Nikt nie nazwałby baby mrówki słodką. Nie są one zbyt piękne – owady te zaczynają życie jako nieestetyczne, robakowate larwy – a ich zachowanie jest, szczerze mówiąc, przerażające: jeśli nie wymiotują do ust dorosłego, to łapczywie pożerają się nawzajem.
Ale dorosłe mrówki nie tylko tolerują to zachowanie u swoich młodych – one są od niego uzależnione. Naukowcy podejrzewają teraz, że larwy mrówek odgrywają dalekosiężną rolę, która jest niezbędna dla spójności złożonych społeczeństw, w których się rodzą.
„Larwy mogą stanowić odrębną kastę społeczną o specyficznej funkcji, bez której kolonia nie mogłaby funkcjonować” – mówi Eva Schultner z Uniwersytetu w Ratyzbonie w Niemczech, która bada rolę rozwijających się osobników w koloniach mrówek.
Młode osobniki niektórych owadów, takich jak termity, często mają kształt minidorosłych osobników, wyposażonych w maleńkie odnóża. Larwy mrówek rzadko są obdarzone takimi cechami. Ich pozbawione kończyn ciała wydają się czynić je niezdolnymi do większego ruchu, sprawiając wrażenie, że są one jedynie biernymi obiektami zależnymi od opieki dorosłych. Nie mają nawet czułków, których dorośli używają do wyczuwania otoczenia i komunikowania się – dlatego biolodzy zakładali kiedyś, że nie będą wchodzić w interakcje ze swoim środowiskiem.
Jednakże wygląd może być mylący.
Niektóre larwy mrówek sygnalizują dorosłym, że są głodne, kołysząc się i poruszając swoimi zbitymi ciałami w wyraźny sposób. Inne, jak larwy mrówek buldogów, stoją w pozycji pionowej. Niektóre larwy, mimo braku odnóży, są ruchliwe. Mogą czołgać się w kierunku owadów lub robaków przyniesionych do gniazda przez robotnice.
Co więcej, mrówki karczowniki ukrywają niezwykłe cechy ciała. Na przykład małe, wydłużone głowy rozwijających się mrówek z rodzaju Myrmecina są doskonale przystosowane do żerowania. Dorosłe osobniki rozrywają roztocza i przedstawiają je larwom, które następnie zagłębiają swoje wydłużone głowy w padlinie i konsumują jej zawartość.
Leptothorax larwy mrówek mają dodatkową cechę: unikalne struktury na ich brzuchach działają jak koszyki na pokarm, pozwalając im przytrzymać zdobycz.
Niektóre larwy mrówek mają organ wytwarzający dźwięk, który pozwala im się porozumiewać
Przyglądając się z bliska wielu larwom można zauważyć, że ich ciała pokryte są włoskami, często wyspecjalizowanymi do różnych funkcji. U mrówek drzewnych włoski działają jak rzep, wiążąc larwy ze sobą tak, że robotnice mogą je łatwo przenosić. Starsze larwy innego gatunku mrówek, Pheidole rhea, mają na końcu włosków haczyki, dzięki którym dorosłe osobniki mogą przyczepić je do ścian gniazda. Uważa się, że robotnice wieszają czerw jako sposób na zorganizowanie go i określenie pory karmienia. Mrówki Ponerine mają podobny system, ale używają lepkich, pryszczatych struktur jako haczyków.
Włosy mogą działać nie tylko jako kotwice, chociaż: mogą pomóc larwom w komunikacji. Larwy os używają włosów jako swojego głównego organu czuciowego. Kiedy są w swoich gniazdach, mogą wykryć wibracje, gdy dorośli stukają w ściany. Uważa się również, że wibracje odgrywają rolę w określaniu czy młoda osa rozwinie się w robotnicę czy królową. Włosy mogą być używane w podobny sposób w larwach mrówek, mówi Schultner – chociaż nikt nie przeprowadził badań, które potwierdziłyby ten pomysł.
Zamiast włosów, niektóre larwy mrówek mają organ wytwarzający dźwięk, który pozwala im się komunikować. Karsten Schonrogge z NERC Centre for Ecology and Hydrology w Wallingford w Wielkiej Brytanii odkrył, że gdy zewnętrzna powłoka niektórych poczwarek mrówek Myrmica hartuje się, wyspecjalizowany organ tworzy się, aby umożliwić im wykonywanie połączeń. Starsze mrówki zazwyczaj używają sygnałów chemicznych do komunikacji, ale badacze uważają, że twarda zewnętrzna powłoka poczwarek może blokować wydzielanie feromonów, zachęcając je do uciekania się do dźwięku w celu komunikacji. Odgłosy pocierania wydają się przekazywać wysoki status społeczny, ponieważ larwy, które należą do niższej klasy, są nieme.
Niektóre larwy mrówek mają cechy fizyczne, które przynoszą korzyści całej kolonii. Larwy mrówek tkaczy produkują jedwab do przędzenia kokonów, ale dorośli również używają jedwabiu do budowy gniazd. Do tego zadania rekrutowane są głównie larwy żeńskie, co sugeruje podział pracy wśród larw.
W międzyczasie, podczas powodzi niektóre gatunki mrówek wykorzystują naturalną pływalność swoich larw, aby pomóc w ratowaniu kolonii. Formica selysiants fizycznie łączą się ze sobą tworząc tratwy, aby przetrwać potop. Larwy, które łatwiej się unoszą, są zawsze umieszczane na podstawie tratwy – i mimo ryzykownej pozycji zwykle przeżywają.
Mrówki Amblyopone silvestrii przebiją skórę larwy, aby dostać się do przewodów na jej odwłoku i wypić jej krew, w stylu wampira
Zachowanie larw może być nawet bardziej dziwaczne niż ich mało znane cechy fizyczne. Na przykład, często działają one jako „komunalne żołądki” . Dorośli mają tak cienką talię, że mogą spożywać tylko płyny. Larwy jedzą owady w imieniu dorosłych, a następnie produkują bogaty w białko płyn dla swoich starszych do jedzenia.
Taktyka przetwarzania żywności larw może się różnić. Młode mrówki Poneromorph, na przykład, zaczynają trawić owady zewnętrznie za pomocą śliny, przed połknięciem ich i regurgitating strawione resztki do ust robotnicy. Robotnica z kolei karmi wypluwanym białkiem swoją królową, co jest dla niej niezbędne do produkcji jaj.
Inne larwy, takie jak te z gatunku mrówek Pheidole spadonia, pomagają dorosłym przetwarzać pokarm w nieco inny sposób. W jednym z eksperymentów biolodzy odkryli, że robotnice mrówek polegają na larwach, aby zmiękczyć zdobycz. Robotnice rozczłonkowały muszki owocowe, a następnie umieściły małe, twarde części ciała pod ustami larwy, w rowkach wyspecjalizowanych do przechowywania pokarmu. Następnie larwa śliniła się na szczątki muchy, pokrywając je śliną, która trawiła i zmiękczała tkanki. Czasami larwa przebijała pokarm szczękami, aby umożliwić enzymom trawiennym wniknięcie i przyspieszenie procesu. Ostatecznie robotnice wysysają miękką tkankę i część z niej podają z powrotem larwie.
Larwy Antów czasami zapewniają dorosłym pożywienie w jeszcze bardziej makabryczny sposób. Mrówki Amblyopone silvestrii przebiją skórę larwy, aby dostać się do przewodów na jej odwłoku i wypić jej krew, w stylu wampira. Mrówki te żerują na dużych stonogach, które nie zawsze są dostępne, więc biolodzy uważają, że ich krwiopijne zachowanie jest adaptacją do uzupełniania diety. Inne mrówki z rodzaju Amblyopone ściskają szyję larwy, aby wydobyć z niej krople śliny. Mrówki Solenopsis ściskają tylną część larwy, aby uwolnić mlecznie wyglądające krople z odbytu, pełne przetworzonych składników odżywczych.
Larwy w rzeczywistości opóźniały reprodukcję robotnic
Martwe larwy mogą być również zjadane w całości, o ile nie umarły w wyniku choroby zakaźnej. A w bardziej ekstremalnych przypadkach, gdy brakuje żywności, larwy mogą być zmuszone do wzięcia jednego za zespół: są zabijane i zjadane. „Są one gotowymi pakietami proteinowymi dostępnymi w kolonii”, mówi Schultner. „Jeśli królowa jest zagrożona głodem, będzie karmiona larwami lub poczwarkami.”
Odgrywając kluczową rolę w dostarczaniu pożywienia, larwy mają kontrolę nad sukcesem reprodukcyjnym kolonii. Ponieważ królowa potrzebuje białka dostarczanego przez karczowniki do produkcji jaj, jej płodność wzrasta, gdy w pobliżu znajduje się więcej larw. Co więcej, w przypadku mrówki faraona (Monomorium pharaonis), larwy wydają się aktywnie wybierać dorosłych, którym mają oddawać wydzieliny, aby nie rozdawać bezmyślnie składników odżywczych. Chętnie oddają swoje soki dojrzałym królowym, które odbyły gody, ale odmawiają ich młodym, aktywnym seksualnie królowym i dziewicom. Sygnały chemiczne mogą im pomóc w ocenie płodności królowej.
Larwy mogą regulować rozmnażanie także w inny sposób. Chociaż mrówki robotnice zazwyczaj mogą produkować własne potomstwo, zazwyczaj wstrzymują się z tym, gdy królowa jest w pobliżu i zamiast tego opiekują się jej jajami. Jessie Ebie z Arizona State University w Tempe i jej koledzy chcieli dowiedzieć się, w jaki sposób robotnice Novomessor cockerelli, które żyją w koloniach rozrzuconych po wielu niepowiązanych ze sobą gniazdach, wiedzą, że gdzieś w systemie jest płodna królowa, nie mając z nią kontaktu.
Pracownice produkują jaja, które wyglądają identycznie jak jaja królowej, więc Ebie i jej zespół początkowo podejrzewali, że chemiczny znacznik na jajach królowej pomaga w wyraźnym rozróżnieniu i zachęca mrówki robotnice do zaprzestania składania własnych jaj. „Byliśmy zaskoczeni, gdy okazało się, że to nie były jaja” – mówi Ebie. „Larwy w rzeczywistości opóźniały reprodukcję robotnic.”
Gdy robotnice były otoczone przez jaja królowej, kontynuowały składanie jaj jak zwykle. Ale gdy obecne były larwy królowej, robotnice powstrzymywały się.
Larwy mogą również być zdolne do kanibalizowania intruzów
Ebie próbuje teraz rozwiązać zagadkę, w jaki sposób larwy hamują produkcję potomstwa. Mogą one uwalniać feromony, lub robotnice mogą po prostu zostać pozbawione składników odżywczych, których potrzebują do rozmnażania po dostarczeniu larwom pożywienia. „Robotnice produkują jaja, które nie są zdolne do życia, aby nakarmić larwy i królową” – mówi Ebie.
Jednakże najbardziej enigmatycznym zachowaniem ze wszystkich może być kanibalizm. Larwy mrówek będą czasami zjadać inne larwy – co jest kłopotliwym zachowaniem dla gatunku społecznego, w którym zazwyczaj rządzi współpraca i samopoświęcenie. „Kanibalizm jest jednym z najbardziej oczywistych samolubnych zachowań”, mówi Schultner.
W ostatnim badaniu Schultner i jej zespół sprawdzili, czy kanibalistyczne larwy mogą pomagać swoim bliskim krewnym. Kolonie mrówek mogą składać się z grup mrówek, które nie są blisko spokrewnione, czasami łącząc setki lub tysiące różnych rodzin. Badacze podejrzewali, że larwy mogą być bardziej skłonne do spożywania posiłków na osobnikach, które są dalekimi krewnymi, a nie bliskimi kuzynami. Pozbycie się niespokrewnionego potomstwa pomogłoby ich rodzinie przejąć kolonię.
Poprzez porównanie ośmiu gatunków mrówek z zakresem pokrewieństwa w ich koloniach, Schultner i jej koledzy odkryli, że poziomy kanibalizmu wśród larw były niższe w gniazdach mieszczących bliskie rodzeństwo. To sugeruje, że larwy są w stanie odróżnić bliskich i mniej bliskich krewnych – choć jak to robią jest niejasne.
„Są w stanie ocenić swoje środowisko i reagować inaczej na różne konteksty społeczne”, mówi Schultner. Larwy męskie były również bardziej skłonne do praktykowania kanibalizmu w porównaniu z samicami, choć znów pozostaje tajemnicą, dlaczego tak powinno być.
Larwy mogą być również zdolne do kanibalizowania intruzów. Wiele mrówek jest pasożytami społecznymi i zakłada nową kolonię, kradnąc dom innego gatunku. Młoda królowa zazwyczaj wchodzi do obcego gniazda i składa jaja, oszukując robotnice, które je wychowują. Z czasem jej potomstwo przejmie władzę.
Dobrze prosperująca kolonia mrówek jest zazwyczaj produktem jej skromnych początków larwalnych
Schultner i jej zespół chcą teraz dowiedzieć się, czy larwy są w stanie pomóc w obronie swoich domów poprzez kanibalizm. Ponieważ najeżdżająca królowa zazwyczaj nie jest atakowana i zabijana bezpośrednio, podejrzewają oni, że larwy gospodarza mogą walczyć pod przykrywką, celując zamiast tego w jej jaja. „Zauważyliśmy, że larwy reagują inaczej na różne rodzaje jaj, więc może rozpoznają jaja pasożytów i zjadają je” – mówi Schultner.
Wstępne wyniki wydają się potwierdzać ich hipotezę. Ale ustalenie, w jaki sposób larwy mogą rozróżniać jaja, będzie kolejnym wyzwaniem. Dorośli używają anten do wyczuwania otoczenia, w tym odbierania zapachów, ale larwy nie mają czułków ani narządów wykrywających zapachy. Larwy niektórych innych owadów mają receptory zapachowe w innych miejscach na ciele – i możliwe, że larwy mrówek mogą podążać za tym wzorem. „To sugeruje, że mogą one ocenić swoje środowisko chemiczne”, mówi Schultner.
Larwy mogą zrzucić swoje liczne uprawnienia, gdy dojrzewają do majestatycznych dorosłych mrówek, ale ich dzieciństwo pozostawia swój ślad. Na przykład, małe mrówki wcześnie uczą się zapachu swoich kolegów z gniazda, co wydaje się wpływać na ich zdolność do rozpoznawania członków kolonii jako dorosłych. Ich odżywianie i środowisko jako larw również wpływa na to, czy zostaną robotnicami czy królowymi – i osiągają maksymalny rozmiar ciała przed osiągnięciem dorosłości.
W rzeczywistości, na wiele sposobów przyszłość kolonii – i jej potomków – zależy od larw. To, co dzieje się z larwami podczas ich rozwoju, może generować cechy, które są przekazywane nowym pokoleniom poprzez dobór naturalny. Dobrze prosperująca kolonia mrówek jest zwykle produktem jej skromnych początków larwalnych.
„Nie jest tak ważne, co robią jako dorośli”, mówi Schultner. „To, co robią podczas rozwoju, będzie miało wpływ na ich sukces w późniejszym życiu.”
Dołącz do ponad sześciu milionów fanów BBC Earth, polub nas na Facebooku lub śledź nas na Twitterze i Instagramie.
Jeśli podobała Ci się ta historia, zapisz się na cotygodniowy biuletyn bbc.com features o nazwie „If You Only Read 6 Things This Week”. Ręcznie dobrany wybór historii z BBC Capital, Kultury, Ziemi Przyszłości i Podróży, dostarczane do skrzynki odbiorczej w każdy piątek.