Biomineraliniai šarvai būdingi vėžiagyviams, pavyzdžiui, omarams, taip pat kai kuriems kitiems jūriniams gyvūnams, kaip antai, jūrų ežiams, kurių spygliuose esama kalcio karbonato. Vis dėlto tarp vabzdžių tokių darinių iki šiol nebuvo aptikta.
Tyrėjai šią ypatybę pastebėjo tyrinėdami grybus auginančias skruzdėles Acromyrmex echinatior ir antibiotikus išskiriančias bakterijas, padedančias nariuotakojėms ūkininkėms apsaugoti savo pasėlius.
Jie atkreipė dėmesį į „balkšvą grūdėtą dangą“ ant stambesnės atmainos darbininkių chitininio egzoskeleto, sakė studijos bendraautorius Cameronas Currie (Kameronas Kiuri), Viskonsino-Madisono universiteto bakteriologijos profesorius.
Pasak jo, žurnale „Nature Communications“ paskelbto straipsnio pagrindinis autorius Hongjie Li „susižavėjo šiais kristalais“ ir išsiaiškino, kad tai yra biomineralinis sluoksnis, išsivystantis skruzdėlėms bręstant. Taip pat buvo nustatyta, kad šis sluoksnis padaro egzoskeletą kietesnį ir dengia beveik visą vabzdžio kūną.
Tyrėjai dar tiksliai neišsiaiškino šių neįprastų šarvų paskirties, bet C.Currie sakė naujienų agentūrai AFP, jog šis prisitaikymas gali būti susijęs su kitos rūšies skruzdėlėmis Atta cephalotes, irgi auginančiomis grybų plantacijas.
Abiejų rūšių vabzdžiai neretai susiremia per „skruzdėlių karus“ dėl teritorijos, o tyrėjai tokius mūšius taip pat stebi auginant skruzdėles laboratorijose.
„Kai Acromyrmex stambiosios darbininkės neturi šarvų, Atta kariai greitai jas sudrasko į gabalus – tiesiogine prasme“, – aiškino C.Currie.
„Būdamos šarvuotos jos, užuot beveik visada pralaimėjusios mūšius, beveik visada juos laimi“, – pridūrė mokslininkas.
Studijos autoriai nustatė, kad mineralizuotas egzoskeletas suteikia ir kitų privalumų, ne vien užtikrina geresnę darbininkių apsaugą per skruzdėlių karius.
Jų tyrimai rodo, kad ši danga taip pat geriau apsaugo nuo užsikrėtimo parazitiniu grybeliu Metarhizium anisopliae, galinčiu staigiai išplisti tankiose skruzdėlių kolonijose.
Reta ypatybė
Manoma, kad skruzdėlės savo ėdamų grybų plantacijas pradėjo auginti maždaug prieš 60 mln. metų ir kad tokia elgsena pirmiausiai išsivystė dabartinėje Pietų Amerikoje.
Maždaug prieš 20 mln. metų ši elgsena dar labiau patobulėjo „pramonės“ linkme – išsivystė lapkirpių skruzdėlių rūšys, tokios kaip Acromyrmex echinatior ir Atta cephalotes, gyvenančios didelėmis, sudėtingomis šeimomis ir renkančios žaliuojančių augalų dalis, kurias naudoja kaip substratą grybams auginti.
Acromyrmex echinatior kolonijose būna šimtai tūkstančių stambių ir smulkesnių darbininkių.
„Stambiosios karpo ir neša lapus, taip pat dalyvauja karuose su kitomis skruzdėlėmis, – sakė C.Currie. – Tuo metu smulkiosios užsiima daržininkyste.“
Atta kolonijos būna didesnės, dažnai sudarytos iš kelių milijonų individų. Jų darbininkių būna iki septynių atmainų, besiskiriančių dydžiu ir specializacija, įskaitant kareivius, atsakingus už „gynybą ir skruzdėlių karus“, nurodė C.Currie.
Mokslininkai nustatė, kad Acromyrmex echinatior biomineralinė šarvų danga sudaryta iš daug magnio turinčio kalcito.
Tokios formos biomineralizacija yra retesnė. Manoma, kad magnis užtikrina didesnį dangos kietumą, todėl skruzdėlės tvirtesniais žandais gali graužti kalkakmenį.
Kadangi tokios pobūdžio šarvai buvo aptikti tik stebint gana gerai ištyrinėtų rūšių skruzdėles, mokslininkai mano, kad biomineralinė apsauginė danga vabzdžių pasaulyje gali būti labiau paplitusi, negu iki šiol buvo žinoma.
Tačiau C.Currie atkreipė dėmesį, kad vabzdžiams tikriausiai įprastesni kalcito biomineralai, dažniau aptinkami tarp jūros gyvių, įskaitant omarus. Tuo metu magnio turtingo kalcito randama daug rečiau – pavyzdžiui, jūrų ežių žanduose.
„Šios skruzdėlės yra išties ypatingos daugeliu atžvilgių“, – pripažino mokslininkas.
