Монарх и кралица гъсеници съхраняват токсични съединения от диетата си с млечни водорасли, за да прогонят хищниците в зряла възраст, показва ново проучване.

Джефри Гилър
4 ноември 2015 г.

Гъсеница монарх върху обикновени млечни водорасли FLICKR, USFWS BIDWEST Гъсениците на пеперудите Monarch са развили способността да съхраняват токсини, известни като карденолиди, получени от тяхната диета с млечни водорасли, по-специално, за да станат отровни за птиците, както и поне още един вид гъсеница за гризане на млечни водорасли, според проучване, публикувано в сряда (4 ноември) в Proceedings of the Royal Society B.

пеперудите

„Тази констатация е очарователна и нова“, пише в имейл до The Scientist Стивън Малкълм, професор от Университета в Западен Мичиган, който изучава карденолиди, но не е участвал в новото изследване. „Вълнуващо е да имаме доказателства за важността на влиянията отгоре надолу от хищници.“

Учените отдавна знаят, че карденолидите от млечни водорасли, които при повечето животни деактивират жизненоважен ензим натриево-калиева помпа, ако се абсорбират в кръвта, служат за направата на гъсеници и пеперуди опасни ястия за техните хищници, но дали придобитата токсичност е странична.

Монархите (Danaus plexippus) имат специално адаптирани ензими, които са почти изцяло имунизирани срещу токсичните ефекти на карденолидите, както и пеперудите-царици (Danaus gilippus), въпреки че ензимите на кралиците са по-податливи на съединенията, отколкото монарсите. Ензимите на обикновените врани пеперуди (сърцевина на Euploea) могат да бъдат деактивирани от карденолиди, но този вид не абсорбира токсините в кръвта си, а ги разгражда или просто ги отделя, преди да могат да навредят. Агравал и неговият екип предположиха, че ако резистентните на карденолиди ензими се появят просто за да помогнат на гъсениците да ядат млечни водорасли, тогава монарсите и цариците ще ядат повече млечни растения, отколкото обикновените врани. Но и трите вида се подложиха еднакво.

„Тези малки гъсеници се орат през [млечните водорасли]“, каза Агравал. „По принцип всички се справят наистина добре“, независимо дали имат ензимна адаптация или не.

Ако ензимите, устойчиви на карденолиди, не помагат на гъсениците да изядат повече млечни водорасли, обосновават Agrawal и Petschenka, те трябва да съществуват по друга причина, като защитата на хищници. Изследователите са измерили нивата на карденолиди в телата на трите вида гъсеници и са установили, че макар че обикновените врани не съхраняват такива, както монарсите, така и кралиците съхраняват токсичните съединения, като монарсите съхраняват концентрации около два пъти по-високи от цариците. Такова съхранение превръща тези видове в отровна плячка, ефективно предпазваща от птици и други хищници.

„Бих го нарекъл забележителен документ“, каза Майкъл Сингър, професор от Уеслианския университет, който изучава подобни системи, но не участва в това проучване. „[Помогна] да се прави разлика между тези алтернативни възгледи“ за това как и защо насекомите развиват устойчивост на токсини. Въпреки че експериментите не бяха особено сложни, добави той, те бяха „експерименти, които хората не бяха мислили да опитат. . . и се оказаха много показателни. "

Други изследователи в областта също бяха впечатлени. „[Това] е важно откритие“, написа Брайън Фарел, професор от Харвард, който изучава еволюцията на насекомите и не участва в изследването, в имейл до The Scientist. „[Това] е много полезно казус за педагогиката, както и допълнителни изследвания на подобни системи.“

Agrawal посочи, че много други видове насекоми също са се развили, за да се хранят с млечни водорасли, с подобни или идентични адаптации на тези, които имат пеперудите монарх и кралица. Той планира да разгледа тези видове в бъдещи проучвания, за да определи дали и те използват токсините, за да се предпазят от хищници.

Певицата също е любопитна. „Сега бих искал да знам колко общо е това всъщност“, каза той.