На 12 август 1886 г. швейцарският учен Огюст Форел методично извади антените от главите на множество мравки от различни видове. Въпреки че подобен акт може да бъде нещо по-очаквано от средно малко момче от учен, това би довело до невероятно разбиране за това как комуникират мравките.
Когато Форел постави всичките си мравки заедно в кутия - акт, който с непокътнати същества би вдъхновил прояви на агресия - съществата без антени съжителстваха в хармония. „Малко по малко различните ми мравки се сгушиха щастливо заедно“, пише Форел в „Чувствата на насекомите“ . Тази малка петна от рая на мравки бе демонстрирала концепция, която все още е централна за разбирането на учените за комуникацията с мравки днес: Мравките използват антените си, за да подредят приятел от враг.
Но повече от век по-късно, подробностите зад това мълчаливо общуване до голяма степен остават загадка. Но едно изследване, публикувано днес в „ Proceedings of the Royal Society B“, може да помогне на изследователите да се справят със сложността на „езика на мравки“. Тя предполага, че като кучета, които смъркат един друг зад гърба си, мравки се прибират на антените на чужденец, за да вземат важни химически сигнали.
Много години след експеримента на Форел, учените разбрали, че мравките без антени вече не усещат група съединения, наречени кутикуларни въглеводороди или СНС. Това мазно или восъчно вещество покрива цялото тяло на повечето насекоми, за да предотврати изсъхването им, подобно на восъка по листата на много растения.
СНС са много разнообразна група от съединения. И мравка няма да бъде покрита само от един СНС, но много. Комбинацията от СНС може да се различава в различните колонии на мравки или дори в едно гнездо. Други същества дори са се научили да имитират тези аромати, за да получат достъп до крепост мравки.
Досега учените са предполагали, че за всяка отделна мравка покритието на СНС е равномерно спрямо цялото насекомо. Но това не е задължително, казва Qike Wang, аспирант в университета в Мелбърн и водещ автор на новото проучване.
При много животни части от тялото придобиват доста отчетливи и понякога силни миризми от отделянето на различни жлези, както и от фактори на околната среда. Уанг отбелязва: „Подмишницата ти мирише различно от стъпалото ти, нали?“ И все пак никой не е поставял под въпрос тази идея за мравки.
Така Уанг и неговите колеги анализираха профила на СНС на антените, главата, краката и корема на мравки от работниците и репродуктивните касти на мравки от месо Iridomyrmex purpureus от Австралия. Те открили, че миризмите могат да се различават повече в отделните части на тялото на една мравка, отколкото между различните колонии.
I. purpureus са склонни към техните листовки, които отделят сиропиран разтвор, който може да бъде готов хранителен източник за мравките. (Qike Wang) С толкова голяма промяна в аромата, екипът се чудеше как мравките могат да използват различните сигнали за идентифициране на нестмати. Така те наблюдаваха как двойки работници мравки си взаимодействат, когато се представят с нестмати и не-близки. Мравките проявиха по-голям интерес да използват чувствителните си антени, за да изследват антените на противника си, а не гърба или краката на другия мравка - придавайки на изследователите усещане за неопределеното значение на органа.
След това изследователите повториха версия на експеримента на Форел, но те отстраниха антените само от някои от мравките. Те представиха първо тези мравки с нестмати, а след това и с ненестмати. Дори с антените си непокътнати, предполагаемите противници не проявяват агресия към съществата, които са без антени.
Но беше трудно да се разберат другите ефекти на ампутацията на антените върху съществата. Така Ванг и колегите му отново тествали мравките, но този път премахвали само восъчното CHC покритие от антените.
За да изпълнят тази трудна задача, изследователите анестезираха мравките, като за кратко ги поставиха във фризер. След това те деликатно потопиха антените на мравка в органичен разтворител, който отстрани восъчното покритие.
Когато мравките се събудили, екипът ги представил на нестмати и не-близки, за да наблюдават реакцията им. Насекомите проявяват малко признаци на агресия към почистената мравка, която често показва агресия към все още натоварените с СНС насекоми.
Екипът повтори експеримента отново и отново. Всички резултати предполагат, че мравките взимат сигнали, за да идентифицират нестмати, използвайки само СНС на антените - намек, че има много по-сложна комуникация с мравки, която изследователите може да са пропуснали.
„За толкова дълго време приехме за даденост, че антените са само сензорни органи и не мислеха за други функции“, казва Уанг. Но изглежда, че антените предават, както и получават информация.
„Има тенденция към разбиране, че профилите на миризми на хора в колония са много по-разнообразни, отколкото си представяхме“, казва Дебора Гордън, биолог от университета в Станфорд, която не е участвала в това изследване. „Това [проучване] прави тази стъпка по-нататък, като показва, че миризмите са различни дори в рамките на индивид.“
И така, откъде идват тези миризливи сигнали?
В този момент е трудно да се каже. По-рано учените смятали, че мравките разпространяват СНС, докато те се грижат за себе си или други или може би споделят миризми, когато се блъскат един в друг в оживените колонии. Скорошни проучвания обаче сочат, че много други фактори също могат да променят тези химически сигнали, казва Гордън. За мравките на жътварите, фуражите се трудят за дълги часове на слънце, което може да трансформира CHC покритието им, придавайки им отчетлива миризма в сравнение с техните свързани с гнезда съмишленици.
„Това е наистина интересно откритие и повдига много въпроси“, казва Гордън. "Като, откъде идва вариацията? Как се променя с времето?"
Уанг и неговите колеги сега се обърнаха към тези въпроси, за да видят дали могат да разберат откъде идват различните сигнали и каква информация мравките хвърлят от ароматите.
Дори и след повече от столетие на научни изследвания, Уанг остава да се надява, че учените в крайна сметка ще пробият комуникацията с мравки. „Дори в тези области, които са толкова добре проучени и толкова добре познати, природата все още може да ни изненада“, казва той.
