Немецкие ученые протестировали опасных аргентинских муравьев: насекомые четыре раза спускались по подъемному мосту на платформу и искали лакомство, в котором содержалось три разных дозы кофеина. Оказалось, что воздействие 0,25 и 250 промилле помогало муравьям выбирать менее извилистые тропинки и находить лакомство на 28% и 38% быстрее соответственно. В будущем под воздействием кофеина муравьи могут направлять своих сородичей к ядовитым приманкам, что снизит их негативное влияние на другие экосистемы. Исследование опубликовано в журнале iScience.
Аргентинские муравьи (Linepithema humile) — одни из самых опасных видов во всем мире. Исследователи пытаются ограничить их количество с помощью ядовитых приманок, однако муравьи почти не реагируют на них. Теперь немецкие ученые решили воздействовать на насекомых с помощью кофеина — известно, что он улучшает способность пчел и шмелей к обучению, и, возможно, он поможет муравьям запоминать местоположение приманки и направлять туда своих сородичей.
«Мы пытаемся научить их лучше находить эти приманки, потому что чем быстрее они уходят и возвращаются к ним, тем больше феромонных следов они оставляют, тем больше муравьев придет и, следовательно, тем быстрее они распространят яд в колонии, прежде чем поймут, что это яд», — рассказал Энрике Галанте, первый автор исследования из Регенсбургского университета, Германия.
В лабораторных условиях ученые проверили, влияют ли разные концентрации кофеина на способность насекомых находить и перемещать приманку. 142 муравья четыре раза спустились по подъемному мосту на тестовую платформу — лист бумаги формата А4, покрытый акрилом, — где находилась капля раствора сахарозы с добавлением трех разных доз кофеина: 0,25, 250 и 2000 промилле. Самая низкая доза содержится в натуральных растениях, промежуточная — в энергетических напитках, а самая высокая доза предназначена для пчел, причем некоторые из них погибают от токсичной концентрации кофеина.
С помощью автоматизированной системы отслеживания исследователи наблюдали, как быстро муравьи находят и забирают лакомство и насколько прямо они следуют по маршруту. В перерывах между испытаниями насекомые могли «выгрузить» собранную еду. В это время ученые меняли лист бумаги, чтобы муравьи не смогли вернуться к месту по собственному феромонному следу.
Оказалось, что без кофеина муравьи не смогли запомнить местоположение лакомства и не научились быстрее ориентироваться в пространстве при последующих походах за пищей. Однако насекомые, в лакомстве которых содержались низкие или промежуточные дозы кофеина, стали более эффективными. У муравьев, получивших 0,25 промилле кофеина, время поиска пищи сократилось на 28%, а у особей с 250 промилле — на 38%. Если при первом посещении платформы муравью требовалось 300 секунд на поиск, то при последнем было достаточно 113 секунд при минимальной дозе кофеина и 54 секунды при промежуточной дозе. Самая высокая концентрация кофеина в 2000 промилле не оказала эффекта.
Итак, кофеин сделал перемещения муравьев более продуктивными. Он не влиял на скорость передвижения или на способность возвращаться в гнездо, но помог насекомым двигаться по менее извилистым тропинкам. По словам авторов, в будущем кофеин может помочь в борьбе с аргентинскими муравьями, однако необходимы дополнительные исследования. Сегодня ученые тестируют приманки с добавлением кофеина в полевых условиях в Испании и планируют выяснить, существует ли связь между кофеином и ядом, содержащимся в приманке.
Galante, H., de Agrò, M., Koch, A., Kau, S., & Czaczkes, T. J. (2024). Acute exposure to caffeine improves foraging in an invasive ant. IScience, 109935. https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109935