Волосатые гусеницы

На фото — красотел Максимовича (Calosoma maximowiczi), хищный жук из семейства жужелиц, атакует гусеницу бабочки-медведицы Lemyra imparilis. Это не так просто: некоторым жукам гусеница не достается даже после 30 попыток нападения! Причина — в длинных волосках на теле гусениц.

Жуки рода Calosoma охотятся исключительно на гусениц и куколок чешуекрылых, добывая их на земле и на растительности с помощью острых мандибул. Гусеницы Lemyra обзавелись волосками длиной 4,9 мм: этого достаточно, чтобы жук не смог сомкнуть свои челюсти (их длина 2,3 мм у самцов и 2,6 мм у самок) на теле жертвы. Кроме того, по всей длине волосков имеются микроскопические зубцы, которые также могут мешать красотелам схватить гусеницу.

Волоски на спинной стороне тела гусениц Lemyra imparilis (a) и Lymantria dispar japonica (c). Длина масшатбных отрезков — 1 мм. b — спинные волоски гусениц Lemyra под микроскопом. Длина масштабного отрезка — 0,1 мм. Изображение из статьи S. Sugiura, K. Yamazaki, 2014. Caterpillar hair as a physical barrier against invertebrate predators

Чтобы выяснить, как волосатые гусеницы защищаются от красотелов, японские ученые провели оригинальный эксперимент. В нем участвовали гусеницы пяти видов чешуекрылых, для которых красотел Максимовича является естественным врагом: три вида безволосых гусениц — носатка листовидная (Libythea celtis) (семейство нимфалид), Wilemania nitobei (пяденицы) и Orthosia limbata (совки) и два вида волосатых гусениц из семейства эребиды — Lymantria dispar japonica и уже знакомая нам Lemyra imparilis. У безволосых гусениц O. limbata есть лишь несколько гибких и длинных волосков, которые чрезвычайно редко расположены. Гусеницы Lymantria и Lemyra (второго и более старшего возрастов) имеют густые и негибкие волоски на спинной и боковой поверхностях тела. При этом волоски Lymantria могут вызывать небольшую крапивницу на коже человека, а Lemyra не обладают никакой химической защитой.

На «арену» (в пластиковый контейнер диаметром 20 см) попарно выпускали голодного красотела и одну из подопытных гусениц, после чего фиксировали количество предпринятых хищником атак до того момента, как красотелу удавалось (если удавалось) одолеть жертву.

Красотел Максимовича атакует гусениц. a — красотел поедает «безволосую» гусеницу Amphipyra monolitha surnia (семейство совки) в полевых условиях. b — красотел атакует гусеницу Lemyra imparilis в эксперименте. Личинка в ответ на атаку сворачивается клубком, защищая от челюстей хищника «безволосое» брюшко. Длина масштабных отрезков — 5 мм. Изображение из статьи S. Sugiura, K. Yamazaki, 2014. Caterpillar hair as a physical barrier against invertebrate predators

Безволосых гусениц красотелы легко хватали с первой (максимум со второй) попытки, а вот волоски более вооруженных личинок явно препятствовали успешной атаке. Волосатых гусениц Lymantria красотелы атаковали менее успешно, чем безволосых, но всё же волоски этих гусениц не мешали подавляющему большинству хищников справиться с жертвой за пару минут. А вот гусениц Lemyra поймали лишь 46,8% красотелов, остальные жуки отказались от попыток пообедать после десятков неудачных атак! Дело в том, что у волосатых Lymantria длина волосков относительно небольшая, 2,2 мм, что меньше длины челюстей жука. У Lemyra же, как мы помним, волоски длиннее челюстей хищника. Когда же гусеницам Lemyra сбривали волоски на спинной части тела до длины 1,5 мм, они сразу же становились легкой добычей хищников, и даже их излюбленный прием — сворачивание клубочком для защиты голого брюшка — не помогал.

Волоски гусениц могут защищать их не только от хищников, но и от паразитоидов. Исследования показали, что длины волосков L. dispar japonica достаточно, чтобы большинство самок наездников Meteorus pulchricornis не могут уколоть гусеницу яйцекладом и отложить в нее яйцо. При этом известно, что волосатых гусениц атакует больше видов паразитоидов, чем «гладких». Возможно, волосатые гусеницы, успешно защищающиеся от хищников, обеспечивают паразитоидам нишу, свободную от конкурентов.

У некоторых видов гусениц полые хитиновые волоски сообщаются полостью с ядовитыми кожными железами, секрет которых вызывает у хищников (в первую очередь, птиц и млекопитающих) сильное раздражение. В том числе и у людей: есть даже специальный термин — лепидоптеризм, или гусеничный дерматит. Проявления этого заболевание варьируют от местной аллергической реакции до тяжелого системного нарушения. Впрочем, неядовитые волоски тоже могут вызывать раздражение. Например, попадание зазубренных волосков гусениц в глаза чревато сильнейшим кератоконъюктивитом.

Длинные волоски гусениц также могут играть роль своеобразных антенн, сообщающих об опасности. Так, волосатые гусеницы Orgyia leucostigma (семейство эребиды) в ответ на высокую скорость изгибания волосков падают с растения-хозяина, а при низкой скорости — уползают. Гусеницы Lymantria, принадлежащие к тому же семейству, также падают с растения в ответ на атаку красотела. У них есть несколько более длинных волосков (в среднем, 7,2 мм) на боковой поверхности тела, которые могут функционировать как антенны. В условиях эксперимента, когда челюсти красотелов касались волосков на теле гусениц Lemyra, последние сразу сворачивались. Всё это позволяет предположить, что волоски личинок Lemyra и Lymantria могут быть не только физическим барьером на пути хищника, но и сенсорным детектором, позволяющим быстро реагировать на его атаки.

Гусеница Lymantria dispar имеет более длинные (7,2 мм) волоски на боковой поверхности тела, которые не защищают от атак хищников непосредственно, но могут выполнять роль антенн, предупреждающих об опасности. Фото с сайта jungledragon.com

Волоски гусениц также могут принимать участие в терморегуляции. Есть сведения, что волоски на теле Lymantria dispar эффективно снижают потери тепла, при этом не препятствуя поглощению солнечной радиации.

Таким образом, волоски — выгодное приобретение для личинок чешуекрылых, хотя их формирование достаточно энергозатратно для хозяев. Гусеницы вынуждены формировать их заново при каждой линьке. Как показали исследования, экзувий (экзоскелет, оставшийся после линьки) волосатой гусеницы составляет около 9% от остальной сухой массы тела, а у безволосых видов — лишь 1%.

Фото из статьи S. Sugiura, K. Yamazaki, 2014. Caterpillar hair as a physical barrier against invertebrate predators.

Ира Демина