Умные черви формируют башни суперорганизмов, чтобы перемещаться на насекомых

Нематоды (Nematoda) – самые многочисленные животные на планете, но в трудных условиях им сложно самостоятельно выбраться на поверхность. Чтобы справиться с этим, они используют силу численности: при нехватке пищи и высокой конкуренции черви собираются вместе, взбираясь друг на друга, и формируют живые извивающиеся башни. Эти структуры тянутся вверх, позволяя им зацепиться за проходящее животное и перебраться в более благоприятную среду. Долгое время такое поведение оставалось предположением. В природе групповые структуры, в которых животные объединяются для движения, встречаются редко – лишь у слизевиков, огненных муравьев и паутинных клещей. Башни нематод ранее наблюдали только в лабораторных условиях, и их реальное назначение оставалось неизвестным.

Однако ученые из Института поведения животных Макса Планка и Университета Констанца зафиксировали это явление в естественной среде – внутри гниющих яблок и груш. Их исследование стало первым прямым подтверждением того, что нематоды действительно формируют такие башни в природе, используя их как способ коллективного передвижения. Ученые провели несколько месяцев, исследуя гниющие фрукты в окрестных садах с помощью цифрового микроскопа, чтобы задокументировать естественное формирование червячных башен. Некоторые из этих башен были доставлены в лабораторию для дальнейшего изучения. Исследователей удивило то, что они обнаружили внутри: несмотря на то что во фруктах обитало множество видов нематод, все башни состояли исключительно из одного вида, находящегося в особой, устойчивой личиночной стадии, называемой "дауэр".

Наблюдения показали, что эти башни из дауэр-личинок синхронно покачивались, напоминая движение отдельных нематод, которые поднимаются на хвост, чтобы зацепиться за проходящего мимо носителя. Новые данные подтвердили, что такие башни могут реагировать на прикосновения, отрываться от поверхности и коллективно цепляться за насекомых – например, за плодовых мушек – чтобы переместиться автостопом в другую среду обитания.

Чтобы глубже изучить это поведение, исследователь Перес создал в лаборатории искусственную башню с использованием нематод C. elegans. Червей поместили на питательную среду без пищи, установив в центр небольшой вертикальный стержень – щетинку от зубной щетки. Оказавшись в голодной среде, нематоды начали самостоятельно организовываться, и уже через два часа сформировали устойчивые живые башни, которые сохранялись более 12 часов. Эти структуры вытягивали подвижные "щупальца" в разные стороны и даже могли формировать мосты, чтобы преодолевать щели и достигать новых поверхностей. Оказалось, что это поведение характерно не только для личиночной стадии "дауэр", как считалось ранее. В лабораторных условиях башни формировали как взрослые черви, так и нематоды на разных стадиях развития, что указывает на то, что подобное коллективное поведение может быть более универсальной стратегией перемещения, чем предполагалось.

Несмотря на сложную структуру этих живых башен, черви, находившиеся внутри, не проявляли четкого распределения ролей. Особей у основания и на вершине отличали одинаковая подвижность, фертильность и сила, что говорит о форме равноправного сотрудничества. Однако такие выводы пока касаются только условий, созданных в лаборатории, подчеркивают авторы.

В то время как ученые продолжают исследовать, как развивается групповое поведение у разных видов – от насекомых до перелетных птиц, – эти миниатюрные башни из нематод могут приоткрыть завесу над тем, как возникает коллективная организация.