Вибрирующие гусеницы защитили от сородичей участки на кончиках листьев. Возможно, среди всех территориальных животных они обладают одними из самых маленьких участков

Энтомологи обнаружили, что гусеницы бабочек-серпокрылок Falcaria bilineata в первые дни жизни занимают участки на кончиках листьев кормовых растений и защищают их от сородичей, издавая вибрирующие сигналы. Таким образом, даже недавно появившиеся на свет беспозвоночные длиной менее двух миллиметров способны демонстрировать сложное территориальное поведение. При этом остается неясным, почему кончики листьев так важны для гусениц. Возможно, здесь удобнее кормиться — либо отсюда проще заметить приближающегося по поверхности листа хищника и сбежать от него. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Journal of Experimental Biology.

Для многих видов животных характерно территориальное поведение. Их представители занимают индивидуальный участок, богатый пищей или другими ресурсами, и маркируют его границы с помощью различных сигналов, например, химических меток или звуков. Если конкурент из числа сородичей игнорирует эти предупреждения и вторгается на чужую территорию, хозяин переходит к ее защите с помощью физической агрессии. Такой конфликт может закончится гибелью одного или обоих участников. Лучше всего территориальное поведение изучено на самцах, которые защищают участки с ресурсами, обеспечивающими им возможность спариться с самками и оставить потомство. Это могут быть, в частности, богатые добычей охотничьи угодья или подходящие места для размножения. Однако известны и более необычные примеры территориального поведения.

Один из них решила подробнее изучить команда энтомологов под руководством Джейн Як (Jayne E. Yack) из Карлтонского университета. В центре внимания исследователей оказались североамериканские бабочки Falcaria bilineata из семейства серпокрылок (Drepanidae). Сразу после вылупления из яйца гусеницы этих насекомых перемещаются на лист кормового растения — березы (Betula) или ольхи (Alnus). В этот момент они достигают не более двух миллиметров в длину. Предыдущие исследования показали, что обычно на один лист березы или ольхи приходится всего по одной гусенице F. bilineata. Это заставило специалистов предположить, что с первых дней жизни эти насекомые демонстрируют территориальное поведение: они занимают индивидуальный участок на листе кормового растения и помечают его границы с помощью характерных для данного вида вибрирующих сигналов.

Чтобы проверить эту идею, Як и ее коллеги провели серию экспериментов с гусеницами F. bilineata , которые были выведены из яиц в лаборатории и перенесены в емкости с листьями березы бумажной (B. papyrifera). В опытах участвовали особи в возрасте от одного до трех дней. На первом этапе исследователи сажали по одной гусенице в возрасте до 24 часов в емкость с одним березовым листом. Спустя 12-24 часа они по следам кормления и наличию выстланной шелковыми нитями площадки определяли, на какой части листа обосновалась личинка. Оказалось, что чаще всего гусеницы F. bilineata занимают кончик листа (его выбрали 52 из 59 протестированных особей). Кроме того, 55 из 59 особей обосновались на верхней стороне листа. На следующем этапе авторы изучили видеозаписи перемещений 18 из 59 подопытных гусениц (их средняя продолжительность составила около восьми часов). Анализ роликов подтвердил, что гусеницы держатся на небольшой территории на конце березового листа, шириной около сантиметра. При этом кормятся они на расстоянии около 11,5 миллиметра от кончика листа, а сам кончик не объедают и оставляют зеленым; его они используют для отдыха. За пределы участка, ограниченного местом кормления, гусеницы не выходят. А больше всего времени они проводят в небольшой области площадью около восьми квадратных миллиметров.

Анализ видеозаписей также показал, что гусеницы F. bilineata производят два типа вибрирующих сигналов. Во-первых, личинки барабанят передней половиной тела (головой, грудью или головой и грудью одновременно) о поверхность листа. Средняя продолжительность таких сигналов составляет около 48,64 миллисекунды. Во-вторых, гусеницы производят жужжание. Для этого они сначала приподнимают голову и грудь и седьмой-десятый брюшные сегменты. Затем гусеницы начинают вибрировать головой и грудью, а кончик брюшка опускают и проводят им взад-вперед по листу, производя скрипящий звук с помощью пары веслообразных щетинок на анальном сегменте. После этого личинки снова приподнимают передний и задний концы тела и возвращаются в состояние покоя. Жужжание продолжается в среднем 243,51 миллисекунды. Хотя каждый тип сигналов может производиться независимо, обычно барабанный бой и жужжание сопровождают друг друга. 

На финальном этапе Як и ее коллеги проверили, будут ли гусеницы F. bilineata защищать свою территорию от конкурентов. Сначала исследователи в течение 30 минут регистрировали поведение 18 особей, владеющих участками на кончике листа, в спокойном состоянии. В течение этого периода гусеницы питались, отдыхали и время от времени издавали вибрирующие сигналы (в среднем по 1,64 в минуту). Затем на лист к каждому владельцу участка подсаживали сородича-чужака. Его размещали в трех-пяти сантиметрах от хозяина. После этого поведение обеих гусениц фиксировалось в течение дополнительных 30 минут.  

После того, как на одном листе с гусеницей-хозяйкой, но за пределами ее территории, оказывался конкурент, она прекращала кормиться и выделять шелковые нити и перемещалась на зеленый кончик листа — а частота ее сигналов увеличивалась в среднем до 6,92 в минуту. По мере того, как сородич приближался, владелец участка вибрировал все активнее. А в момент, когда конкурент вторгался на территорию хозяина, тот резко увеличивал частоту сигналов до 24,41 в минуту. Нарушитель также издавал вибрирующие сигналы, но со значительно меньшей частотой: 1,21 в минуту за пределами занятого участка и 2,55 в минуту внутри него. Во время споров за территорию гусеницы не кусали и не толкали друг друга. Тем не менее, в 44,4 процента случаев хозяин территории после телесного контакта с конкурентом спрыгивал с листа и повисал на шелковой нити. После этого нарушитель либо начинал кормиться на участке, покинутом владельцем, либо уходил (во втором случае хозяин участка мог вернуться на него). В 14 из 18 стычек авторы смогли определить явного победителя — особь, занимавшую участок через 30 минут после начала эксперимента. В 71,42 процента случаев это был владелец территории, а в 28.58 процента случаев — нарушитель.

Результаты исследования подтверждают, что гусеницы F. bilineata уже в первые дни жизни занимают участки на кончиках листьев и защищают их от сородичей, подавая им предупреждающие сигналы с помощью вибраций. Вероятно, такое поведение позволяет личинкам, появившимся из одной и той же кладки яиц, равномерно распределиться по кормовому растению. Это первый известный пример, когда насекомые удерживают территории на концах листьев. Кроме того, возможно, что среди всех территориальных животных юные особи F. bilineata обладают одними из самых маленьких участков. Почему гусеницы так дорожат кончиками листьев, неясно. Возможно, эти участки листьев более нежные и на них легче кормиться — либо отсюда проще заметить приближающегося по поверхности листа хищника и сбежать от него.

Общение гусениц не сводится к конфликтам из-за территории. Несколько лет назад энтомологи обнаружили, что гусеницы другого вида серпокрылок, Drepana arcuata, издают вибрации ротовым аппаратом и анальным сегментом, чтобы сообщить другим особям об источниках пищи и укрытиях.

Источник