Mravčia kráľovná, kľúčový jedinec kolónie, podnecuje starostlivosť robotníčok o samú seba aj špecifickými zvukmi. Vedci teraz zistili, že ich dokážu napodobniť larvy a kukly parazitického motýľa - a mravčie robotníčky sa o ne starajú ako o kráľovné.
V časopise Science to oznámil päťčlenný tím Francescy Barberovej z Turínskej univerzity (Taliansko) a Jeremya Thomasa z Oxfordskej univerzity (Veľká Británia).
Skúmali húsenice a kukly európskeho lúčneho motýľa modráčika Rebelovho (Maculinea rebeli), ktorý žije aj na Slovensku. Tento modráčik je známy parazitickým spôsobom rozmnožovania. Larvy sa krátko pasú na horcoch krížatých (Gentiana cruciata), no potom si ich odnášajú do hniezd robotníčky mravcov druhu Myrmica schencki.
Motýlie larvy totiž napodobňujú pachy vydávané larvami mravcov, takže mravčie robotníčky ich považujú za larvy vlastného druhu. V hniezde ich potom kŕmia a všestranne sa o ne starajú. Motýlie larvy však okrem toho ešte kanibalisticky požierajú súrodencov, iné motýlie larvy, ktoré mravce priniesli s nimi. O priazeň mravcov ich nepripraví ani požieranie mravčích lariev - ba zistilo sa, že v takom prípade prebieha ich vývoj zvlášť rýchlo.
Miera parazitizmu larvami a kuklami modráčika Rebelovho v mravčích hniezdach je priam úžasná. Larvy a kukly tam počas 11 až 23 mesiacov vývoja nadobudnú až 98 percent celkovej hmotnosti tela. To znamená, že ich mravce vykŕmia prakticky celé (okrem spomenutého kanibalizmu).
Sladká odmena nestačí
Vysvetľuje sa to tak, že mravcom chutia sladké výlučky motýlích lariev a kukiel. Zdá sa, že veľmi, lebo vedci pozorovali, ako mravčie robotníčky aktívne bránili motýlie larvy a kukly proti útoku vlastných kráľovien a odniesli ich do bezpečia. Logicky vznikla otázka, prečo?
Ani sladké výlučky totiž nekompenzujú pre mravce zápornú celkovú bilanciu prítomnosti motýlích lariev a kukiel v hniezde. A žeby iba samotný falošný pach mravčích lariev dokázal postaviť robotníčky proti kráľovnám, skutočným kľúčovým jedincom celého hniezda?
Mravce sú ekologicky veľmi úspešná skupina organizmov. V tropických pralesoch tvoria až 15-percent biomasy živočícíchov a celkovo na súši azda až 25-percent.
Ich biomasa je porovnateľná s biomasou ľudstva. Úspešní sú predovšetkým vďaka životu v zložitej spoločnosti s vysoko rozvinutými systémami komunikácie. Dobre, aj príklad modráčikov Rebelových dokazuje, že tú chemickú možno - aspoň sčasti - predstierať. No čo ostatné?
Čudné preferencie
Motýlie húsenice v rozmnožovacích komorách mravčích hniezd žobrú o potravu ako mravčie larvy. Vylučujú komunikačné chemikálie blízke obdobným chemikáliám na povrchu tela mravčích lariev. Mravčie robotníčky ich kŕmia ako mravčie larvy - priamym vyvrhovaním potravy. Robotníčky však pri takom či onakom ohrození hniezda spravidla zachraňujú ako prvé práve motýlie larvy. Prečo?
Niektoré skoršie pokusy ukázali zaujímavú okolmnosť. Keď vedci natreli imitácie lariev pravými mravčími a falošnými motýlími komunikačnými chemikáliami, mravčie robotníčky uprednostňovali pravé chemické signály. To znamená, že všeobecné uprednostňovanie živých motýlích lariev pred mravčími musí v krízových situáciách i mimo nich vychádzať ešte z čohosi iného.
Pri nedostatku potravy dokonca mravčie robotníčky zabíjali mravčie larvy a kŕmili nimi motýlie. Bádatelia ďalej pri pokusoch pozorovali, ako mravčie kráľovné považujú motýlie larvy či kukly za súperov, no robotníčky ich brali ako vlastné kráľovné.
Húsenica motýľa modráčika Rebelovho v hniezde mravcov z rodu Myrmica.
Mravčie robotníčky ju kŕmia priamym vyvrhovaním potravy.
Foto: Jeremy Thomas
Zvukové vysvetlenie
Francesca Barberová s kolegami dospeli k predpokladu, že riešenie je azda v dosiaľ - popri dominantnom chemickom - podceňovanom kanále mravčej komunikácie, zvukovom. Veď dospelé jedince štyroch z jedenástich mravčích podčeľadí (dokopy vyše 12 000 druhov) vydávajú zvuky trením plôšok na brušnej strane článkov tela.
Mravčie larvy zvuky nevydávajú. Motýlie ale pri strese vytvárajú zvuky, pripomínajúce poplašné zvuky dospelých mravčích robotníčok. Lenže to by im ešte „celebritné" postavenie v mravčom hniezde nezabezpečilo. Na to by museli imitovať zvuky kráľovien. Najprv bolo treba preukázať, že kráľovné vydávajú iné zvuky ako robotníčky.
Popravde už boli isté náznaky, že rôzne mravčie kasty vydávajú rôzne zvuky. Francesca Barberová s kolegami ich teraz pri druhu Myrmica schencki potvrdila. Robotníčky a kráľovné sa líšia aj anatómiou, pomocou ktorej produkujú zvuky. Vedci zaznamenali zvuky oboch kást v situáciách, keď predmetné jedince neboli stresované. Zvuky kráľovien boli odlišné adekvátne odlišnej anatómii, ale aj rytmu a rýchlosti predmetných pohybov.
Kráľovné z reproduktorov
Mravčie robotníčky kladne reagovali na prehrávanie zvukov svojich blížnych i kráľovien. Čo sa týka všeobecnej komunikačnej úrovne, na zvuky oboch kást svojho druhu reagovali podobne. Pri zvukoch kráľovien ale oveľa častejšie zaujímali postoj, ako keď sa starajú o kráľovnú, alebo strážia čosi cenné pre mravčiu spoločnosť. To zodpovedalo vrcholovému postaveniu kráľovien v kolónii.
Vedci z toho vyvodili záver, že zvuková komunikácia hrá v spoločnostiach mravcov tohto druhu a všeobecne podčeľade Myrmicinae oveľa významnejšiu úlohu, ako sa myslelo. Je premenlivejšia a v rámci kolónie sa ňou prenášajú zložitejšie sociálne informácie.
V ďalšom pokuse nahrali zvuky motýlích lariev a kukiel spomenutého druhu v mravčom hniezde. V minulosti sa to podarilo iba pri larvách. Zvuky nestresovali ani motýle, ani mravce. Zvukové orgány kukiel a lariev (pri larvách nie sú definitívne jasné) sú anatomicky odlišné od mravčích. Zvuky ale výrazne pripomínali zvuky mravčích kráľovien a robotníčok. Larvy i kukly ale približne o štvrtinu lepšie napodobňovali zvuky kráľovien.
Keď vedci prehrávali tým istým mravčím robotníčkam zvuky motýlích kukiel, robotníčky reagovali podobne ako na zvuky kráľovien. Záznamy zvukov motýlích lariev mali u mravčích robotníčok slabšiu odozvu. Zvuky motýlích kukiel síce neprehrávali aj mravčím kráľovnám, no Francesca Barberová s kolegami si myslia, že výsledok by bol podobný ako pri pokusoch, keď dali dokopy živé kukly a kráľovné: druhé reagovali na prvé ako na súperov.
Zvuky, ktoré vydáva larva modráčika Rebelovho. V tomto aj ďalších troch záznamoch je umelo zvýšená hlasitosť, aby boli zvuky počuteľné ľudských uchom.
Zvuky, ktoré vydáva kukla modráčika Rebelovho.
Zvuky, ktoré vydáva kráľovná mravca druhu Myrmica schencki.
Zvuky, ktoré vydáva robotníčka mravca druhu Myrmica schencki.
Faloš (mravčím) svetom vládne
V súhrne platí, že motýlie larvy sa najprv votrú medzi mravce falošnými chemickými signálmi a potom, keď už ich mravce vpustia do hniezda a prijmú ako plnoprávnych členov hostiteľskej spoločnosti, v hniezde navyše získajú celebritné postavenie vydávaním falošných zvukov mravčích kráľovien.
Kukly napodobňujú zvuky kráľovien lepšie. Zadaptovali sa tak zrejme preto, lebo na rozdiel od lariev poskytujú mravčím robotníčkam za ich starostlivosť menšiu odmenu v podobe sladkých výlučkov.
Na bohatých potrevných a ďalších zdrojoch (ochrana a pod.) sústredených v hniezdach mravčích spoločností parazituje asi desaťtisíc druhov najrôznejších iných bezstavovcov, predovšetkým hmyzu. Toleranciu a starostlivosť zo strany mravcov získávajú najmä falošnými chemickými signálmi.
Francesca Barberová s kolegami uzatvára, že úloha zvukového mimikry lariev a kukiel modráčika Rebelovho pri rozmnožovacom parazitizme na mravcoch Myrmica schenckii jasne ukazuje, že výskum týchto parazitických vzťahov treba rozšíriť o falošné zvuky.
Hlavný zdroj: Science zo 6. februára 2009.
