiotermes labralis, а прижатые к стенке оппонентами, быстрее всех взрывались. При этом их голубая жидкость более эффективно распугивала врагов, чем секрет, выделяемый более молодыми соплеменниками.

Интересно, что при пересадке голубых кристаллов другим особям токсичность секрета более молодых термитов возрастала, однако все равно оставалась ниже, чем у старых. Оказалось, что роль химического усилителя играет тот самый дополнительный слюнной секрет, вступающий в реакцию с голубыми кристаллами, когда термит взрывается.

С помощью масс-спектрометра энтомологи расшифровали химическую формулу голубых кристаллов.

Токсином, повергающим врагов, оказался белок, структурно сходный с гемоцианином – медьсодержащим протеином и функциональным аналогом гемоглобина. Именно медь, входящая в состав молекулы этого белка, и отвечает за голубой цвет боевых кристаллов.

Энтомологи, открывшие голубых термитов-смертников, подчеркивают необычность их оборонительного механизма, включающего, во-первых, ранее неизвестный у других термитов аппарат экзокринных желез, вырабатывающий медьсодержащий протеин, который, что тоже необычно, складируется в форме кристаллов в спинных контейнерах. Во-вторых, необычный способ обороны – суицид, во время которого происходит высвобождение дополнительного секрета, вступающего в химическую реакцию с голубыми кристаллами и увеличивающего их токсичность. Последнее закономерно: чересчур токсичное оружие представляло бы опасность для хозяина, поэтому безопасней собрать химическую бомбу в момент атаки.

Дмитрий Малянов

Источники:

1. Газета.Ru