Муравьи-гигантоголовы растут больше, сталкиваясь с сильными конкурентами

Муравей-гигантоголов (Pheidole megacephala) считается одним из худших инвазивных видов муравьев в мире. Как следует из названия, в его колониях есть солдаты с непропорционально большими головами. Их гигантские, мускулистые головы приводят в действие жвалы, которые они используют для атак на других муравьев и разделки добычи. Новое исследование показывает, что колонии этих муравьев производят более крупных солдат, когда сталкиваются с другими муравьями, которые умеют давать отпор.

Результаты опубликованы в Biological Journal of the Linnean Society.

Муравьи-гигантоголовы путешествуют по миру, перемещаясь с помощью человека. Ученые обнаружили их в более чем 1600 локациях по всему миру. Их появление в достаточно теплом регионе почти наверняка означает гибель для местных муравьев, пауков, жуков и других беспозвоночных, не привыкших к их способу ведения войны.

"Муравьи часто фигурируют в списках худших инвазивных видов, а гигантоголовы — одни из самых проблемных. Они очень агрессивны. И, в отличие от многих местных муравьев, они производят большое количество маток, поэтому имеют невероятно высокий потенциал для размножения", — говорит профессор Эндрю Суарес, руководивший исследованием.

Колонии образуют несколько взаимосвязанных гнезд, которые сотрудничают в обороне, размножении, расширении территории и добыче пищи.

Солдаты и рабочие в колонии — сестры, поэтому генетические изменения не объясняют их разную морфологию. Изменения в питании на стадии развития личинки в первую очередь ответственны за их разную форму и размер.

"Мы знаем, что можно кормить личинок по-разному, и это изменит уровень гормонов, что включит совершенно другой путь развития. В результате получается эта гигантская голова, и личинка становится муравьем-солдатом, а не мелким рабочим", — поясняет Суарес.

Команда хотела выяснить, могут ли внешние факторы, такие как присутствие других агрессивных муравьев, заставить колонии производить больше или более крупных солдат. Для этого они изучили муравьев в пяти регионах: Австралии, Флориде, Гавайях, Маврикии и Южной Африке.

"Гавайи интересны тем, что там нет местных муравьев, поэтому местная фауна насекомых и членистоногих не обязательно приспособлена к борьбе с социальными насекомыми. А местная муравьиная фауна в Австралии очень доминирующая и разнообразная", — отмечает соавтор Билл Уиллс.

Исследователи обнаружили, что солдаты и рабочие муравьи-гигантоголовы были крупнее всего в Австралии и мельче всего на Гавайях. В среднем, австралийские солдаты были в три раза массивнее своих гавайских эквивалентов. Муравьи на других участках имели промежуточные размеры.

Генетический анализ показал, что муравьи со всех участков исследования были близкородственными, что исключает возможность того, что вариации размеров являются результатом долгосрочных эволюционных изменений.

"Это показывает, что они смогли адаптироваться к новой среде относительно быстро. Это одновременно захватывающе и пугающе", — говорит Суарес.

Муравьи-гигантоголовы производили более крупных рабочих в ответ на внешние сигналы, но доля солдат в колониях не увеличивалась ни на одном из участков.

"Мы обнаружили, что соотношение солдат к рабочим было относительно постоянным во всех наших популяциях", — сообщил Суарес.

Исследователи предполагают, что муравьи используют химические сигналы — феромоны — чтобы определить, когда в гнезде достигнута правильная пропорция солдат к другим рабочим. Если это подтвердится, ученые смогут контролировать этих муравьев с помощью химических сигналов, не нарушая окружающую экосистему.