Личинки изумрудных тараканьих ос, которые развиваются в телах тараканов, уже на ранних этапах развития съедают часть сердца и трахей хозяина. К такому выводу пришел американский энтомолог Кеннет Катания. Его открытие противоречит традиционным представлениям, согласно которым паразитоиды до последнего сохраняют хозяину жизненно важные органы. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Current Biology.
Изумрудные тараканьи осы (Ampulex compressa) используют тараканов в качестве пищи для потомства. Обнаружив одного из них, самка осы лишает его воли с помощью яда и замуровывает в норке, предварительно отложив яйцо на одну из его средних лапок. Вылупившаяся из этого яйца личинка проникает в тело таракана и постепенно съедает его живьем. Считается, что юной осе выгодно как можно дольше сохранять хозяину жизнь, поэтому сначала она поглощает внутренние органы, без которых он может обойтись, а сердце (у насекомых под этим термином понимается расширенная задняя часть спинного сосуда, которая разделена на камеры, соответствующие брюшным и в некоторых случаях грудным сегментам) и трахеи не трогает до последнего. Похожая тактика описана и для других паразитоидных перепончатокрылых.
Энтомолог Кеннет Катания (Kenneth C. Catania) из Вандербильтского университета решил проверить, действительно ли изумрудные тараканьи осы столь аккуратно подходят к поеданию хозяев. Для этого исследователь понаблюдал за развитием 24 личинок этого вида. Каждая из них вылуплялась из яйца после трех дней инкубации и первое время пила гемолимфу таракана из отверстия, которое прогрызла в его тазике. На шестой день личинка расширяла это отверстие и протискивалась в средний сегмент тараканьей груди.
Оказавшись внутри среднегруди, юная оса в среднем в течение двух с половиной часов съедала находящуюся в нем камеру сердца. Затем она перебиралась в задний сегмент груди и делала здесь то же самое. После того как камеры сердца в среднегруди и заднегруди таракана оказывались разрушены, камеры сердца в его брюшке продолжали перекачивать гемолимфу, однако она уже не могла достигнуть головы и первого грудного сегмента. От этого момента до окукливания личинки осы оставалось еще примерно две недели. Таким образом, вопреки традиционным представлениям, она повреждала сердце хозяина уже на ранних этапах развития, возможно, чтобы получить доступ к большим объемам гемолимфы.
Во всех 24 случаях личинка осы, проникая в тело хозяина, частично съедала его трахеи. При этом воздух продолжал поступать по ним внутрь тараканьего тела, из-за чего у их концов формировались воздушные пузырьки. Личинка ориентировала собственные дыхальца в передней части тела таким образом, чтобы они контактировали с концами разрушенных трахей хозяина. Это позволяло ей вдыхать образующиеся воздушные пузырьки. Судя по всему, воздух, поступающий из поврежденных трахей таракана, обеспечивает личинку осы кислородом, особенно после того, как она целиком оказывается внутри тела хозяина. При этом на более поздних стадиях развития, когда паразитоид добирается до брюшной полости жертвы, воздушный пузырек окружает его уже полностью.
В нескольких случаях после проникновения личинки в среднегрудь таракана пузырьки воздуха не образовывались. Однако когда юная оса пробиралась в заднегрудь, разрушая еще больше трахей, в полость тела начинал поступать воздух. В ответ на это личинка начинала активнее двигать челюстями, вгрызаясь в тело таракана. По мнению Катании, это свидетельствует о том, что юные осы дышат воздухом, который проникает сквозь поврежденные трахеи хозяина.
Результаты исследования демонстрируют, что личинки изумрудных тараканьих ос, в отличие от многих других паразитоидов, разрушают жизненно важные органы хозяина уже на ранних стадиях развития. Подобная расточительность может быть связана с тем, что личинка этого вида поедает ткани таракана, в теле которого развивается, очень быстро, из-за чего тот умирает в среднем в течение 48 часов после проникновения паразитоида в организм. При столь высокой скорости поедания хозяина особенного смысла продлевать ему жизнь нет. При этом высокий метаболизм личинки поддерживается за счет воздуха, который поступает из разрушенных трахей таракана.
Ранее Кеннет Катания выяснил, что американские тараканы (Periplaneta americana) способны отбиваться от изумрудных тараканьих ос. Чтобы не позволить осе забраться на себя, таракан лягает ее задней ногой.