Новое исследование показало, что личинки мучнистой божьей коровки, известной как Cryptolaemus montrouzieri, «крадут» карминовую кислоту у инвазивного насекомого, пришедшего в Испанию из Америки, хотя у этих двух существ нет истории совместной эволюции. Когда муравьи готовятся к атаке, молодой жук напрягает мышцы и выбрасывает каплю ярко-красной жидкости. Это вещество, называемое гемолимфой, наполнено карминовой кислотой — токсичным химическим веществом, которое придает жидкости кровавый оттенок и побуждает муравьев отказаться от нападения.
Поскольку многие растения и животные отпугивают хищников химическими средствами, некоторые хищники выработали способы противостоять этим токсинам или даже «изолировать» их, чтобы использовать в целях собственной защиты. Например, ядовитые древолазы накапливают запасы вредных алкалоидов, питаясь токсичными насекомыми. Обычно такие адаптации являются признаком того, что два вида развивались бок о бок друг с другом в течение длительного периода.
Но по мере того, как люди распространялись повсюду, вводя по мере своего продвижения другие виды, многие животные подвергались воздействию биохимической защиты, с которой они никогда раньше не сталкивались. Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, показывает, что даже в новых условиях животные могут адаптироваться к доступным им токсинам и использовать их для защиты от еще более сильных врагов.
Энтомолог Анхель Плата, научный сотрудник Валенсийского института сельскохозяйственных исследований, заинтересовался химической защитой насекомого под названием кошениль опунция (Dactylopius opuntiae) во время похода в горы, окружающие его город. Насекомое живет и питается кактусом опунции, растением, которое возникло в Америке, но распространилось по всему миру и колонизировало сельскую местность Средиземноморья, взяв с собой D. opuntiae.
Известно, что кошенильные насекомые производят карминовую кислоту, которая отпугивает хищников в их естественном ареале, и на протяжении веков люди «выращивали» ее для производства красного пищевого красителя. Плата, который часто размышляет о роли чужеродных насекомых в своих исследованиях в области биологической борьбы с вредителями, задался вопросом, как это химическое оружие может действовать против местных хищников.
Исследовательская группа обнаружила гроздья опунции, зараженной кошенилью, в садах и лесах восточной Испании (из-за которых, по словам Платы, его тело было уколото шипами и покрыто пятнами красного пигмента), и отметила, какие насекомые охотятся на насекомых. Местный вид муравьев (Lasius grandis), казалось, избегал кошенили, но C. montrouzieri с удовольствием их поедал и не проявлял никаких вредных последствий от постоянного употребления карминовой кислоты. (Этот жук, играющий роль и добычи, и хищника, сам по себе является интродуцированным видом. Родом из Австралии, сейчас он обитает как минимум в 64 странах.)
Гемолимфа, выбрасываемая личинками C. montrouzieri, когда они подвергаются нападению (поведение, известное как рефлекторное кровотечение), обычно имеет желтый цвет. Но когда Плата и его коллеги осторожно прикоснулись к личинкам тонкой кисточкой, чтобы вызвать защитное поведение, тела насекомых окрасились в малиновый цвет. Дальнейшие тесты подтвердили наличие карминовой кислоты, которую C. montrouzieri приобрела, употребляя ядовитую D. opuntiae на завтрак, обед и ужин. А гемолимфа, как обнаружили исследователи, оказалась эффективной защитой от голодных муравьев.
Исследование показывает, что «тесная коэволюционная история» не всегда необходима для такого типа секвестрации токсина, говорит Пол Од, эколог по травоядным растениям и насекомым из Университета штата Колорадо, который не участвовал в новом исследовании. Результаты также демонстрируют, «насколько быстро могут развиться новые отношения секвестрации».
Плата говорит, что это открытие может стать хорошей новостью для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Он отмечает, что C. montrouzieri изначально был завезен в Средиземноморье, чтобы помочь защитить цитрусовые сады от угрожающих им голодных мучнистых червецов — отсюда и его прозвище «разрушитель мучнистых червецов». По его словам, они могут быть полезны для целого ряда экосистем, но муравьи и другие хищники могут снизить их эффективность. Однако, как показывает новое исследование, эти жуки могут использовать другие неместные виды, чтобы закрепиться в незнакомой среде.
Но полученные результаты также являются предупреждением о том, что вторжение видов может иметь неожиданные последствия. По словам Платы, вызывая изменения в структуре пищевой сети, «распространение насекомых, вырабатывающих токсины, может оказать дополнительное воздействие на местные экосистемы».
Од ожидает, что в будущем будут обнаружены более неожиданные взаимодействия между местными и интродуцированными видами. По его словам, ценность таких исследований, как это, будет только расти, «поскольку число инвазивных видов продолжает увеличиваться в результате глобальной торговли и изменения климата».
