Муравьи-листорезы — первые насекомые, у которых обнаружен биоминерический бронежилет

Ученые обнаружили первый известный пример биоминерального нательного доспеха у одного вида насекомых.

Муравьи-листорезы - первые насекомые, у которых обнаружен биоминерический бронежилет

Доспехи, сверхпрочный материал, сделанный из кристаллов кальцита, богатого магнием, можно найти на экзоскелете рабочих муравьев, принадлежащих к виду муравьев-листорезов Acromyrmex echinatior, обитающих в некоторых частях Латинской Америки. Доспехи не только помогают отражать атаки солдат другого более крупного вида муравьев, Atta cephalotes, но и защищают листорезов от болезнетворных грибов.

Открытие было недавно задокументировано в Nature Communications. В новом исследовании исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон описывают, как рабочие муравьи с биоминерализованными экзоскелетами с большей вероятностью выжили при столкновении с муравьями-солдатами A. cephalotes, чем те, у которых не было.

Похоже, что биоминеральный доспех развивается по мере взросления муравья и в конечном итоге покрывает все тело, добавляя дополнительный уровень защиты его экзоскелету.

«В прямом бою с значительно более крупными и более сильными рабочими-солдатами A. cephalotes муравьи с биоминерализованной кутикулой потеряли значительно меньше частей тела и имели значительно более высокие показатели выживаемости по сравнению с муравьями без биоминералов», — пишут авторы исследования.

Серия экспериментов также показала, что муравьи с биоминерализованными экзоскелетами имели гораздо меньший риск заражения болезнетворными грибами Metarhizium anisopliae, которые заражаются экзоскелетом насекомого, подсаживая их.

Известно, что этот тип брони существует у ракообразных, например, твердый экзоскелет омаров, но никогда раньше не встречался у насекомых. Материал бронежилетов муравьев также заметно отличается от их собратьев-ракообразных.

С помощью передовых методов визуализации команда выяснила, что броня сделана из кристаллизованного карбоната кальция, богатого магнием. Считается, что этот магниевый компонент является секретом прочности бронежилета. Однако крайне редко можно встретить ракообразных с бронежилетами на основе кальцита, богатыми магнием. Это, как говорится в исследовании, вероятно, является результатом сдвига в Мировом океане, произошедшего около 550 миллионов лет назад, когда соотношение магния и кальция значительно снизилось.

Муравьи-листорезы — даже не только бронежилеты, но и очаровательные существа. Это относительно редкий пример муравьев, выращивающих грибы, которые активно культивируют грибы так же, как люди выращивают урожай.

Однако грибы, выращенные муравьедами, никогда не встречаются в дикой природе, они настолько видоизменяются муравьями, что не могут выжить самостоятельно.

Считается, что муравьи развили эту способность около 20–30 миллионов лет назад, что довольно впечатляет, учитывая, что люди развили сельское хозяйство только 10–12 тысяч лет назад.