Зоологія самолікування личинок - спектр наук
Зоологія: самолікування личинок
Коли вони з апетитом їдять капусту, моркву чи декоративні рослини, деякі садівники-любителі люблять використовувати отруйний клуб. Подібна ситуація і в звичайному вирощуванні овочів, фруктів та квітів, або в лісовому господарстві: як тільки личинки білокачанної капусти, павуки-губки або ластівки нападають на пишну зелень, смертельна ін’єкція, як правило, вже наближається. Крім того, природа захищається цілим арсеналом хімічної та біологічної зброї, яка може покласти край імовірному чи фактичному шкіднику: від пташиного дзьоба до осей іхмонів до смертельно отруйних алкалоїдів - шлях до метелика є небезпечно довгим.
Однак гусениці не здаються своїй долі без опору, оскільки не мало хто використовує проковтнуті рослинні токсини для власного захисту та яскравими фарбами попереджає потенційних хижаків про те, що вони неїстівні. Натомість у інших з’являються довгі волоски, які або неприємно відчувають кропиву при контакті, або роблять цілу тварину настільки неприємною, що голодні дзьоби воліють її відкидати. Комахи-паразити менш страшні; Наприклад, при довго несучих колючках вони можуть прищепити потомство метеликів, вибраних для власного розплоду, своїми яйцями: Потім гусениці загрожує тривале мучеництво як їжа для вигулу.
Але чи справді кінець личинки запечатаний? Або немає виходу? Дослідження Елізабет Бернейз з Університету Арізони та Майкла Сінгера з Уеслінського університету в Коннектикуті щодо гусениць видів ведмежої молі Grammia geneura і Естігмена площа в Арізоні дають важливу інформацію про це.
Вибрані два види метеликів мешкають на луках на південному заході США, де вони харчуються різноманітними рослинами - вони є спеціалістами загального профілю. Одночасно на них нападають різні паразити, які в підсумку завдають їм смертельних ран. Однак личинки знають, як захиститися: вони покладаються на так звані алкалоїди пірролізидину, що зберігаються в їх тілі, які вони використовують, коли їдять одну з улюблених рослин, сімейство маргариткових Senecio longilobus, і який насправді повинен служити самій рослині для відвернення хижаків.
Нащадки ведмедя-павука можуть навіть знаходити ці речовини в надзвичайно низьких концентраціях в зелених речовинах завдяки вузькоспеціалізованим і дуже чутливим смаковим рецепторам, що потім стимулює їх харчову поведінку саме на цій їжі. Гусениця Grammia geneura Під час свого метаболізму він також зберігає іридоїдні глікозиди - гіркі речовини, які зв’язані з цукром, - що в свою чергу індукує підвищену активність у клітинах рецепторів сахарози. Врешті-решт, це нагріває жадобу личинки до іридоїд-вмісної Plantago insularis а - подорожник, як відомо, забезпечує хімічними речовинами для захисту від хижаків.
Це вже забезпечує певний захист гусениць, але хіба це не просто випадковий позитивний побічний ефект від їх харчових звичок? Щоб перевірити це, двоє вчених зібрали з природи здорових личинок обох видів, заражених паразитами, відокремили їх смакові клітини, піддали дії різних інгредієнтів і спостерігали, як протікають їх реакції в кожному випадку.
Дійсно, присутність паразитів в організмі значно збільшує голод гусениць щодо алкалоїдів піролізидину та іридоїдних глікозидів: В обох видів специфічні рецептори заражених особин демонстрували суттєво підвищену активність у порівнянні з здоровими особами. Ця позитивна реакція їх чутливих клітин зрештою спонукає тварин все частіше вживати цей природний протипаразитарний засіб - і більше того: одночасно вимірювання показують, що їхня сприйнятливість до рослинних токсинів, таких як кофеїн, знижується, так що вони також можуть перейти на неїстівні рослини, що є плюсом для них обіцяйте бажані отрути.
З іншого боку, цукор, який інакше нагріває апетит верфі, не впливав на реакцію смакових рецепторів, хоча сприйнятливість до нього лежить на тих самих нервових закінченнях, що і до іридоїдів. На думку вчених, зміна раціону, спричинене ворогами всередині організму, впливає не на всю сенсорну клітину, а лише на певні рецепторні білки або їх вторинні речовини-носії.
Гусениці свідомо шукають ті рослинні токсини, які можуть в достатній дозі вбивати природних ворогів у своєму організмі, цілеспрямовано їх використовувати і тим самим відкривати нове поле експериментів для еволюції між господарем і паразитом. Хобі та професійні заводчики рослин, швидше за все, будуть цим менш задоволені, ніж біологи, але для них залишилось одне невелике втішення: багато гусениць згодом перетворюються на красивих метеликів.