Запах лягушки-свистуна делает ее незаметной для муравьев-листорезов

Запах лягушки-свистуна делает ее незаметной для муравьев-листорезов

Рис. 1. Взрослая квакушка Lithodytes lineatus. Фото из статьи A. Schlüter et al., 2009. Use of an active nest of the leaf cutter ant Atta cephalotes (Hymenoptera: Formicidae) as a breeding site of Lithodytes lineatus (Anura: Leptodactylidae)

Небольшая южноамериканская лягушка-свистун Lithodytes lineatus узко связана с муравейниками муравьев-листорезов из рода Atta. Здесь она живет, отсюда самцы токуют, завлекая самок, тут же развиваются икра и головастики. Взаимоотношения муравьев и лягушки можно наименовать паразитизмом: лягушка использует муравейник, ничего не отдавая взамен. Как ей удается миролюбиво сосуществовать с муравьями? Ведь земноводных других видов и иных мелких животных эти насекомые сразу же атакуют, стоит лишь тем приблизиться к муравейнику. Выяснилось, что муравьи не нападают на квакушку потому, что в ее коже содержатся специфические вещества, благодаря каким посетительницу принимают за свою.

Муравейники и термитники привлекают немало мелких животных — членистоногих, змей, лягушек и др. Часть из них муравьями и термитами не столуется, а находит здесь защиту и уютный дом. Хозяевам такие квартиранты никакой выгоды не приносят, так что эти взаимоотношения можно назвать паразитизмом. Почему же муравьи и термиты не трогают квартирантов? Ведь у немало видов этих насекомых есть специальная каста — «охранники», отстаивающие свой дом от непрошеных гостей. Это проблемой заинтересовались ученые, учащие жизнь небольшой южноамериканской лягушки Lithodytes lineatus из семейства свистунов (Leptodactylidae).

Эта квакушка встречается на севере Южной Америки, в бассейнах рек Амазонка и Ориноко. Ее существование тесно связана с муравейниками муравьев-листорезов из рода Atta, какие устраивают свои жилища под землей, где разводят грибные сады (см. Муравьи-листорезы при уходе за потомством используют противогрибковый препарат, «Элементы», 26.09.2016). Урожай грибов составляет основную еду как взрослым муравьям, так и их личинкам. Так что на животных (к примеру, насекомых) они утилитарны не охотятся. Тем не менее от непрошеных гостей свои муравейники они деятельно защищают. Для этой цели имеется специальная каста «охранников», куда входят наиболее крупные индивидууму. «Охранники» атакуют приближающихся животных и болезненно их кусают.

Кроме Lithodytes lineatus узкая связь лягушек и муравьев известна еще только для двух африканских обликов — Phrynomantis microps и Kassina fusca (из семейств узкоротов и прыгуний соответственно). Эти земноводные обитают в саваннах Восточной Африки, в условиях периодически повторяющегося сухого этапа. В муравейниках они находят подходящие с точки зрения влажности обстоятельства, позволяющие пережить неблагоприятное время года (M. O. Rödel, U. Braun. 1999. Associations between anurans and ants in a west African savanna (Anura: Microhylidae, Hyperoliidae, and Hymenoptera: Formicidae)).

В отличие от африканских квакушек, героиня нашего рассказа связана с обителью муравьев еще мощнее. Она не только живет здесь, но еще и использует муравейники для размножения. С начином брачного периода самцы L. lineatus начинают издавать супружеские крики, привлекая самок. При этом находятся они внутри муравейника. Являющиеся на зов самки вскоре тут же откладывают икру. Головастики тоже живут в муравейнике, придерживаясь в заполненных водой полостях (рис. 2) — напомним, что дело выходит в амазонской сельве, где всюду достаточно влажно. При этом сами квакушки муравьями не питаются. Они охотятся ночью, для чего на время покидают муравейник (W. W. Lammar, E. R. Wild, 1995. Comments on the natural history of Lithodytes lineatus (Anura: Leptodactylidae), with a description of the tadpole).

Запах лягушки-свистуна делает ее незаметной для муравьев-листорезов

Рис. 2. Заполненные водой полости муравейника муравьев-листорезов Atta cephalotes, в каких живут головастики Lithodytes lineatus (обозначены белыми стрелками). Алые стрелки указывают на самих муравьев. Фото из статьи A. Schlüter et al. 2009. Use of an active nest of the leaf cutter ant Atta cephalotes (Hymenoptera: Formicidae) as a breeding site of Lithodytes lineatus (Anura: Leptodactylidae)

В чем же секрет лягушки-свистуна, отчего ее не выгоняют и не атакуют?

Чтобы ответить на этот вопрос, ученые поставили две серии экспериментов в натуре. В первой серии выясняли, действительно ли муравьи не атакуют собственно L. lineatus. Для этого поведение насекомых по отношению к этому облику сравнивали с их реакцией на два других, внешне схожих и филогенетически ближних (из одного семейства). Это были лягушки Allobates femoralis и Ameerega picta (рис. 3, слева и в половине).

Запах лягушки-свистуна делает ее незаметной для муравьев-листорезов

Рис. 3. Лягушки Allobates femoralis, Ameerega picta и жаба Rhinella major. Фото с сайтов wikiwand.com, inaturalist.org и ecoregistros.org

Все три облика по очереди помещали у входа в муравейник, принадлежащий Atta laevigata или A. sexdens. А чтобы квакушки не сбежали, их привязывали веревочкой и накрывали прозрачным пластиковым контейнером. Заключительный неплотно прилегал к земле, так что муравьи могли легко проходить в такую «клетку». Происходящее в течение 10 минут снимали на камеру, а затем подсчитывали, сколько муравьев атаковали эту лягушку и сколько времени проходило с момента начала эксперимента до первой штурмы. Результаты показаны на рис. 4. Видно, что L. lineatus насекомые фактически не трогали (рис. 4, слева). И в продолжение 10-минутного эксперимента штурмов не было (рис. 4, справа). Между тем, лягушек двух иных видов муравьи начинали кусать уже в первые минуты (рис. 4).

Запах лягушки-свистуна делает ее незаметной для муравьев-листорезов

Рис. 4. Число атакующих муравьев (слева) и время до первой атаки во пора 10-минутного эксперимента с тремя разными видами лягушек: Lithodytes lineatus (А), Allobates femoralis (В) и Ameerega picta (С). Жирная черта показывает медиану. Рисунок из обсуждаемой статьи в Behavioral Ecology and Sociobiology

Во другой серии экспериментов проверяли гипотезу о том, что кожа лягушек L. lineatus кормит некое вещество, благодаря которому муравьи-листорезы ее не трогают. Исследователи устроились таким образом. В качестве объекта они взяли молодых (длиной 20–23 мм) жаб Rhinella major — обыкновенного в районе исследований вида (рис. 3, справа). Это земноводное на лягушку-свистуна не вылито, относится к семейству жаб (Bufonidae) и родственно нашим жабам — стальной Bufo bufo и зеленой B. viridis. Экспериментальную группу жаб на кое-какое время помещали в воду, содержащую кожные выделения L. lineatus, какие были в этой же воде до этого. Контрольную группу окунали в незапятнанную воду. Затем молодых жаб «предъявляли» муравьям — ровно так же, как это мастерили с лягушками трех разных видов в предыдущей серии экспериментов. Результаты оказались вполне однозначными (рис. 5): муравьи не трогали тех жаб, что контактировали с водой, кормящей выделения лягушки-свистуна. И нападали на контрольных особей, которых вымачивали в незапятнанной воде.

Запах лягушки-свистуна делает ее незаметной для муравьев-листорезов

Рис. 5. Количество атакующих муравьев (слева) и пора до первой атаки во время 10-минутного эксперимента с жабами Rhinella major, до эксперимента помещенных в воду с «экстрактом» кожи Lithodytes lineatus либо (в качестве контроля) в незапятнанную воду. Жирная линия показывает медиану. Рисунок из обсуждаемой статьи в Behavioral Ecology and Sociobiology

Таким манером, какие-то (пока не ясно, какие именно) вещества в коже L. lineatus позволяют этому облику обманывать бдительных муравьев-листорезов и благополучно жить и размножаться в их жилье. Интересно, что такой же результат был получен ранее для уже упомянутых рослее африканских лягушек. Те тоже избегают нападения муравьев благодаря веществам, содержащимся в их коже. Методология изыскания в Африке и Южной Америке была в целом одинаковой, желая эти работы и выполнены разными учеными. Поэтому здесь перед нами некий всеобщий механизм сосуществования лягушек и муравьев. Механизм этот для позвоночных звериных прежде известен не был. Это своего рода химическая мимикрия, когда квакушка «маскируется» в муравейнике с помощью запаха своей кожи.

Ключ: elementy.ru