Саранча использует отрыгивание как химическую защиту от хищников

Используя перелетную саранчу (Locusta migratoria) и красного огненного муравья (Solenopsis invicta) как модельную систему "хищник – добыча", ученые провели серию поведенческих тестов, химических анализов и электрофизиологических исследований. Наблюдения за колониями и отдельными муравьями во время поиска пищи показали, что отрыжка саранчи, а также мучные черви, покрытые этой субстанцией, заметно снижали частоту атак со стороны муравьев.

Химический анализ обнаружил в отрыжке 907 различных соединений, однако защитный эффект обеспечивали только низкомолекулярные компоненты, а не белки или летучие вещества. Среди них особую роль играли диэтилглутарат (ДГ), выделяемый слюнными железами, а также 3-метилиндол (3МИ) и 2-(формиламино)бензойная кислота (ФБА), происходящие из зоба саранчи – именно эта смесь оказалась способной эффективно отпугивать муравьев. Электрофизиологические эксперименты показали, что эта смесь химических веществ активирует вкусовые рецепторы муравьев, расположенные на сенсиллах их усиков, вызывая у них выраженное отвращение. При этом отдельные компоненты, взятые в природных концентрациях, не вызывали такого эффекта, что подтверждает: защитное действие основано на синергии нескольких веществ.

Ученые также установили, что муравьи реагируют именно на вкусовые сигналы, а не на запах. Электроантеннограммы (ЭАГ) не выявили никакой реакции обонятельных рецепторов, тогда как записи активности отдельных сенсилл (ССР) показали усиление нервных импульсов в ответ на смесь. Комплекс соединений вызывал реакцию при гораздо меньших концентрациях, чем каждое вещество по отдельности, что указывает на синергетическое действие: DG и 3MI выступают основными активаторами, а FBA действует как аллостерический модификатор, усиливающий их эффект.

Полученные данные углубляют понимание химических защитных механизмов у насекомых. Исследователи уже изучают сходные стратегии у других видов. По словам исследователей, их результаты, выявившие ключевую защитную смесь, могут помочь в моделировании взаимодействий в системе "хищник – жертва". Это первое прямое подтверждение того, что отрыжка действительно выполняет защитную функцию.