На задних лапах взрослой самки японского динидорида Megumenum gracilicorne обнаружен новый вид симбиотического органа.
Ранее увеличенные структуры на задних лапах считались «тимпанальными органами» для восприятия звука, которые развились у многих видов насекомых, включая цикад, кузнечиков, мотыльков и богомолов.
Но при более внимательном рассмотрении взрослых самок, собранных в разных местах Японии, выяснилось, что их истинное предназначение гораздо необычнее.
«Мы обнаружили, что у половозрелых самок тимпанальный орган покрыт волокнистым белым материалом, напоминающим грибные гифы», — пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Science.
Орган состоит из пористой кутикулы, из пор которой «пышно растут» грибы.
«Мы наблюдали, как самки откладывали яйца рядами, и при откладывании каждого яйца ритмично скребли покрытый грибком орган на задней лапе тарзальными когтями противоположной задней лапы и тёрли поверхность яйца, размазывая грибок по яйцам», — пишут авторы.
«Через несколько дней грибные гифы разрастались и покрывали всю яичную массу. При вылуплении гифы прикреплялись к поверхности тела новорождённых нимф, хотя впоследствии грибки терялись по мере линьки и роста нимф».
Хотя большинство грибов принадлежали к семейству Cordycipitaceae, которое включает «энтомопатогенные» грибы, такие как Cordyceps и Beauveria, которые инфицируют и убивают насекомых, многие не относились к высокопатогенным линиям.
«Примечательно, что внутри и между местами сбора, а также в разные годы состав грибов часто заметно отличался у разных особей», — сообщают авторы.
«Эти закономерности указывают на то, что, хотя M. gracilicorne передаёт ассоциированные с задними лапами грибы яйцам вертикально, грибы теряются во время развития нимф и должны вновь приобретаться взрослыми самками из окружающей среды в каждом поколении».
Исследователи обнаружили, что в полевых условиях более половины яиц клопов-вонючек были заражены осой Trissolcus brevinotaulus.
Эксперименты в лаборатории позже подтвердили, что самки ос подходили к яйцам как покрытым грибком, так и без него, но не могли отложить яйца в покрытые грибком.
«Если яйца были покрыты грибком неплотно, самки ос могли сжать гифы антенными ударами и иногда добивались откладки яиц», — пишут авторы.
Грибы не инфицировали ос. Это говорит о том, что они культивируются на задней лапе самки и переносятся на её яйца для физической защиты от нападения ос-паразитов, а не в качестве химического или патогенного сдерживающего фактора.
«Мы предполагаем, что специфичный для самок орган на задней лапе эволюционировал для смазывания выделений на яйцах для химической защиты или маскировки, но грибы из окружающей среды колонизировали орган и использовали выделения, а насекомые приспособили грибы для защиты яиц», — заключают авторы.
«Будущие исследования должны сосредоточиться на том, какие молекулярные механизмы лежат в основе развития динидоридного симбиотического органа и как определённые линии грибов отбираются и культивируются насекомыми».