Черные вдовы привлекают самцов запахом сыра и немытых ног. Как это работает?

Паук охотится из засады, а его жизнь проходит на паутине. Такой способ хорош для ловли добычи, но создает трудность. Как найти партнера для размножения, если оба паука почти не покидают свои сети?

Ответ связан с химией. Многие животные, включая пауков, применяют феромоны. Это химические вещества, которые служат сигналами для других особей вида. Самка западной черной вдовы (Latrodectus hesperus) наносит эти химикаты на свою паутину. Самец чувствует запах и начинает поиски.

Раньше этот процесс понимали не полностью. Ученые знали один из химикатов в этой смеси, но он действовал слабо. Самцы почти на него не реагировали, и у ученых был ряд вопросов касательно механизмов работы. Благо, новое исследование дает полный ответ и объясняет двухэтапную систему, которая делает паутину фабрикой по созданию манящих запахов.

Что написано на паутине? Сигнал в два касания

Есть два вида феромонов. Одни можно учуять, только если подойти и дотронуться. Другие — разносятся на расстояние, следовательно их можно учуять издалека. У пауков есть оба типа.

Контактные феромоны — как понятно из названия, для близкого контакта. Самец должен коснуться паутины, чтобы их почувствовать. Именно они запускают его поведение по ухаживанию. Раньше был известен один такой компонент. Ученые нашли и второй. У этих веществ очень длинные научные названия: N-3-метилбутаноил-O-метилпропаноил-L-серин метиловый эфир (будем называть его вещество 1) и его кислотная форма, N-3-метилбутаноил-O-метилпропаноил-L-серин (вещество 7).

А главная фишка была в сочетании этих двух веществ. Когда самцам в лаборатории дали искусственную смесь вещества 1 и вещества 7, они начинали «ухаживающее» поведение. Их активность была такой же, как при контакте с настоящей паутиной самки. Задача казалась решенной. Но был еще один фактор: на настоящей паутине самцы сохраняли такое поведение дольше. Это показывает, что на паутине есть и другие химические вещества, которые еще не определены.

От контакта к призыву: химия медленного выпуска

Мы узнали, какой сигнал заставляет самца ухаживать, когда он уже нашел паутину. Но как он находит ее с большого расстояния? Контактные феромоны тяжелые и не могут летать по воздуху.

Здесь работает вторая часть механизма. Оказалось, что оба контактных феромона (1 и 7) со временем меняются. На паутине они распадаются под действием влаги из воздуха. В итоге от них отделяется маленькая и легкая молекула — изомасляная кислота (вещество 10). Человеку, кстати, она знакома как запах прогорклого масла, сыра пармезан, или немытых ног.

Ее частицы легко улетают с паутины и движутся с воздухом. Они создают пахучий след, который самец может найти издалека.

Для проверки ученые поставили на улице ловушки. В одни ловушки добавили искусственную изомасляную кислоту, другие были пустыми. Итог был предсказуем: ловушки с приманкой поймали намного больше самцов черной вдовы.

В общем, стало понятно, какую умную систему использует самка. Она оставляет на паутине устойчивые контактные вещества. Они служат запасом. Сама паутина затем длительно время делает из них летучий сигнал для привлечения самцов. Это требует меньше энергии, чем если бы самка сама постоянно выпускала летучие запахи.

Зачем подавать сигнал, когда нет слушателей? Сезонная стратегия пауков

Остался один вопрос. Работает ли эта химическая система весь год одинаково? Создание феромонов требует энергии. Было бы логично, если бы самка не тратила ее зря.

Чтобы это проверить, ученые целый год каждый месяц собирали паутину у самок в природе, и измеряли количество феромонов.

Количество веществ 1 и 7 было максимальным летом — в июне, июле и августе. В холодное время года их было очень мало. Этот цикл точно совпадает с жизнью самцов. Они становятся взрослыми и ищут самок именно летом.

Самка черной вдовы не сигналит просто так. Она включает свою химическую систему тогда, когда самцы активны и готовы к поиску. Самым вероятным пускателем этого процесса является длина светового дня. Это понятный природный календарь.

Вот так, за простым поведением стоит точная и сложная химическая система. Паутина черной вдовы — это не только ловушка для добычи, но и инструмент для общения, который служит складом, производственной линией и рекламным знаком в одно время. И вся система следует правилу биологической выгоды: получить большой результат с малой тратой энергии.