Будь всегда здоров

Исследователи измеряли скорость цветового зрения насекомых при помощи вживленных в сетчатку глаз насекомых электродов. Приборы показывали, как быстро проходит импульс от глаз шмелей в их мозг. Оказалось, что по этому показателю шмели обогнали всех других обитателей планеты, и, в частности, в пять раз превзошли людей.

Необычные способности шмелей позволяют им ориентироваться в сумерках, а также различать отдельные детали (например, вход в улей или привлекательный цветок), не снижая скорости полета.

В прошлом году другой коллектив исследователей обнаружил у шмелей еще одно ранее неизвестное свойство. Исследователи показали, что после встречи с пауком насекомые начинают вести в соответствии с принципом “ожегшись на молоке, на воду дуют”.
 

Заметить Lasius neglectus довольно сложно – над муравейниками нет холмиков. Поэтому он может полностью оккупировать землю под садом, прежде чем его заметят садоводы. У такой скрытности есть и экологическая опасность. Многочисленные ходы и гнезда в верхнем почвенном горизонте обязательно приводят к изменению свойств почвы, нарушению механического и органолептического состава. 

Негативно скажется на других почвенных животных, микроорганизмах, бактериях, грибах, а также на корневой системе растений. Следовательно, нарушаются растительные сообщества — вплоть до исчезновения некоторых видов растений и появления сорных или рудеральных видов, которые легко занимают все освободившиеся экологические ниши.

Захватчик неплохо подготовился к войне за Европу. В отличие от местного вида, в колонии инвазивного стало возможно появление нескольких самок-цариц. По словам ученых, изменение в ДНК привело к тому, что самки стали неагрессивными по отношению друг к другу. Каждая самка-царица находила себе нескольких партнеров, образуя свою колонию, и так далее по цепочке образовывалась суперколония. 

Образование суперколонии из нескольких колоний — неизбежное следствие низкой генетической изменчивости в первоначальной инвазивной колонии. Генетическая адаптация частично решает проблемы недостатка особей в колониях. Удалось также найти морфологические адаптации захватчика, которые происходили уже после попадания муравьев на новую территорию. И самцы, и самки-царицы отличались меньшими размерами тела и крыльев. Энтомологи утверждают, что уменьшение связано с тем, что у данного вида нет брачного лета.

Как быстро и каким способом он развивается на юге, явно указывает, что вскоре он оккупирует всю данную часть света, вплоть до скандинавских стран и Великобритании. По стране распространились ложные “черные вдовы”ю Берега страны подъедает китайский мохноногий краб. Китайский краб захватывает Поволжье, а в Черном море вообще идет настоящая война инвазивных видов.

Впервые муравей Lasius neglectus появился в Европе примерно 20 лет назад. Его колонию энтомологи заметили в Будапеште. Ученые считают, что насекомое попало в Европу из Западной Азии (возможно, из Турции) вместе с почвой, в которой перевозили растения. За два десятилетия муравей захватил не только Венгрию, но и еще несколько стран. Вскоре три его колонии нашлись в Испании. А сейчас его колонии есть во Франции, Германии, Польше и в Бельгии. Поступают также сообщения с Кавказа и с Канарских островов.

Vуравьи — наиболее активные агрессоры из всех насекомых. Другой инвазивный вид — аргентинский муравей, который попал в Европу примерно в 1900 году, к 2002 году образовал гигантскую суперколонию. Она занимает тысячи километров вдоль северо-западного побережья Италии и доходит до южного побережья Испании. Поэтому появление муравья Lasius neglectus и его быстрое распространение в Европе энтомологи считают довольно тревожным симптомом.

Опасность этой инвазии в том, что Lasius neglectus размножается почти в сто раз быстрее коренных видов. И даже “аргентинец” ему в подметки не годится. Кроме того, он довольно легко вытесняет местные виды, лишая их кормовой базы. В основном потому, что у будапештского муравья нет брачного лета, но есть несколько возможностей для формирования новых колоний.

Он очень плотно селится на захваченных территориях, тем самым лишая кормовой базы не только местных муравьев, но и другие виды живущих в земле насекомых. По словам авторов статьи, вымирание земляных насекомых приведет к вполне закономерному развитию событий – следом исчезнут питающиеся ими птицы, а далее изменится и вся экосистема региона.

Призывный сигнал нужен для встречь. А вот для чего нужен сигнал ухаживания – это некая загадка. Гипотеза состоит в том, что сложный сигнал ухаживания позволяет самке выбрать более качественного партнера. Ухаживание включает в себя не только звуковые, но и зрительные, вибрационные, химические компоненты. И характер этих компонентов говорит не только о видовой принадлежности, но и о качестве самца.

Сложный сигнал ухаживания дает большую возможность самкам для выбора и самцам для соревнования, особенно в том случае, когда несколько самцов одновременно ухаживают за самкой (длительный сигнал ухаживания привлекает также других самцов).

При такой стратегии половой отбор играет решающую роль в установлении этологических изолирующих барьеров, а следовательно, в видообразовании. Песня эволюционирует очень быстро, так как ее новые элементы, которые пришлись по вкусу самкам, закрепляются в популяции и дают начало новому виду.

К такому выводу биологов привели результаты молекулярно-генетических исследований. Они анализировали митохондриальную ДНК разных видов саранчовых по нескольким маркерам – фрагментам нуклеотидной последовательности. А потом сравнили результаты с акустическими сигналами.

Оказалось, что виды с более простой песенкой сильнее различаются по этим маркерам и, следовательно, имеют более древнее происхождение. А виды со сложной песенкой и длительным ритуалом ухаживания почти не различаются по этим маркерам, что свидетельствует о недавней дивергенции (расхождения от общего предка) этих молодых видов.

В лаборатории кобылок и разводят: самки откладывают яйца в песок, имеющийся в садках в достаточном количестве. Сотрудники просеивают песок и отбирают яйца, которые находятся внутри защитных «кубышек». Кубышки помещают во влажный песок в чашках Петри и хранят в холодильнике от двух до шести месяцев, имитируя зимнюю диапаузу. После этого чашки Петри вынимают, и выплод личинок происходит через две-три недели при комнатной температуре.

В брачном поведении кобылок два этапа, и для каждого этапа – своя песенка. Сначала одиночный самец, сидя в траве, издает призывный сигнал. Самка слышит его на расстоянии нескольких метров и, если она готова спариваться, отвечает на него похожим сигналом. Начинается сближение.

Когда партнеры оказываются поблизости, самец приступает ко второму этапу – к ухаживанию. И на этом этапе разные виды сильно различаются, используя совершенно разную стратегию подхода к самке. У одних видов все происходит быстро и просто. Их сигнал ухаживания почти не отличается от призывного сигнала. И времени много не занимает.

Другие виды придерживаются стратегии длительного ухаживания. Песенка ухаживания на этом этапе значительно сложнее по структуре, чем призывный сигнал. Часто самцы сопровождают ее ритуальными движениями головы, антенн и брюшка, исполняя брачный танец. Есть виды, которые высоко вскидывают задние голени.

Саранчовые внешне похожи на кузнечиков, но звуки издают совсем по-другому. Кузнечики, так же как и сверчки, поют крыльями – жесткие надкрылья трутся друг о друга. В отличие от них, кобылки поют задними ногами. На их бедрах имеется ряд шипиков, и, двигая ногами, они трут этими шипиками о жилку крыла.

“У саранчовых два звуковых аппарата (две ноги). Ноги могут работать с фазовым сдвигом и по разным моторным программам, что дает возможность усложнять и разнообразить песенку.  Если левая и правая ноги работают асинхронно, паузы между пульсами оказываются менее выраженными.

Если фазовый сдвиг ног в процессе пения меняется, серии с четкими пульсами чередуются с шумообразными сериями. Возможностей для усложнения масса.

Лабораторная установка позволяет одновременно записывать не только звук, но и движения задних ног, генерирующие звук. Для записи движений ног используется специальная, сконструированная в лаборатории оптоэлектронная система, состоящая из двух камер со встроенными фотодиодами.

Перед экспериментом на ноги кобылок наклеиваются маленькие рефлекторные бумажки. Камеры снабжены лампами, и лучи, отражающиеся от рефлекторных бумажек, попадают на фотодиоды. Так движения ног преобразуются в электрический сигнал.

Две экспериментальные кормушки пахли по-разному, и соответственно, по-разному пахли посещающие их пчелы. Воспринимая обращенный к ней стоп-сигнал, пчела замедляла танец, а фуражиры снижали интенсивность полетов в данную кормушку.

Нападение хищника имитировал человек с пинцетом, который во время кормления в искусственной кормушке щипал бедных пчел за ноги. Возвращаясь в улей, пощипанные пчелы убедительно рассказывали другим об опасности: они издавали стоп-сигнал в среднем по 35 раз за один прилет.

Ученый имитировал опасность и другим способом: он распылял в искусственной кормушке пчелиный “феромон тревоги”. Химическое воздействие также вызвало стоп-сигналы у пчел, хотя пинцет оказался эффективнее.

Колония общественных насекомых, таких как пчелы, муравьи, термиты, это суперорганизм, в котором поведение отдельных его членов направлено на пользу для всей колонии. Стоп-сигнал снижает посещение опасного места и тем самым предохраняет насекомых от гибели.

В движениях танцующих пчел, прилетевших с цветущего луга, содержится информация о направлении на источник пищи и расстоянии до него. Есть стоп-сигнал, которым пчелы предупреждают соседей по улью, что некий источник пищи опасен и лететь туда не стоит.

Стоп-сигнал пчела издает, вибрируя крыльями с необычайно большой частотой (380 Гц), и продолжается он всего лишь 150 мс. Пчела адресует его другой особи, которая в это время исполняет виляющий танец: виляя брюшком, она совершает круги с поворотами и указывает пчелам-фуражирам, куда лететь за кормом. В ответ на стоп-сигнал танцующая пчела резко снижает интенсивность танца, а фуражиры, соответственно, меньше летят к опасному источнику корма.

В отличие от искусственного усиления танца в данном случае цель состояла в его замедлении. Подопытные пчелы добывали пищу на двух искусственных кормушках с нектаром, которые располагались с противоположных сторон от улья. На искусственные кормушки охотно прилетали и пчелы из других ульев, а также дикие пчелы. Кормушка оказывалась переполнена, конкуренция порой приводила к стычкам, в которых пчелы-соперники кусали друг друга за различные части тела.

Один из видов ос защищает свое потомство. Объектом исследований стал пчелиный волк обыкновенный (Philanthus triangulum). Это осы, которые охотятся на пчел, убивают их и высасывают из них собранный нектар. Недавно энтомологи заинтересовались взаимодействием ос с бактериями.

Свои жилища пчелиный волк строит в земле, там же содержатся и личинки. И, естественно, в таком жилье есть проблема с бактериями, которые живут в почвенном слое. Казалось бы, там должно быть много микроорганизмов, которые должны вызывать болезни неокрепших личинок. Между тем осы живут и продолжают причинять неудобства пасечникам.

Несколько лет назад этой проблемой заинтересовались немецкие ученые. Сначала они обнаружили, что осы выращивают бактерии Candidatus Streptomyces philanthi на специальных антенных усиках и потом смачивают выделениями бактерий коконы. Теперь ученым стало ясно, зачем нужен такой на первый взгляд странный механизм.

Анализ поверхности коконов показал, что на нее нанесены сразу девять веществ, относящихся к антибиотикам. Именно их выделяет бактерия в лабораторных условиях. Внутри кокона этих веществ тоже нет. Получается, что бактерии помогают осам защищать свое потомство от патогенных микроорганизмов.

Приматы, в том числе и люди, очень хорошо воспринимают различные изображения. Это происходит благодаря работе особого отдела головного мозга. Мы использовали для своих экспериментов стандартные тесты на восприятие изображения.

Вначале ученые устроили пчелам очень простое испытание – они сделали схематические рисунки человеческого лица, на которых короткая вертикальная черта обозначала нос, а длинная горизонтальная — рот. На определенных изображениях пчел ждало вознаграждение. А потом ученые убрали приманку – и оказалось, что они все же возвращаются именно туда, куда нужно.

Пчелы могут различать схемы, когда они представляют собой нечто похожее на лица. Исследователи показывали пчелам пять пар разных снимков, где на одном снимке всегда было обычное лицо, а на другом – просто находились точки и линии. Вознаграждение пчелы получали, если останавливались на лицах, и не получали ничего, если летели просто на схему.

Потренировав так своих подопечных какое-то время, доктор Гюрфа и доктор Даер предложили им новые фотографии, которые пчелы не видели раньше. В этом случае пчелы безошибочно находили фотографии лиц людей. Это означает, что пчелы смогли запомнить именно само расположение основных черт лица.