Социальное пьянство у шершней

Эти шершни живут на алкоголе, не ощущая опьянения. Диета, состоящая только из алкоголя, сбила бы с толку большинство видов животных, но новое исследование показывает, что некоторые шершни могут жить — по всей видимости, без ущерба для себя — на сахарном растворе с 80% этанола в качестве единственного источника пищи.

Алкоголь является эффективным топливом для этого вида шершней.

Дрозофилы, древесные землеройки (тупайи) и многие другие животные естественно потребляют алкоголь, когда едят ферментированные плоды — процесс, который происходит, когда дрожжи или определённые бактерии разлагают сахара в созревших фруктах, создавая небольшие количества этанола. Большинство видов животных демонстрируют признаки отравления или нарушения функций организма, если потребляют это вещество в концентрации выше 4%. Однако исследовательница животных София Бушебти, ныне работающая в Университете Бен-Гуриона в Негеве, заподозрила, что осы и шершни могут лучше переносить алкоголь или даже использовать его в качестве источника пищи. В конце концов, известно, что в их кишечниках обитают дрожжи, которые превращают фруктовый сахар в алкоголь. Когда осы или шершни опыляют растения и питаются, часть этих дрожжей передаётся растениям и их плодам, играя ключевую роль в процессе брожения.

Бушебти сосредоточила внимание на шершне Vespa orientalis, виде социальной осы. В рамках исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences USA, она и её коллеги из Тель-Авивского университета кормили как шершней, так и медоносных пчёл сахарными растворами с концентрацией этанола от 0 до 80%, в которые был добавлен отслеживаемый углеродный изотоп. Исследователи обнаружили, что выдыхаемый воздух шершней содержал на 300% больше метки углерода, чем у пчёл, что свидетельствует о том, что тела шершней быстрее расщепляют алкоголь.

«В этаноле много энергии, и это отличный метаболический источник топлива», — говорит соавтор исследования, зоолог Эран Левин. Проблема для людей и многих других животных, конечно, заключается в том, что это вещество взаимодействует с мозгом и органами, вызывая поведенческие и физические последствия. Но когда шершням предоставили материалы для строительства гнезда, они выполняли строительные работы так же эффективно, как и те, которых кормили сахаром. Когда они сталкивались с захватчиком, они не медлили с отправкой привычных «отстаньте» сигналов. Более того, шершни, которых кормили 80% этанолом, жили свою обычную продолжительность жизни — несколько недель, в то время как их медоносные собратья умирали в течение 24 часов. Однако шершни не проявляли предпочтения между сахаром и этанолом, когда им предлагали выбор. «Если этанол более питателен и не имеет плохих эффектов, разве они не должны хотеть его больше? Может быть, они не могут его почувствовать», — предполагает Бушебти.

Чтобы разгадать секрет такого метаболического мастерства, соавтор исследования, зоолог Доротея Хушон, начала поиск генетических признаков. Она обнаружила, что у шершней есть несколько копий гена, отвечающего за фермент, разлагающий алкоголь — возможно, это приспособление, связанное с их взаимодействием с дрожжами.

Биолог из Университета Рочестера Джеймс Фрай говорит, что метаболизм этанола у шершней рассказывает «интересную эволюционную историю». Но он предупреждает, что методы исследования слишком сильно отличаются от других исследований, чтобы проводить прямое сравнение устойчивости к этанолу между видами.

Роберт Дадли, специалист по полётам насекомых из Калифорнийского университета в Беркли, отмечает, что шершни никогда не сталкиваются с такими высокими концентрациями этанола в природе. Бушебти утверждает, что исследователи «ставили задачу найти максимальный предел, и мы все ещё не нашли его».

Дальше планируется изучение экспрессии генов при потреблении этанола и поиск закономерностей среди животных, известных своей тягой к алкоголю (например, некоторых жуков и летучих мышей). Дадли согласен: «Очевидно, необходим более широкий обзор социальных перепончатокрылых и насекомых». — Рэйчел Берковиц

Источник: Сьюзен Косьер, журнал Scientific American № 332, январь 2025.

Предыдущая статья:
Хранение ДНК в стиле «Парка юрского периода».

Следующая статья:
Змеиный каннибализм.