Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Allomerus decemarticulatus
Allomerus decemarticulatus casent0178477 профиль 1.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство:Animalia
Тип:Членистоногие
Учебный класс:Насекомое
Заказ:Перепончатокрылые
Семья:Formicidae
Подсемейство:Myrmicinae
Род:Алломерус
Разновидность:
A. decemarticulatus
Биномиальное имя
Allomerus decemarticulatus
Майр , 1878 г.

Allomerus decemarticulatus - амазонский вид муравьев, обитающий в тропиках Южной Америки . [1] Этот вид наиболее известен сложным и экстремальным хищническим поведением рабочих, которое предполагает симбиоз как с растениями, так и с грибами . [2] Они живут в листовых карманах одного из видов растений-хозяев, Hirtella Physophora . Эти листовые карманы представляют собой участки внутри растения между листьями и стеблем.. Каждая колония, насчитывающая около 1200 рабочих, обитает на одном дереве; однако муравьи рассредоточены среди листовых карманов, обычно по 40 рабочих на карман. Их рацион в основном состоит из крупных насекомых, которые ловятся на растении, но они также едят некоторые виды пищевых тел, производимых растением, а также его нектар . Они могут поймать свою добычу , которая намного больше, чем они сами, построив платформу, которая действует как ловушка для ничего не подозревающей добычи. Муравьи прячутся в ловушке и нападают, когда на нее попадает какое-либо насекомое . Этот прием является примером хищничества из засады . [2]

Физические характеристики [ править ]

Длина рабочего около 2 мм, ширина головы и длина около 0,6 мм. Королева приблизительно вдвое превышает размер, с шириной головки 1,05 мм, длина от головки .98 мм и общей длиной 5,53 мм. У рабочих 10-члениковые усики, откуда они и получили свое название. У них также густая шерсть с длинными волосами на голове (более 0,13 мм) и более короткими на животе (менее 0,07 мм). У них коричневато-желтые тела и беловатые волосы. [1]

Среда обитания [ править ]

A. decemarticulatus - неотропический вид, обитающий в тропиках Амазонки в Южной Америке. Вид обитает в H. Physophora , ареал которого ограничен Бразилией и Французской Гвианой. [3] Они живут и охотятся на H. Physophora , живя в мешочках с листьями и патрулируя стебель растения в поисках добычи. [4]

Растительный мутуализм [ править ]

Отношения между A. decemarticulatus и H. Physophora очень специфичны. H. Physophora - небольшое дерево в тропических лесах Амазонки, которое находится в подлеске . [2] Это также пример мирмекофиты , потому что она содержит ant- Domatia , лист мешочки и полые камеры , где муравьи гнезда постоянно. Эти листовые мешочки возникают, когда край листа, прилегающий к черешку,кудри под. В результате получаются две полые сферы по обе стороны от стебля листа. В этих доматиях живут муравьи. На каждое дерево приходится только одна колония, но эта колония делится на множество разных доматов. В пакетиках с листьями также расположены внефлочные нектарники , которые обеспечивают муравьев нектаром, производимым растением, а также некоторые пищевые тела, которые обеспечивают муравьев дополнительным питанием по мере их созревания, чтобы стать собирателями и хищниками насекомых. Это первый известный случай, когда экстрафлоровые нектарники наблюдаются внутри antdomatia. [4]

Пока что это похоже на простое паразитирование муравьев, как будто они просто используют растение для еды и укрытия. Однако растение также сильно выигрывает от этих отношений. С помощью своих ловушек и хищников муравьи защищают растение от других насекомых и растений-паразитов. Любое насекомое, которое может убить или съесть растение, быстро захватывается и убивается муравьями, что также приносит им пользу. [2] [3] [4]

Специализированные структуры растения демонстрируют очень интересную совместную эволюцию и симбиоз между этими двумя видами. Недавнее исследование, проведенное Céline Leroy et al. (2008) выявили многие характеристики, которые растение адаптировало для содержания муравьев. Во-первых, доматы располагаются рядом со стеблями, которые муравьи используют для охоты. Во-вторых, они содержат нектарники и пищевые тела для муравьев, если у них нет других источников пищи. В-третьих, в доматии меньше хлоропластов , а это означает, что она имеет более низкую фотосинтетическую способность. В-четвертых, устьица были обнаружены внутри доматии, хотя и с меньшей плотностью, возможно, для улавливания углекислого газа от муравьевдыхание происходит внутри. Наконец, в доматиях было обнаружено больше отложений целлюлозы , что привело бы к более толстой клеточной стенке и более жесткой поверхности, способной выдержать вес муравьев. Эти данные показывают, что области, которым суждено стать доматией, передаются по наследству и являются результатом совместной эволюции; они были созданы исключительно для поддержки этого конкретного вида муравьев. [4]

Грибковый симбиоз [ править ]

Есть много разных видов грибов, которые растут рядом с доматией, где живут муравьи. Фактически, когда королева-основательница впервые начинает откладывать яйца в доматии новой H. Physophora , гифы нескольких различных видов грибов полностью закрывают вход в доматию. Когда рабочие муравьи созревают, им фактически приходится прокладывать себе путь через грибковый покров, чтобы выбраться за пределы растения. Однако, что еще более примечательно, из всех этих видов грибов A. decemarticulatus выращивает только один конкретный вид. Этот гриб представляет собой покрытую сажей плесень, которая, согласно одному исследованию Марио X. Руис-Гонсалес и соавт. (2010), характеризуется близкородственными гаплотипами.(генетические маркеры) в отряде Chaetothyriales . Муравьи используют эту форму для создания своих ловушек. [5]

Еще одно заслуживающее внимания наблюдение состоит в том, что, в отличие от типичных взаимоотношений между муравьями и грибами, эти муравьи не получают питания от грибов. Они строго манипулируют физиологией гриба, чтобы построить ступу для ловушки, способной поймать гораздо более крупную добычу. [5]

Изготовление ловушек [ править ]

Изготовление этой ловушки само по себе является невероятным делом. Рабочие сооружают ловушки на стеблях растения, в основном делая приподнятую и полую платформу на одной секции стебля. Сама конструкция просто выглядит как часть растения, будто немного выросла в ширину. Муравьи также проделают в этой платформе небольшие отверстия, которые немного шире их собственного тела. Отдельные рабочие будут прятаться в этих отверстиях под поверхностью, невидимые для своей добычи снаружи. Они выставляют головы наружу от растения с открытыми челюстями в ожидании добычи. [2] [3]

Фактическое изготовление ловушки происходит путем первой обрезки волосков растений ( трихом ) на узком вертикальном участке стебля за пределами доматии. Затем муравьи расставят эти волоски, чтобы очертить структуру ловушки, и извергнут плесень, которая действует как паста и удерживает трихомы вместе. Они используют свои грибковые связи, чтобы собрать эту плесень, собирая мицелий с грибка, выросшего на растении. Эта форма будет продолжать расти между трихомами и вокруг отверстий, заполняя и укрепляя структуру. [2] [5]

Хищное поведение [ править ]

Обычно на стебле растения встречается небольшое количество муравьев. На каждый лист приходится около 40 рабочих, но, как правило, лишь немногие будут патрулировать снаружи. Как только насекомое приземлится на растение, ближайший муравей немедленно всплывет на поверхность и схватится за ногу , антенну , крыло или какой-либо другой придаток жертвы. Этот муравей будет тянуть добычу, которая попытается убежать, потянув в противоположном направлении. Однако муравей редко отпускает хватку. Муравей обездвиживает добычу и, проявляя невероятную силу, будет удерживать гораздо более крупную добычу для растения, когда все больше муравьев прибудет из этой области. Эта способность удерживать добычу чрезвычайно важна, потому что муравьи движутся и собираются довольно медленно. [2]

После того, как первый муравей обездвиживает добычу, он выпускает феромоны, чтобы позвать других муравьев в эту область. Первые несколько появившихся муравьев схватят разные ноги и потянут в противоположных направлениях, «раскидывая» добычу. [2] Это в основном идентично средневековой тактике пыток " рэковой пыткой".". От шести до 16 муравьев будут участвовать в этом расправе. Когда жертва лежит неподвижно и беспомощно, рабочие муравьи собираются вместе и либо помогают удержать добычу, если это необходимо, либо начинают ее кусать. при этом они используют производимый яд, чтобы парализовать и убить добычу. После этого группа рабочих отнесет тело обратно в колонию, где оно расчленяется и разрезается на мелкие кусочки, чтобы их съесть. [ 2]

Это удивительно ужасное хищное поведение - отличный пример сотрудничества между одиночным и кооперативным хищничеством. Первый муравей первоначально будет действовать в одиночку в своем хищничестве, но после этого другие муравьи присоединятся к охоте, а еще один вернется на доматию, чтобы набрать еще больше муравьев, чтобы помочь удержать и в конечном итоге расчленить добычу. Это также демонстрирует, насколько эффективнее может быть группа людей, чем индивидуум, работающий в одиночку. Ни один муравей никогда не сможет убить такую ​​большую добычу; они могут сделать это только путем общения и сотрудничества. [2]

Это хищное поведение очень эффективно против относительно большой добычи, которую потребляют муравьи. Дежан и другие исследователи (2001) проверили пределы его эффективности, подвергнув муравьев воздействию термитов и кузнечиков , которые примерно в 40 и 142,2 раза больше, чем рабочие муравьи, соответственно. Итак, единственный Allomerus decemarticulatusРабочий, сдерживающий кузнечика, примерно равен 175-фунтовому человеку, держащему в руках сопротивляющийся 25000-фунтовый объект, который активно пытается убежать. Когда термитов обнажили, каждого схватили муравьи; никто не ушел. Однако у кузнечиков все были схвачены по крайней мере за одну ногу, но из 20 представленных пятерых были схвачены полностью, 12 сбежали, но потеряли ногу, за которую цеплялся рабочий, а семь прыгнули. [2]

Любая добыча, которая имеет способность прыгать или улетать, всегда будет более эффективно убегать, чем нелетающие насекомые, такие как термиты. Однако во многих случаях те, кто все же убегает, все равно теряют ногу или другой придаток, как 60% кузнечиков в этом эксперименте. Поскольку добыча намного больше, чем муравьи, даже просто получить этот придаток в качестве источника пищи - это победа. Например, задняя лапа кузнечика все еще примерно в 12,4 раза больше одного муравья и сама по себе является большим ресурсом. [2]

Другие взаимодействия с животными [ править ]

Если множественные отношения A. decemarticulatus не были достаточно сложными, они также обычно взаимодействуют с клопом-убийцей, Zelus annulosus , который часто обитает на растениях H. Physophora . Тем не менее, эти насекомые имеют адаптированные физиологические и поведенческие характеристики, которые позволяют им избегать хищничества A. decemarticulatus , сохраняя при этом мутуалистические отношения с растением. [6]

Подобно муравьям, Z. annulosus обычно живет на молодых особях H. Physophora , у которых самки откладывают яйца на стебель. Когда они начнут развиваться, молодые клопы будут жить среди трихом стебля и охотиться на листьях растения. Отношения между жуком-убийцей и растением действуют независимо от отношений между муравьями и растением. Однако одно различие между этими двумя отношениями заключается в том, что жуки-убийцы не получают пищи от растений, как это делают муравьи. [6]

Z. annulosus в основном приспособился жить и охотиться вокруг A. decemarticulatus . Виды клопов-убийц используют это конкретное растение для выращивания нимф, потому что трихомы растения отпугивают более крупные виды муравьев, которые могут убить молодых развивающихся клопов. Кроме того, клопы выделяют липкое вещество, которое позволяет им ходить по этим трихомам, избегая ловушек A. decemarticulatus . Итак, во взаимоотношениях Z. annulosus и H. Physophora, клоп получает укрытие от потенциальных крупных муравьев-хищников, а растение получило вторую линию защиты от травоядных. Жук-убийца также мирно сожительствует на растении с муравьями. Они охотятся в аналогичных местах на растении, но предполагается, что жуки-убийцы активно избегают любых муравьев, потому что они намного быстрее, чем муравьи. [6]

Актуальность для социобиологии [ править ]

Просто наблюдая за стеблем одной особи H. Physophora , мы видим сложные взаимодействия между четырьмя разными видами: муравьем, растением, грибком и насекомым-убийцей, а также всей добычей, которая приземляется на растение. Растение дает хищникам немного собственных ресурсов, но при этом получает две формы защиты от травоядных и паразитических растений. Для растения эта защита стоит гораздо больше, чем потеря некоторого количества пищи. Растение максимизировало свою пригодность, установив два отдельных и независимых отношения, которые не очень дороги, но очень полезны. Насекомые также получают выгоду, учитывая безопасную среду обитания и постоянный корм для других насекомых, которые приземляются на добычу. В перспективе A. decemarticulatus, они не отдают активно свои ресурсы растению или жучку-убийце. Они просто живут среди них, используют свои ресурсы и охотятся.

Что касается хищного поведения A. decemarticulatus , подобное поведение наблюдалось и у других видов муравьев, таких как симбиоз с растениями (как у Pseudomyrmex ferruginea ), [7] выращивание грибов (как у муравьев-листорезов ), [8] и подкрадываться и устраивать засаду на более крупную добычу (как у Azteca andreae , другого вида, изученного Дежаном). [9] Однако, что наиболее примечательно, Allomerus decemarticulatus, кажется, включает в себя каждое из этих продвинутых поведений, чтобы создать мощный инструмент для обмана впечатляюще крупной добычи.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Фернандес, Ф. (2007). «Род муравьев-мирмицинов Allomerus Mayr (Hymenoptera: Formicidae)» . Калдасия . 29 (1): 159–175.
  2. ^ a b c d e f g h i j k l Dejean, A .; Солано, П.Дж.; Belin-Depoux, M .; Cerdan, P .; Корбара, Б. (2001). «Хищное поведение патрулирующих рабочих Allomerus decemarticulatus (Formicidae: Myrmicinae) на их заводе-хозяине». Социобиология . 37 : 571–578.
  3. ^ a b c Grangier, J .; Dejean, A .; Malé, P .; Оривель, Дж. (2008). «Косвенная защита в высокоспецифичном мутуализме муравьев». Naturwissenschaften . 95 (10): 909–916. DOI : 10.1007 / s00114-008-0398-4 . PMID 18496661 . 
  4. ^ a b c d Leroy, C .; Jauneau, A .; Quilichini, A .; Dejean, A .; Оривель, Дж. (2008). «Сравнение анатомического и морфологического строения листовых пластинок и листовой доматии у муравьиного растения Hirtella Physophora (Chrysobalanaceae)» . Летопись ботаники . 101 (4): 501–507. DOI : 10.1093 / Aob / mcm323 . PMC 2710197 . PMID 18222908 .  .
  5. ^ a b c Руис-Гонсалес, М .; Мале, PG; Leroy, C .; Dejean, A .; Gryta, H .; Jargeat, P .; Quilichini, A .; Оривель, Дж. (2010). «Специфическая, не связанная с питанием ассоциация между грибком аскомицетом и растительными муравьями Allomerus » . Письма о биологии . 7 (3): 475–479. DOI : 10.1098 / RSBL.2010.0920 . PMC 3097849 . PMID 21084334 .  
  6. ^ a b c Ревель, М .; Dejean, A .; Céréghino, R .; Ру, О. (2010). «Убийца среди хищников: отношения между растительными муравьями, их хозяевами Myrmecophytes и Reduviidae Zelus annulosus » . PLoS ONE . 5 (10): e13110. DOI : 10.1371 / journal.pone.0013110 . PMC 2948506 . PMID 20957040 .  
  7. ^ Джанзен, DH. (1967). «Взаимодействие акации бычьей ( Acacia cornigera L.) с обитателем муравья ( Pseudomyrmex ferruginea F. Smith) в Восточной Мексике». Бюллетень науки Канзасского университета . 47 : 315–558. OCLC 9363167 . 
  8. ^ Спейт, Мартин Р .; Ватт, Аллан Д.; Хантер, Марк Д. (1999). Экология насекомых . Blackwell Science. п. 156. ISBN. 978-0-86542-745-7.
  9. ^ Дежан, Ален; Леруа, Селин; Корбара, Бруно; Ру, Оливье; Céréghino, Régis; Оривель, Жером; Буле, Рафаэль (2010). «Древесные муравьи используют« принцип липучки »для захвата очень крупной добычи» . PLoS ONE . 5 (6): e11331. DOI : 10.1371 / journal.pone.0011331 . PMC 2892516 . PMID 20593032 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • YouTube видео
  • "Род мирмициновых муравьев Allomerus Mayr (Hymenoptera: Formicidae)" Статья
  • «Стойки для пыток» - первые известные ловушки, сделанные муравьями - статья в National Geographic