Некоторые гусеницы могут предвидеть нападение ос, используя электрические поля

Способность ощущать электрические поля может помочь некоторым гусеницам обнаруживать хищных ос, сообщает сегодня пара экологов в Proceedings of the National Academy of Sciences. Это наблюдение может быть первым известным случаем, когда наземные животные используют электрическое чутье для защиты от хищников.

«Это новый пример того, как используется сравнительно недавно открытое чувство, и, вероятно, это верхушка айсберга», — говорит Эрик Уоррант, нейроэтолог из Лундского университета. Грегори Саттон, ученый-биомеханик из Университета Линкольна, отмечает, что авторы нового исследования обнаружили новое поведение, просто исследуя обычных насекомых вокруг них. «Им не нужно было лететь в какую-то пещеру в Абу-Даби, чтобы найти эту странную новую вещь», — говорит он. «Они просто вышли на улицу».

Любой, кто играл с воздушным шаром, вероятно, знает, что слабое электрическое поле может оказывать заметное воздействие на живой организм. При трении воздушного шара о ковер создается электрический заряд, который создает электрическое поле, которое тянет ваши волосы, когда вы подносите воздушный шар к голове. У некоторых наземных животных, таких как пчелы, мухи и пауки, есть волосообразные структуры, называемые щетинками, которые при отклонении электрическим полем создают нервные сигналы, которые позволяют существам чувствовать это поле — явление, известное как электрорецепция. Некоторые виды рыб и даже некоторые сумчатые также могут чувствовать электрические поля с помощью других механизмов.

Вместо воздушного шара заряженным объектом может быть другое животное. Многие существа могут накапливать статическое электричество за счет трения при движении в окружающей среде, даже летая по воздуху. Эти знания заставили Сэма Инглэнда, сенсорного эколога из Бристольского университета и ведущего автора исследования, и его соавтора Дэниела Роберта задаться вопросом, может ли животное с электрочувствительными волосами обнаружить электрическое поле приближающегося хищника.

Поэтому Инглэнд и Роберт сосредоточились на гусеницах, личинках обычных бабочек и мотыльков. Они известны своей волосистостью, но ни одно предыдущее исследование не продемонстрировало, что эти волосы способны к электрорецепции. В течение примерно двух лет Англия прочесывала парки и заросшие сорняками переулки Бристоля, чтобы поймать более 200 гусениц киноварной моли (Tyria jacobaeae), редкой бабочки-пароварки (Telochurus recens) и европейской павлиньей бабочки (Aglais io).

Однажды, катаясь на велосипеде на встречу с другом в пабе, Инглэнд заметил на растении амброзии 50 гусениц. «Я остановился и попытался собрать как можно больше, не выглядя при этом слишком подозрительно», — смеется он. Ему также приходилось работать, чтобы поддерживать прожорливых существ, ежедневно добывая крапиву, чтобы накормить их. «Я провел несколько лет с постоянно жалящими руками», — вспоминает он.

Чтобы измерить виды электрического поля, которые могут генерировать гусеницы-хищники, Инглэнд обратился к обыкновенной осе (Vespula vulgaris). Он установил датчик у входа в осиное гнездо, чтобы измерять их электростатический заряд при входе и выходе. Вернувшись в лабораторию, он и Роберт использовали генератор напряжения и электрод для создания электрического поля, имитирующего поле летящей осы, с быстрыми колебаниями, возникающими в результате взмахов крыльев осы. Используя электроды, они затем подвергли гусениц искусственному электрическому полю осы.

Исследователи обнаружили, что при наличии электрического поля гусеницы всех трех видов оставались в защитном режиме гораздо дольше после физической провокации. Гусеницы бабочки-павлина размахивали своим телом и даже кусали электроды примерно в 1,4 раза дольше, тогда как гусеницы киновари и испаряющейся бабочки тратили в 175 раз и в 3,3 раза больше времени, свернувшись в тугие клубки.

Исследователи также обнаружили, что щетинки гусениц наиболее резко реагировали, когда электрическое поле колебалось со скоростью, сравнимой с взмахами крыльев осы. Это наблюдение предполагает, что щетинки эволюционировали, чтобы обнаруживать особую электростатическую подпись осы.

Однако на самом деле приближающаяся оса создает не только электрическое поле, но также звук и потоки воздуха, отмечает Джером Касас, физический эколог насекомых из Турского университета. По словам Касаса, щетинки гусениц могут быть чувствительны ко всем трем, поэтому трудно сказать, насколько важна способность обнаруживать электрическое поле для защиты.

Саттон говорит, что был удивлен, узнав, что гусеницы способны к электрорецепции. «Я думал, что гусеницы — существа попроще, но я ошибался», — говорит он. «Это означает, что эти электростатически чувствительные волосы могут быть более повсеместными, чем я думал».

Инглэнд задается вопросом, не загрязняют ли электрические поля человеческой деятельности сенсорный мир некоторых животных. Во время эксперимента ему и Роберту приходилось позаботиться о том, чтобы блокировать мешающие электрические шумы от лабораторного оборудования и близлежащих линий электропередачи, вспоминает он. «Если мне придется отфильтровать этот материал, чтобы обнаружить атаку этих ос и гусениц… то что делают гусеницы?»