Муравьи-древоточцы Camponotus floridanus контролируют развитие колоний, изменяя состав жидкости, которую передают друг другу изо рта в рот. К такому выводу пришла международная группа учёных в результате «бесчеловечных» экспериментов, в ходе которых насекомых вырывали из семьи и несколько недель морили голодом. Результаты работы опубликованы в журнале eLife.
Процесс обмена кормом и выделениями желёз, который практикуют C. floridanus, называется «трофаллаксисом». «Каждому взрослому и молодому муравью пища передаётся в ходе трофаллаксиса, — объясняет ведущий автор исследования Лоран Келлер (Laurent Keller). — В результате создаётся сеть взаимодействий, которая связывает всех членов колонии». «Многие исследователи рассматривают трофаллаксис только как способ поделиться кормом, — добавляет член научной группы, профессор Ричард Бентон (Richard Benton). — Но он встречается и в другом контексте, например, когда муравей воссоединяется с сородичами после периода изоляции. Поэтому мы хотели узнать, содержит ли жидкость, которой насекомые обмениваются в ходе этого процесса, молекулы, которые позволяют им передавать друг другу другие химические сообщения, а не только еду».
Учёные проанализировали жидкость, которой обменивались пары рабочих муравьёв. Сначала они пытались получить её «мирным» путём, наблюдая за насекомыми в привычной для них обстановке, но их поведение оказалось непредсказуемым, а обмен — слишком быстрым. Поэтому они изолировали муравьёв и какое-то время их не кормили. Затем, напоив насекомое раствором сахарозы, его сводили с жителем того же муравейника — и вот тогда древоточцы начинали долгий «обмен приветствиями» — порой трофаллаксис длился несколько минут.
Исследователи обнаружили в жидкости большие количества ювенильного гормона, который регулирует развитие, размножение и поведение насекомых, и высокую концентрацию белка, контролирующего рост. Чтобы проверить, как гормон влияет на рост личинок, учёные провели эксперимент. Муравьёв разделили на группы по 25—30 насекомых, каждая из которых выкармливала 5—10 личинок, некоторым из них в пищу добавили ювенильный гормон. Оказалось, что в тех группах, которые получали гормон, личинки в два раза чаще успешно переживали метаморфозы и превращались во взрослых насекомых, да и размером были крупнее. «Это означает, что с помощью ювенильного гормона и других молекул, передающихся изо рта в рот по сети социальных связей, муравьи могут сообща контролировать, как развивается колония, — говорит один из исследователей, Адрия Лебёф (Adria LeBoeuf) — Когда эти насекомые кормят своих личинок, они не просто передают им еду, они голосуют химическими бюллетенями, выдавая разные количества ускоряющих рост веществ, чтобы повлиять на следующее поколение».
Наряду с белками роста и ювенильным гормоном, исследователи обнаружили в жидкости вещества, источающие специфический запах колонии, по которому муравьи отличают членов семьи от чужаков. «В целом, мы показали, что передаваемая муравьями жидкость содержит не только корм и пищеварительные энзимы», — говорит Лебёф. «В более широком смысле, это означает, что у других животных оральный обмен жидкостью, например слюной, тоже может служить ранее неизвестным целям», — заключает он.