Ученые обнаружили еще один ключ к эволюционному успеху муравьев-листорезов: у них есть биоминеральная броня, впервые обнаруженная у насекомых.
По словам Кэмерона Карри из Университета Висконсин-Мэдисон, США, старшего автора исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, биоминерал кальцита был чрезвычайно важен в эволюции животных.
Скелеты эволюционировали
Обычно встречающиеся у ракообразных, таких как омары, моллюски и другие морские животные, скелеты карбоната кальция эволюционировали более 550 миллионов лет назад, когда соотношение магния и кальция в океанах резко упало. Кальцит, найденный в муравьях-листорезах, богат магнием, который, по словам Карри, редко встречается в биосфере.
«Столь более высокое содержание магния в биоминерале наших муравьев очень важно, так как оно увеличивает твердость брони. Значит, у наших муравьев действительно уникальная и прочная «шкура»», - говорит автор исследования.
Муравьи
Способность муравьев формировать образование богатых магнием биоминералов на их эпикутикулах удивительна.
«Учитывая вездесущность муравьев, находка предполагает, что биоминералы кальцита с высоким содержанием магния могут быть более распространены у насекомых, чем считалось ранее», - добавляют ученые, прокладывая путь для новых направлений исследований.
Карри и его коллеги исследовали интригующий способ, которым муравьи-листорезы работают с бактериями, чтобы производить антибиотики, которые помогают предотвратить болезни. В процессе ученые обнаружили кристаллы на поверхности насекомых.
Ведущий автор Хунцзе Ли был очарован кристаллами и обнаружил, что они являются биоминералами. Это привело к серии экспериментов с муравьями-листорезами, первоначально собранными в Коста-Рике и Панаме и хранившимися в лаборатории.
Способность муравьев образовывать кальцит магния
Во-первых, исследователи использовали ультрасовременную спектроскопию для идентификации минерала. Они подтвердили, что муравьи сами образуют кальцит магния, так как он, как можно было видеть, поступает изнутри кутикулы и осаждается на экзоскелете.
Они обнаружили, что биоминерал развивается по мере взросления муравьев, увеличивая твердость их экзоскелета и покрывая практически все их тело, и показали, что он действует как броня в постановочных боях с солдатами-муравьями.
«Обнаружив, что биоминерал действительно увеличивает твердость, мы провели «муравьиные войны» с биоминералом и без него, чтобы показать, что экзоброня помогает этим насекомым в их битвах с другими представителями рода», - объясняет Карри.
Наконец, они обнаружили, что рабочие муравьи с биоминерализованными экзоскелетами были менее подвержены заражению патогенными грибами, чем те, у кого их не было, демонстрируя дополнительную защитную роль надежного природного панциря.
