Личинки одиночних риючих ос виявилися канібалами. Якщо оса-мати запасла в гнізді занадто мало видобутку або відклала занадто багато яєць, її діти починають поїдати братів і сестер. В результаті чисельність виводка зменшується приблизно наполовину, що дозволяє впоратися з браком корму. Результати дослідження опубліковані в статті для журналу.
Деякі тварини виробляють більше потомства, ніж можуть прогодувати. Вирішити цю проблему дозволяє механізм, відомий як скорочення виводка. Наприклад, батьки можуть з'їсти частину яєць або дитинчат (докладніше про такі випадки читайте в нашому матеріалі «Зжувати і не переживати»). В інших випадках молоді особи жорстко конкурують між собою, в результаті чого найслабші з них гинуть від голоду - або ж їх вбивають брати і сестри. Крім того, іноді старші дитинчата з'їдають молодших сиблінгів. Таке відбувається, зокрема, у сов в роки, коли видобутку мало. Подібні приклади відомі у амфібій і комах.
Личинки одиночних бджіл і ос з одного гнізда рідко конкурують між собою (в даному випадку мова йде про представників групи жалючих (Aculeata); серед личинок наїзників, яких також іноді називають осами, конкуренція і канібалізм - нерідке явище). Причина в тому, що кожна личинка зазвичай розвивається в індивідуальній комірці з особистим запасом корму. Крім того, вік всіх молодих особин в гнізді приблизно однаковий, так що ні в однієї з них немає можливості вибратися з яйця раніше і з'їсти братів і сестер. Канібалізм у личинок цих комах спостерігається лише в рідкісних випадках, коли стінки індивідуальних осередків руйнуються і сусіди стикаються обличчям до обличчя.
Однак одиночна оса, представниця сімейства риючих ос (Sphecidae), не підкоряється цьому правилу. Самиці цих комах будують гніздо, в якому немає індивідуальних осередків, наповнюють його здобиччю і відкладають всередину до одинадцяти яєць. В середньому в одному гнізді знаходиться 5,4 яйця і 37,1-42,3 жертви. Всі личинки з одного гнізда розвиваються в загальному просторі. При цьому в кожному гнізді є молоді особи лише однієї статі - або тільки самці, або тільки самки.
Колись вчені припускали, що личинки мирно співіснують в гнізді, а зазначені випадки передбачуваного канібалізму у цих ос розглядалися як рідкісна аномалія. Однак у міру того, як свідчень такої поведінки з'являлося все більше, фахівці змінили думку і стали допускати, що личинки регулярно поїдають один одного. Втім, систематично дане питання не вивчалося.
Японські ентомологи Юї Імасакі (Yui Imasaki) і Томоджі Ендо (Tomoji Endo) з Коледжу Кобе вирішили більше дізнатися про взаємини личинок. У 2010-2015 роках дослідники приманювали самиць цих комах за допомогою пасток з порожніх бамбукових стеблів. Автори чекали, коли оса побудує всередині стебля гніздо, заповнить його здобиччю, відкладе всередину яйця і запечатає затором. Потім вони збирали гнізда на різних стадіях розвитку, підраховували, скільки в них яєць і личинок, а також по можливості визначали стать потомства.
В цілому Імасакі та Ендо зібрали 495 гнізд, в 318 з яких знаходилося потомство на різних стадіях розвитку і корм для нього. У кожній кладці в середньому знаходилося 9,2 яйця, проте середня кількість окуклих личинок у гніздах склала 4,2. Таким чином, за час розвитку яєць і личинок чисельність виводка скорочувалася на 54 відсотки, що може вказувати на канібалізм личинок. Найсильніше вона знижувалася на ранніх і пізніх етапах.
У 69 випадках дослідники оцінили масу видобутку в гніздах. У середньому в одному гнізді було 3,09 грама корму для личинок. При цьому оси-матері постачали майбутніх самиць трохи краще, ніж самців: першим вони в середньому залишали по 3,91 грама видобутку, а другим - по 2,97 грама. Втім, ця відмінність виявилася статистично недостовірною (p = 0,06). Виявити будь-який зв'язок між розміром кладки і кількістю запасеного видобутку автори не змогли. У теорії осе-матері слід було б запасати стільки видобутку, скільки потрібно всьому виводку (або, навпаки, відкладати стільки яєць, скільки личинок зможе вирости за рахунок запасеного видобутку), проте вона не може заздалегідь передбачити, скільки жертв і якого розміру їй вдасться зловити.
Щоб підтвердити, що личинки дійсно поїдають один одного, Імасакі і Ендо виростили 39 виводків цих комах в лабораторії. Вивчивши вміст гнізд, в яких розвивалися ці виводки, дослідники повертали яйця, личинок і їх корм назад у бамбуковий стебель, запечатували його і поміщали в пластиковий контейнер, Кількість вцілілих особин підраховували на стадії лялечок та імаго.
Спочатку в 39 висновках налічувалося 265 личинок. Однак до окукливання дожили лише 156 з них, що відповідає 58,9 відсотка. Дорослі особини вийшли зі 101 кокона. У 30 гніздах чисельність виводка впала на стадії личинок, а в 23 - на стадії окукливання. Проаналізувавши ці дані, Імасакі і Ендо прийшли до висновку, що маса запасеного корму позитивно впливає на виживаність личинок до окукливання, а початкова чисельність виводка - негативно (p = 0,05 і p = 0,005 відповідно). Іншими словами, найбільше юних ос доживає до стадії лялечки в гніздах, де багато видобутку і мало личинок, а найменше - там, де видобутку мало, а личинок багато. У той же час жоден з цих факторів не впливав на те, з якого відсотка коконів вийдуть імаго. Дані закономірності узгоджуються з ідеєю про те, що, брак корму підштовхує личинок до канібалізму.
На фінальному етапі Імасакі і Ендо виростили дев'ятнадцять виводків поза гніздом, у пластикових контейнерах (у кожному виводці було від трьох до дев'яти личинок, всього 84). Кожні п'ять хвилин личинок фотографували. Це дозволило відобразити, як вони поїдають братів і сестер. Акти канібалізму були відзначені в 14 висновках, що відповідає 74 відсоткам. У цьому експерименті загинуло 54 відсотки личинок, причому 76 відсотків з них були з'їдені сиблінгами (причину загибелі ще десяти личинок встановити не вдалося, можливо, їх також з'їли брати і сестри). Автори зазначають, що іноді канібали були більшими за своїх жертв, проте нерідко один на одного нападали личинки приблизно рівного розміру.
Результати дослідження демонструють, що личинки регулярно поїдають братів і сестер. Як правило, таке відбувається, коли на одну личинку припадає занадто мало запасеного видобутку. Імасакі і Ендо вважають, що цей механізм дозволяє ефективно скорочувати чисельність виводка при дефіциті корму (і успішно справлятися з тим, що самка не може передбачити, скільки корму їй вдасться запасти). Якщо ж їжі достатньо, личинки цілком можуть уживатися мирно.
Раніше ми розповідали про те, як ентомологи спростували гіпотезу, що пояснює, навіщо центральноамериканські безжалі бджоли виробляють набагато більше маток, ніж потрібно колонії. Раніше передбачалося, що зайві самки залишають будинок, захоплюють місце маток в чужих колоніях і за рахунок соціального паразитизму поширюють в популяції генетичний матеріал рідної сім'ї. Однак виявилося, що представники даного виду не здатні проникати в колонії сородичів. Більш того, всупереч попереднім дослідженням, робочі особи не регулюють кастову приналежність личинок, щоб вивести побільше розмножуваних самок. Швидше за все, майбутня каста у даного виду закріплена генетично. Даний механізм породжує конфлікт між личинками, яким вигідно стати матками, і робочими особинами, які намагаються зберегти спільноту. Вирішується він дуже жорстоко: робітники просто вбивають більшу частину маток, що з'явилися на світ.