Kolonie owadów społecznych wykorzystują w znacznej mierze sygnalizowanie chemiczne dla identyfikowania członków kolonii i odwrotnie, dla wykrycia intruza. Te systemy komunikacji są na ogół bardzo skuteczne, ale, jak to powiedział wielki naukowiec, profesor Ian Malcolm: „Życie znajdzie sposób”. Jeśli istnieje zamknięty system, jakiś nieznośny ale bystry pasożyt znajdzie sposób przełamania go.
Gąsienice rodzaju Maculinea – znane także jako modraszki alkon – wykluwają się na ziemi w pobliżu mrowisk Myrmica, i zabierają je robotnice mrówek. Mrówki zabierają do domu to, co pachnie jak jedno z ich maluchów, tylko że jest to mięsożerna kukułka, która pożera ich larwy…
Niezwykły przykład takiego chemicznego kamuflażu odkryła w 2013 r. grupa badaczy niemieckich i szwajcarskich pod kierownictwem Mark-Olivera Rödla z Museum für Naturkunde w Berlinie. Jest niezwykły, bo – jak wskazuje tytuł tego postu – dotyczy żaby.
Żaba Phrynomantis microps występuje w całej Zachodniej Afryce i często znajduje się ją w podziemnych mrowiskach mrówek z rodziny Ponerinae, Paltothyreus tarsatus.
Są to dość agresywne mrówki o długości około 2 cm, które serwują paskudne ugryzienia powodujące jeszcze paskudniejszy piekący ból. Można je znaleźć w całej właściwie Afryce subsaharyjskiej, gdzie odgrywają bardzo ważną rolę ekologiczną. Większość tych mrówek ma dość nieduże mrowiska z kilku setkami osobników, ale w artykule opublikowanym w 2013 r. mój kumpel, Christian Peeters, opisuje, że znalazł kilka mrowisk P. tarsatus z aż 5 tysiącami mrówek.
Tutaj jest nieduże zdjęcie Christiana z pudłem tych przerażająco wielkich mrówek:
Chociaż te mrówki znane są z agresywności, nie wydaje się, by niepokoiła ich obecność żaby P. microps, jak widać na tym zdjęciu:
Można zobaczyć, że mrówki wydają się dość zdezorientowane przez żaby na tym wideo, zestawionym z pracy Rödla przez użytkownika YouTube – pierwsza część pokazuje mrówki z dorosłą żabą, ostatnia z żabiątkiem:
Mrówki natychmiast atakują inne żaby i inne stawonogi, gdy tylko je spotykają. Kiedy jednak spryskuje się martwe larwy mącznika lub żywe termity wyciągiem ze skóry żaby, mrówki na ogół je ignorują, a co najmniej zabiera im dużo więcej czasu zanim ugryzą po raz pierwszy:
Figure 1. Time from first ant, Paltothyreus tarsatus, contact with termites (left; inlet A) or mealworms (right), coated with the skin secretion of Phrynomantis microps, until stinging (inlet B). Control groups are termites or mealworms coated with water. Boxplots show the median and the interquartiles of time from first ant contact with a termite or mealworm until stinging. Coated insects were stung significantly later than control insects. Taken from here.
Kiedy grupa Rödla zbadała skład chemiczny skóry żaby, odkryli, że zawiera dwa nowe peptydy – krótkie białka po 9 lub 11 aminokwasów – z proliną/fenylalaniną na końcu. Kiedy termity były pokryte jednym lub obydwoma tym peptydami, mrówkom zabierało dużo więcej czasu zanim je atakowały, co sugeruje, że istotnie są to aktywne czynniki na skórze żaby:
Figure 2. Effect of the two peptides from the skin secretion of Phrynomantis microps applied to termite, Macrotermes bellicosus, soldiers and delaying the aggressive behaviour and stinging of Paltothyreus tarsatus ants. Maximum observation time was 20. Taken from here.
To odkrycie jest podwójnie zaskakujące – w większości wypadków kamuflaż chemiczny dotyczy węglowodorów naskórkowych, których wiele stawonogów używa do komunikacji (na przykład, są one używane przez gąsienice modraszki alkon opisane powyżej). W wypadku Phrynomantis microps, nie tylko udział brały nowe peptydy, ale na skórze żaby nie dawało się wykryć żadnych węglowodorów, mimo że zwierzęta żyją w bogatym w węglowodory środowisku w mrowiskach.
Co ma z tego żaba? Ochronę przed drapieżnikami (trzeba być ryzykantem, by zadzierać z mrówkami) i, być może, ochronę przed wyschnięciem podczas pory suchej. Mogą także zjadać larwy mrówek, chociaż to jest tylko zgadywanie z mojej strony.
Co mają z tego mrówki? Prawdopodobnie nic. Jeśli żaba znalazła sposób na włamanie się do ich chemicznego systemu komunikacyjnego, ale z niskim albo zerowym kosztem dla mrówek, to nie ma to znaczenia. Gdyby był jakiś znaczący koszt dla mrówek, oczekiwalibyśmy chemicznego wyścigu zbrojeń – mrowisko, które używałoby nieco innego systemu komunikacji, nie ponosiłoby kosztów żaby w mieszkaniu.
Ostatnim punktem tego ślicznego wyrywka biologii, który wyniknął z obserwacji terenowych, jest, że otwiera nową dziedzinę badań komunikacji chemicznej mrówek i (potencjalnie) sposób ugłaskania agresywnych owadów.
Peeters C, U. Braun U & Hölldobler B (2013) Large Colonies and Striking Sexual investment in the African Stink Ant, Paltothyreus tarsatus (Subfamily Ponerinae) African Entomology, 21(1):9-14. (Abstract)
Biolog i pisarz, mieszka i pracuje w Manchesterze, niedawno w Stanach Zjednoczonych ukazała się jego książka „Generation”, a w Wielkiej Brytanii „The Egg & Sperm Race”. Systematycznie publikuje w "LA Times", "Times Literary Supplement", oraz "Journal of Experimental Biology".
