Поведение муравьев выходит за рамки колонии и муравейника. Поскольку существует так много видов, муравьиные обладают уникальными адаптациями к каждой среде и силе отбора.
Муравьи - семейство насекомых (Formicidae), которое вместе с пчелами и осами составляет отряд перепончатокрылых (Hymenoptera). На сегодняшний день зарегистрировано более 22 000 видов, из которых 13 800 описаны, и, по оценкам, они составляют до 25% наземной биомассы животного происхождения. Хотите узнать больше о поведении муравьев?
Эти беспозвоночные выделяются своей необычной эусоциальностью и образованием сверхорганизмов, то есть способны создавать сложные структуры, выходящие далеко за пределы суммы каждого из их членов. Перепончатокрылые, безусловно, представляют собой увлекательную эволюционную стратегию, и нам еще многое предстоит о них узнать.
Характеристики муравьев
Муравьи являются перепончатокрылыми,но они также принадлежат к классу Insecta. Как насекомые, они имеют ряд признаков, общих с кузнечиками, жуками, богомолами и другими, такими как тело разделено на голову, грудную клетку и брюшко, 6 конечностей и наличие очень заметных головных антенн.
Как и у других насекомых, у муравьев есть экзоскелет, защищающий их от окружающей среды, в данном случае состоящий из эпикутикулы и хитиновой прокутикулы. Кроме того, следует отметить, что у них нет легких и дыхательных путей, но кислород поступает в их тело через экзоскелет через поры, называемые дыхальцами.
На головном уровнеэти беспозвоночные высокоразвиты. У них есть пара латеральных сложных глаз, 3 глазка на макушке, которые определяют уровень освещенности и поляризацию - и пара антенн, способных регистрировать химические вещества, воздушные потоки и вибрации. Как мы увидим в следующих строках, они необходимы для общения.
Грудная клетка или мезосома содержит 6 двигательных конечностей и крылья, присутствующие у самок и самцов во время размножения. С другой стороны, брюшко или метасома защищает все жизненно важные органы животного, включая репродуктивную, дыхательную и выделительную системы. Интересно, что некоторые виды имеют видоизмененные репродуктивные органы, такие как жала.
Каждый вид муравьев имеет свои особенности, но все они следуют общему общему плану тела.
Поведение муравья
Как мы уже говорили,в мире зарегистрировано более 22 000 видов муравьев. Установление общих черт в таком большом таксоне является сложной задачей, но существование предков Общие черты и эволюционная конвергенция сделали некоторые черты применимыми почти ко всем муравьиным. Вот несколько примеров:
- Поведение муравьев определяется механизмами родственного отбора.
- Происходит конкуренция между особями одного вида и популяции, между популяциями (колониями) и между видами.
- Колонии делятся на касты, как правило, рабочие, солдаты, королевы и мужчины.
- Породы были сформированы в результате естественного отбора,чтобы максимизировать биологическую приспособленность всей колонии, а не отдельных особей.
Помимо динамики колоний, муравьи часто имеют обязательные отношения с определенными видами растений и беспозвоночных. Они необходимы для поддержания биогеохимических циклов в почве, являются отличным источником белка для различных видов ииграют несравненную роль в распространении семян,среди прочего.
Далее мы рассмотрим некоторые особенности поведения муравьев. От родственного отбора до эусоциальности, они не оставят вас равнодушными.
Касты в муравейнике
Вообще утверждается, что муравьи делят свои колонии на касты, хотя у некоторых видов эта грань становится несколько размытой. В любом случае в муравейнике можно указать следующие общественные организации:
- Королева: - столп колонии, «сердце» и «мозг» одновременно. Когда матка размножается с крылатым самцом, она закапывается и начинает откладывать яйца, которые будут соответствовать будущим рабочим. Муравьиная матка может жить до 30 лет, в зависимости от вида. Он диплоидный (2n), проще говоря, имеет полную «генетическую картину».
- Рабочий: Рабочие - это «руки» колонии. Обычно они живут от 1 до 3 лет и выполняют все задания муравейника, от строительства галерей до поиска пищи. Согласно исследованиям, дифференциация от рабочих до маток может зависеть от потребления пищи на личиночной стадии. Они также диплоидны (2n).
- Самец: Самцы представляют собой семенные мешочки с ножками, поскольку их единственная цель - размножаться и умирать. Следует отметить, что они являются гаплоидными (n) живыми существами, а это означает, что они имеют половину генетической информации самок и рабочих - единый набор хромосом-.
В любом случае,это правило выполняется не у всех муравьев. Для некоторых видов характерны представления организаций, в которых все рабочие потенциально репродуктивны, но один из них выбирается или группа выше остальных благодаря механизмам доминирования (Gamergate). Отличным примером этого является Diacamma rugosum.
Муравьи и родственный отбор
Проще говоря, родственный отбор или родственный отбор пытается объяснить «альтруизм» в животном мире, то есть, почему существуют живые существа, которые помогают своим сородичам, даже если это требует значительных для них затрат энергии. Этот постулат основан на уравнении Гамильтона:
rB > C
(r) представляет собой генетическую взаимосвязь между обоими компонентами динамики: (B) выгодой, полученной человеком, осуществляющим альтруистическое поведение, и (C) репродуктивными издержками, которые влечет за собой поведение, чтобы помочь благодетелю. Иными словами, чем больше родство между животными (r),, тем больше вероятность того, что особь в колонии поможет своему родственнику или «начальнику».
Эта теория применима и к перепончатокрылым, особенно к муравьям. Рабочие «отрицают» свою репродуктивную способность в пользу способности матки, так как она возникает «по учёту» на эволюционном уровне, так как все они очень близкие родственники. В этой стратегии предпочтение отдается распространению общих генов между поколениями, а не индивидуальному воспроизведению.
Несмотря на интерес этих теорий, не все поведение муравьев можно объяснить родственным отбором. Сегодня многие профессионалы обсуждают приложения.
Поведение муравьев как общительных и кооперативных существ
Будь то благодаря родственному отбору или другим механизмам,муравьи являются ярким примером эусоциальности, доведенной до крайности. В этих неразделимых сообществах взрослые принадлежат к 2 или более перекрывающимся поколениям, совместно заботятся о своем потомстве, и подавляющее большинство членов не способны к размножению (рабочие).
В этих колониях естественный отбор действует не на особь, а на всю популяцию, поэтому все члены экстремально кооперируются между собой. По этой причине, если нарушается иерархия или социальная структура, рушится весь муравейник. Другими словами, если королева умирает, рабочие умирают вместе с ней - за исключением ранее упомянутых Геймергейтов-.
В муравейнике жизнь рабочего не актуальна. Его без проблем приносят в жертву, если он спасает личинок или матку.
Муравьи как суперорганизмы
Как мы уже говорили ранее, каждый муравейник представляет собой сложный организм, предполагающий нечто «выходящее за» сумму всех его частей. Все суперорганизмы имеют следующие характеристики:
- Компоненты колонии живут в общей структуре (муравейник или гнездо), обеспечивающей защиту королеве и личинкам и позволяющей добывать пищу. Температура и влажность гнезд уникальны для каждого вида, и ее компоненты могут ее модулировать.
- Королева или мать - это «сердце» и «мозг» сверхорганизма. Он может жить в 100 раз дольше, чем ожидалось, учитывая его размер и морфологию.
- Члены колонии делятся задачами. Одни заботятся о личинках, другие охотятся, третьи строят галереи и поддерживают чистоту в муравейнике.
Все эти сложные взаимодействия приносят ряд непостижимых преимуществ. Муравьи производят большее количество потомства, чем среднее насекомое, они живут гораздо дольше как биологическая единица испособны сохранять некоторую независимость от внешней среды.
Ярким примером такой унитарной сложности является вид Myrmecocystus mexicanus. В этих муравейниках избранная группа рабочих питается и наполняет свой желудок - луковичную часть метасомы - до физиологических пределов. Затем они свисают с потолка клетки в муравейнике, становясь неподвижными и выступая в роли живых запасов пищи.
Связь
Муравьи-собиратели перемещаются на расстояние до 200 метров от гнезда. Благодаря своим антеннам они способны обнаруживать феромоны, испускаемые другими членами колонии, и таким образом благополучно возвращаются в свой населенный пункт. Эти тропы также полезны для обозначения источников пищи,опасностей, других колоний и многого другого.
Кроме того, некоторые дневные виды из засушливых сред, такие как Cataglyphis bicolor, способны ориентироваться по-разному. Как показывают исследования, этот вид представляет собой своего рода «шагомер», и рабочие считают шаги, пройденные ими от муравейника до определенного пункта назначения. Они также берут в качестве ориентира объекты в окружающей среде и положение Солнца.
Пищевое поведение муравьев
Вообще, у муравья обычно возникает представление о том, что он собирает семена и мелкий мусор, чтобы прокормить себя, но не все муравьи следуют этой стратегии. Некоторые виды питаются грибами, которые они выращивают в своих муравейниках (Acromyrmex), адругие являются практически плотоядными животными (среди прочих Odontomachus, Harpegnathos и Myrmecia).
Ярчайшим примером хищнической стратегии являются челюсти-ловушки, особенно принадлежащие к роду Odontomachus. Эта группа имеет вторые по скорости хищные придатки в животном мире, поскольку они способны смыкать челюсти в среднем за 130 микросекунд, как показывают исследования. В сочетании с их жалом, способным выделять токсины, это превращает их в машины для убийства.
Наконец, нельзя забывать о муравьях рода Myrmecia, также известных как муравьи-быки в районе их распространения (Австралия). 93 вида, включенные в этот таксон, выделяются своими мощными челюстями, отличным зрением и сильнодействующими токсинами. Хотя они не смертельны для человека, были зарегистрированысмерти от анафилактического шока.
Большинство видов муравьев являются падальщиками, универсальными хищниками или травоядными животными. Однако некоторые из них разработали очень специализированные стратегии кормления.
Заключительные заметки о поведении муравьев
Как вы могли заметить, мир муравьев выходит далеко за рамки пикника весной или летом. Некоторые муравьи живут на деревьях, и их личинки образуют настоящие соты из паутины (Polyrhachis divers), другие выращивают грибы, которыми они питаются (Atta и Acromyrmex), а третьи неустанно охотятся на крупную добычу (Myrmecia).
Если нам что-то и стало ясно после прочтения этих строк, так это то, что муравьи могут многому нас научить в плане эволюции и сложных обществ. Без сомнения, они являются живым примером того, что сила в единстве.