Известно, что у саранчи в жизни есть две сменяющие друг друга фазы — одиночная и стайная. Как легко понять по их названиям, в одной из этих фаз насекомые живут поодиночке, а в другой — объединяются в стаи, превращаясь в «восьмую казнь египетскую», причём переход между фазами происходит всего за несколько часов. 

Саранча в стайной фазе ест всё. (Фото Mitsuhiko Imamori.) Насекомые разных фаз различаются не только внешним видом, но и по поведением. Например, в одиночной фазе саранча не ест некоторые токсичные растения, но начинает поглощать их, будучи в стае: считается, что токсины пропитывают её тело и отваживают от неё хищников, которые пришли за лёгкой добычей. Исследователи из Лестерского и Сассекского университетов (оба — Великобритания) решили узнать, как происходит перестройка саранчи с одной модели поведения на другую. Для этого Джереми Нивен (Jeremy Niven) и его коллеги связывали токсичные растения с определённым запахом: как легко догадаться, одиночные насекомые воспринимали этот запах как отпугивающий, а стайную саранчу он, наоборот, притягивал.

То есть контекст, сопровождающий токсичную еду, откладывался в памяти насекомых. Что же происходило с их памятью при переходе из фазы в фазу? Для начала исследователи проверили, не влияет ли на память тесный контакт с другими особями. Одиночную саранчу помещали в группу, однако, как пишут авторы работы в Current Biology, обонятельная память насекомых от этого не менялась, и запах, связанный с ядовитой едой, продолжал насекомых пугать. 

С другой стороны, если саранча находилась в переходном периоде, то у неё вообще не возникало памяти о неприятном запахе, связанном с плохой пищей, — зато у неё легко формировалась положительная память, связанная с пищевыми пристрастиями. Наконец, когда для саранчи полностью воспроизвели те условия, в которых она переходит в стайную фазу, оказалось, что плохая память при этом полностью блокируется и насекомые могут «переписать» информацию, касающуюся «плохого» запаха, превратив его в «хороший». 

То есть переход из фазы в фазу вызывает перестройки даже в когнитивно-поведенческих признаках саранчи: насекомые начинают смотреть на мир буквально другими глазами. При этом какого-то одного фактора для таких превращений явно недостаточно, и изменения в работе нервной системы происходят под воздействием целой группы экологических обстоятельств. 

Саранча объединяется в стаи, когда настают трудные времена и когда нужно мигрировать на новое место с большим количеством еды. В стае у насекомых снижается агрессивность по отношению друг к другу, и заодно меняются пищевые привычки: саранча начинает есть токсичные растения не только для того, чтобы обезопасить себя от хищников, но и оттого, что есть больше нечего. Какие-то негативные воспоминания, связанные с ядовитыми растениями, теперь оказываются не к месту, и потому насекомые блокируют их, позволяя себе спокойно питаться тем, что есть, и не отвлекаться на сомнительные ассоциации.

 Ранее мы рассказывали, про каннибализм среди саранчи.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Стаи саранчи формируются вследствие каннибализма, который процветает среди саранчи, если в еде недостаточно белка. Часть саранчи убегает от своих более кровожадных сородичей, а те, в свою очередь, пытаются догнать их, чтобы съесть при этом уничтожая на своем пути всю растительную пищу.

Подробнее...

Недавно международная группа зоологов, похоже, разгадала еще одну загадку живой природы, над которой ученые ломали головы в течение двухсот лет. Исследователям удалось определить причины, которые заставляют саранчу сбиваться в стаю и передвигаться с огромной скоростью: недостаток белка в пище и страх быть съеденными своими сородичами.

AcrididaeНи для кого не секрет, что саранча (этим словом неспециалисты называют всех представителей семейства Acrididae из отряда прямокрылых Orthoptera) — насекомое весьма загадочное.

Все акриды имеют две жизненные формы — кобылку и саранчу. Первая является весьма мирным существом, ведет одиночный образ жизни и никаких полей, а также садов и огородов не опустошает. Так что претензий у человечества к кобылкам нет.

Однако время от времени мирные кобылки вдруг ни с того ни с сего собираются в огромные стаи и превращаются в агрессивную саранчу. При этом внешне насекомые не особенно изменяются (иногда просто становятся крупнее или меняют окраску на более светлую). Стаи саранчи постепенно увеличиваются и в какой-то момент, уничтожив всю растительность в "месте сбора", отправляются далее на поиски пищи. В стае может насчитываться более 100 миллионов особей, и за день такое полчище иногда преодолевает свыше 120 километров. Озверевшая саранча поедает всю растительность на своем пути, а при ее отсутствии способна приняться даже за кору деревьев.

Вот как описывает нашествие саранчи на Ближнем Востоке английский натуралист А. Шоу: "Тот род саранчи, который я наблюдал, был гораздо крупнее наших обыкновенных кузнечиков. Она имела крылья пятнисто-коричневого цвета, ноги и туловище были светло-желтого цвета. Появилась она в конце марта с южным ветром. К середине апреля ее нагнало так много, что в полдень она собиралась большими тучами, летала по воздуху подобно темным облакам и, как говорит пророк Иоиль, "помрачала солнце". Когда начинал дуть ветер, эти тучи уносились, сменяясь другими.

Чтобы воспрепятствовать ее движению, копали ямы и канавы, наполняли их водой или же накладывали в них вереск, сучья и другой горючий материал, который зажигали при приближении насекомых. Но напрасно, поскольку канавы скоро переполнялись, и огонь тушился мириадами саранчи, вплотную следовавшей одна за другой. Через день или два появлялись новые полчища и в свою очередь пожирали то, что предыдущие оставили: например, кору деревьев и обглоданные веточки. Пророк справедливо сравнивает саранчу с войском и землю до ее появления с прекрасным садом, а после ее ухода — с пустыней".

Ученых уже давно волновал вопрос: почему мирная и, в общем, не очень-то заметная кобылка вдруг иногда сходит с ума и превращается в опасную саранчу? Прежде предполагали, что все дело в количестве еды. Считалось, что в форме кобылки насекомое существует, когда для сохранения популяции достаточно пищи. А вот если ее вдруг становится очень мало, тогда наступает "время саранчи".

Однако в последнее время появилось множество фактов, опровергающих данное утверждение. Так, например, часто, когда во время засушливого лета вся растительность выгорает и пищи становится очень мало, тем не менее превращения кобылок в саранчу не происходит. Пример тому — прошлое аномально жаркое лето. Как мы помним, в большинстве регионов Европейской России подобного превращения не наблюдалось, хотя есть акридам, как и другим насекомым, было практически нечего.

Полчища саранчи В то же время наблюдались возникновения стай саранчи и при обилии пищи. Это случилось, например, во время сильнейшего за всю историю человечества нашествия этих насекомых в США в 1875 году. Тогда полчища саранчи возникли в штате Техас, где в то время не было проблем с растительной пищей, и распространились на запад, где произвели колоссальные опустошения. Любопытно, что эта орда в дальнейшем исчезла так же стремительно, как и появилась. Кстати, это был единственный зарегистрированный случай появления саранчи на территории Северной Америки.

И вот недавно международная группа зоологов наконец-то определила причины, по которым саранча сбивается в стаи и передвигается с огромной скоростью. Выяснилось: все дело в каннибализме, который процветает среди саранчи, если в еде недостаточно белка. О результатах данного исследования сообщается в статье, опубликованной в Proceedings of the Royal Society.

Эксперимент ученых под руководством доктора Сепидеха Бабази из Оксфордского университета был весьма прост и показателен. Подопытных акрид, принадлежащих к виду саранча перелетная (Locusta migratoria), разделили на несколько групп по 20 особей в каждой и посадили в разные контейнеры. Также несколько особей поселили по отдельности. В течение 48 часов их кормили, придерживаясь трех разных диет: в первом случае белки преобладали над углеводами, второй рацион был богат углеводами и имел недостаток белков, в третьем случае пища содержала равное количество белков и углеводов.

Когда по истечении двух суток измерили скорость перемещения одиночек, то выяснилось, что независимо от рациона их скорость в среднем составляла 3 см/с. Примерно такой же была скорость у сытых особей, как тех, что получали сбалансированное питание, так и тех, что сидели на белковой диете. В то же время скорость перемещения второй группы, особи которой не получали белка в достаточном количестве, была на 40 процентов выше, чем у всех остальных подопытных. Да и поведение этих насекомых было намного более агрессивным.

Несмотря на первоначальную очевидность выводов о том, что голодную саранчу заставляет быстрее двигаться желание побыстрее добраться до еды, ученые акцентируют внимание на том, что подобная тенденция с ускорением в таком случае прослеживалась бы и в опытах с акридами-одиночками, чего не было. Получается, часть саранчи убегает от своих более кровожадных сородичей, а те, в свою очередь, пытаются догнать их, чтобы съесть.

СаранчаТаким образом, превращением кобылок в саранчу руководит не голод, а недостаток белка. Давно известно, что эти насекомые, будучи фитофагами, тем не менее получают значительное количество животных белков вместе с пищей, проглатывая засевших в листьях личинок и поедая тела умерших на растениях насекомых. Однако когда по различным причинам это становится невозможным, у части кобылок происходят изменения в поведении — они становятся агрессивными и устраивают загонную охоту на своих сородичей, для чего и собираются в стаю (так проще охотится).

Менее агрессивные акриды, видя, что у родственников "поехала крыша", начинают спасаться бегством, для чего тоже стараются держаться стаей (ибо в группе шанс выжить при нападении хищника у каждого отдельного члена в десятки раз выше, чем если бы он спасался в одиночку). В итоге миграция саранчи идет как бы двумя потоками: впереди несется толпа "беженцев", а за ней — орда "преследователей". Однако и те и другие не перестают при этом оставаться фитофагами и, чтобы компенсировать потерянную во время этой гонки энергию, старательно уничтожают всю растительность на своем пути.

Данное исследование объясняет и то, почему из яиц саранчи вылупляется именно саранча. Дело в том, что в питательных запасах данных яиц также не хватает белка (а откуда ему там взяться, если его и у взрослых-то мало?). Кроме того, становится понятным, куда в конце концов исчезают полчища этих ужасных насекомых: те, кто выжил во время переселения и смог запасти в себе достаточное количество белка, опять превращаются в мирных кобылок и расходятся по домам.

Благодаря этому открытию зоологов у человечества наконец-то появилась реальная возможность предотвращать нашествия саранчи, от которых до сих пор страдают жители Африки и Юго-Восточной Азии, а также Ближнего Востока. Для этого нужно лишь разработать специальную белковую подкормку, которую следует распылить на той территории, где будет замечено начало превращения кобылок в саранчу. Тогда, как говорится, и акриды будут сыты, и посевы целы.

Источник: Pravda.ru

Смена поведения саранчи зависит не столько от доступности корма, сколько от плотности популяции: высокая плотность в одиночной форме чревата каннибализмом, и, чтобы не съесть друг друга, насекомые переключаются на поведение, уменьшающее риск взаимного истребления.

Саранча одиночная зелёная и саранча общественная коричневая (фото авторов исследования)Каннибализм широко распространён в живой природе. Один из примеров — саранча, особи которой не упускают случая полакомиться друг другом. Саранча предпочитает жить в одиночку, как полагают, именно из-за угрозы столкнуться с «коллегой по виду». Но, как известно, время от времени эти насекомые объединяются в огромные стаи, совершая опустошительные перелёты, причём в коллективе они даже выглядят иначе, так что саранчу одиночную и саранчу коллективную в прошлом принимали за два разных вида.

Исследователи из Института физики сложных систем Общества Макса Планка (Германия) полагают, что каннибализм тут работает движущей силой. Сокращение пищевых ресурсов приводит к тому, что на малой территории концентрируется много саранчи, и, чтобы не начать есть друг друга, насекомые меняют своё поведение, сбиваясь в мигрирующую стаю.

Исследователи создали компьютерную популяцию саранчи, в которой отдельные особи обладали полной свободой передвижения. Задача популяции — минимизировать прямые контакты особей друг с другом, дабы каннибальские наклонности не поставили под угрозу существование вида. В журнале Ecology Letters авторы пишут, что несколько насекомых на квадратный метр ещё могут вести себя как одиночки, чтобы избежать встречи друг с другом. Но когда плотность популяции превышает какой-то уровень, угроза каннибализма становится неизбежной. И тогда самым выгодным становится другое поведение: каждая саранча стремится двигаться за тем, кто впереди, и улетать (или уползать) от того, кто идёт сзади. В результате получается коллективное движение в одну сторону.

При этом, что важно, хотя насекомые и сбиваются в кучу, прямых контактов такое перемещение не допускает (или по крайней мере делает их маловероятными). Грубо говоря, особи не сталкиваются друг с другом лбами, как происходило бы, если бы они оставались одиночками и не координировали собственные перемещения с перемещениями друг друга.

Получается, что стайное передвижение помогает избежать каннибализма и сохранить популяцию, хотя это и звучит довольно парадоксально. Исследователи подчёркивают, что образование и распад стаи зависят от плотности популяции. Однако рассеивание стаи происходит при гораздо меньшей плотности, чем формирование. Поэтому эффективнее было бы не бороться с уже существующими стаями, а предотвращать их появление: на это должно тратиться гораздо меньше сил и средств, чем на уже сформировавшееся всепожирающее облако саранчи.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА