Развитие многих видов бабочек-голубянок проходит в гнездах муравьев, которые выращивают гусениц, принимая их по запаху за своих личинок. Голубянка алькон заражает гнезда нескольких видов муравьев из рода Myrmica. В популяциях одного из этих видов вторжения голубянки стимулируют локальные эволюционные процессы: отбор поощряет изменение запаха муравьиных личинок, позволяя муравьям не путать с ними паразитов. Бабочки, в свою очередь, эволюционируют вслед за муравьями, подстраиваясь под новый преобладающий личиночный запах. Происходит эволюционная «гонка вооружений», идущая в разных направлениях и вызывающая мозаичное распределение преобладающих запахов в популяциях как муравьев, так и голубянок.
Гусеницы многих видов бабочек-голубянок обитают в гнездах муравьев. Эти гусеницы выделяют те же пахучие вещества, что и личинки муравьев определенных видов, и муравьи заботятся о гусеницах, как о своих личинках.
Группа исследователей из Дании и Великобритании во главе с Дэвидом Нэшем, британцем, много лет проводит исследования, посвященные одному из таких видов голубянок, распространенного в Европе и Северной Азии, — Maculinea alcon (названного, по-видимому, в честь одного из героев греческих мифов — Алькона, участника охоты на калидонского вепря).
В июле взрослые бабочки откладывают яйца на цветы и бутоны единственного вида растений — горечавки легочной.
Гусеница, вылупляясь из яйца, вбуравливается в ткань цветка. Она живет внутри цветка две-три недели, питаясь его тканями и семезачатками. При этом она трижды линяет, но остается довольно маленькой, достигая длины лишь около 3–4 мм и массы 1–3 мг. Затем гусеница прогрызает в цветке или бутоне отверстие и выбирается наружу, после чего спускается на землю на выделяемой ею шелковой нити. Оказавшись на земле, она сидит на месте и ждет, пока ее найдут рабочие особи муравьев.
(A — Молодая гусеница голубянки Maculinea alcon, выбравшаяся на поверхность бутона горечавки Gentiana pneumonanthe; на поверхности бутона видны также яйца бабочки. B — муравей Myrmica rubra (рабочая особь) несет гусеницу голубянки в свое гнездо.)
Когда муравей находит гусеницу, он несет ее в подземное гнездо своей колонии (как поступил бы с личинкой своего вида, обнаруженной вне гнезда, лишенной защиты и заботы). Мало того что муравьи кормят в своем гнезде гусениц голубянки, так те еще и поедают находящихся рядом личинок и куколок муравьев. В гнезде муравьев гусеницы зимуют и растут, к началу следующего лета достигая длины около 12 мм и массы около 100 мг. В июне гусеница окукливается, по-прежнему оставаясь в муравьином гнезде. Приблизительно через месяц из куколки выходит бабочка, которая быстро (пока муравьи не успели ее убить) выбирается из гнезда и взбирается на травинку, где постепенно расправляет крылья. Когда расправившиеся крылья становятся крепкими, бабочка улетает в поисках пищи (нектара цветов) и особей противоположного пола.
Большинство видов голубянок развиваются в гнездах лишь одного вида муравьев, но гусеницы M. alcon используют муравьев разных видов.
В тех районах, где гнезда муравьев подвержены заражению голубянками, изменчивость химического состава выделяемых муравьиными личинками веществ более высокая. Если гусеница голубянки отличается по запаху от личинки муравья, то рабочие муравьи, вместо того чтобы относить найденную гусеницу в гнездо, могут ее убить. В тех районах, где в популяциях муравьев наблюдается повышенная изменчивость химического состава выделяемых личинками веществ, сильнее варьирует и частота заражения гнезд гусеницами голубянок.
Но и голубянки не остаются в долгу. Чем больше в том или ином месте гнезд муравьев, личинки которых выделяют вещества с определенным химическим составом, тем чаще именно такие гнезда подвергаются заражению. По-видимому, это происходит оттого, что естественный отбор в таких случаях действует и на бабочек, подгоняя выделяемые гусеницей вещества под вещества, выделяемые преобладающей в данном районе формой муравьев.
В результате происходит эволюционная гонка вооружений . В гнездах, зараженных голубянками, многие муравьиные личинки погибают, а ресурсы тратятся на прокорм паразитов. Поэтому муравьи, способные избежать заражения за счет необычного состава выделяемых личинкой веществ, получают преимущество перед муравьями, выделяющими всё те же пахучие вещества.
(Гусеницы (слева) и куколки (справа) голубянки Maculinea alcon в гнезде муравьев Myrmica rubra.)
Впрочем, несмотря на все эволюционные ухищрения, голубянке на многих участках ареала угрожает вымирание. Авторы работы отмечают, что организаторам природоохранных мер следует учитывать взаимодействие бабочек-паразитов и муравьев-хозяев при реинтродукции голубянок на те или иные территории (с другими видами рода Maculinea попытки реинтродукции уже проводились, причем с переменным успехом). Если гусеницы бабочек, вселяемых в места обитания вымерших популяций, заметно — заметно для местных муравьев — отличаются от муравьиных личинок по запаху, то реинтродукция обречена на неудачу.
Описанное явление — один из пока немногих известных примеров локальной коэволюции видов. Есть все основания полагать, что будут обнаружены и многие другие подобные случаи. Вполне вероятно, что путем локальной коэволюции нередко идет видообразование в экологически связанных популяциях живых организмов из разных групп.
http://elementy.ru/news/430659