Ученые обнаружили, что яд муравьиных львов изменился для адаптации к своей экологической нише
Новое исследование, опубликованное в Communications Biology, показывает, что адаптация муравьиных львов к своей экологической нише изменила и их яд. Ученые из Института химической экологии Макса Планка и Гиссенского университета сравнили ядовитый аппарат личинок муравьиных львов и их близких родственников — златоглазок.
Муравьиные львы производят гораздо более сложный яд из трех разных ядовитых желез, чем личинки златоглазок. Все идентифицированные ядовитые белки происходят от самих насекомых, а не от симбиотических бактерий. Некоторые из токсинов новые и, по-видимому, уникальны для муравьиных львов. Ожидая жертв в песчаных ловчих воронках, муравьиные львы используют свой яд для обездвиживания более крупной добычи. Таким образом, яд играет важную экологическую роль в адаптации к их скудной среде обитания.
Личинки сетчатокрылых — хищники, использующие яд для поимки и переваривания других членистоногих. Муравьиные львы обитают только в сухих песчаных местообитаниях, где мало насекомых. Чтобы выжить, они должны быстро обездвиживать даже крупную и защищенную добычу, для чего им нужен мощный яд.
Сложный яд, производимый аппаратом с тремя разными железами
Исследовательская группа под руководством Хайко Фогеля и Андреаса Вильцинскаса хотела выяснить происхождение и состав яда муравьиного льва, а также чем он отличается от яда златоглазок.
«Мы идентифицировали в общей сложности 256 ядовитых белков у муравьиного льва. Сложность всего ядовитого аппарата необычайна: три разные железы вводят через челюсти в жертву разные яды и пищеварительные ферменты. Яд муравьиного льва гораздо сложнее и эффективнее, чем у златоглазки, у которой мы смогли идентифицировать только 137 белков из ядовитых желез. С помощью генетического анализа мы также обнаружили токсины, которые, по-видимому, уникальны для муравьиных львов», — говорит первый автор Майке Фишер.
Ученые использовали различные молекулярно-биологические, гистологические методы и методы трехмерной реконструкции. С помощью HCR-RNA-FISH они показали, что три разные крошечные ядовитые железы участвуют в секреции яда и производят разные ядовитые белки.
Муравьиные львы обходятся без помощи бактерий
Анализ с помощью флуоресцентной гибридизации in situ для визуализации бактерий в тканях показал, что муравьиные львы, по-видимому, свободны от бактериальных симбиотических партнеров. Этот результат удивил исследователей.
«Удивительно, что у муравьиных львов нет бактерий в теле. С одной стороны, это необычно, так как большинство животных содержат большое количество микроорганизмов. С другой стороны, мы ожидали найти бактерии в ядовитом аппарате, поскольку ранее предполагалось, что определенные ядовитые белки в яде муравьиного льва производятся бактериями», — говорит Мартин Кальтенпот.
Специальный ядовитый аппарат — адаптация к экологической нише
«Наши результаты показывают, что разные местообитания и спектры добычи сильно влияют на состав и активность яда сетчатокрылых, и эта динамика может оказывать большое влияние на эволюцию отношений хищник-жертва. Муравьиные львы производят сложную смесь яда, которая позволяет им одолевать даже крупных защищенных насекомых в бедной добычей среде», — говорит Фогель.
Вильцинскас добавляет: «Мы смогли показать, что яд муравьиного льва высокоэффективен при инъекции насекомым. Однако мы не знаем, какие вещества ответственны за эту токсичность. Было бы интересно выяснить, какие компоненты играют какие роли в этом очень сложном яде. Особенно интересны токсины, обнаруженные только у муравьиного льва».