Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Formica polyctena
Formica polyctena 2.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство:Animalia
Тип:Членистоногие
Учебный класс:Насекомое
Заказ:Перепончатокрылые
Семья:Formicidae
Род:Formica
Разновидность:
F. polyctena
Биномиальное имя
Formica polyctena
Фёрстер , 1850 г.

Formica polyctena - это вид европейских красных древесных муравьев из рода Formica и большого семейства Formicidae . Вид был впервые описан на Arnold Фёрстером в 1850. Он встречается во многих европейских странах. Это эусоциальный вид с четко выраженной кастовой системой бесплодных рабочих и очень небольшой репродуктивной кастой. [1] У муравьев есть генетическая подсказка, которая позволяет им определять, какие другие муравьи являются членами их гнезда, а какие - чужеродными особями. [2] При столкновении с этими типами иностранных захватчиков F. polyctenaесть система активации сигнализации. Он может выделять феромоны, которые могут вызывать тревогу у других ближайших муравьев. [3]

Он встречается в Австрии , Бельгии , Болгарии , Чехии , Финляндии , Франции , Германии , Венгрии , Италии , Латвии , Литве , Люксембурге , Нидерландах , Норвегии , Польше , Румынии , России , Сербии и Черногории , Словакии , Испании , Швеции , Швейцария и Украина. [4]

Поведение [ править ]

Эусоциальность [ править ]

Formica polyctena, как и многие другие виды муравьев , ос и пчел , демонстрирует эусоциальную систему. Эусоциальные насекомые характеризуются совместным уходом за молодняком среди членов колонии, отдельными кастовыми системами, где некоторые особи размножаются, а большинство особей являются бесплодными помощниками, и перекрывающимися поколениями, поэтому мать, взрослое потомство и незрелое потомство живут одновременно. В эусоциальной колонии человеку присваивается специализированная каста до того, как он становится репродуктивно зрелым, что отличает его в поведении от других каст. [1] Красные древесные муравьи обладают всеми этими характеристиками: королевы и самцы составляют репродуктивную касту, а бесплодные рабочие самки помогают в уходе за выводком и поддержании колонии.

Бесплодие рабочих [ править ]

Рабочими в колониях муравьев обычно являются бесплодные самки, не способные к размножению. F. polyctena соответствует этой модели с почти полностью стерильными рабочими, которые не откладывают яйца. Это контрастирует с другими видами Formica , у которых есть рабочие, которые действительно размножаются, нарушая эусоциальную систему. F. polyctena’sвысокая доля бесплодия рабочих указывает на строгую облигатную полигинную структуру колонии, которая, скорее всего, допускает стабильную моноколониальность или кооперацию нескольких гнезд. Другими словами, у рабочих нет возможности нарушить строгую социальную сегрегацию воспроизводства путем воспроизводства самих себя. Таким образом, они поддерживают сотрудничество нескольких маток и нескольких гнезд, что может быть невыгодным для их генов, поскольку они действуют альтруистически по отношению к не-родственникам. [5]

Фуражиры [ править ]

В колониях F. polyctena , по-видимому, существует отдельная группа назначенных рабочих-добытчиков. Количество собирателей коррелирует с размером колонии. Собиратели также, как правило, трудятся старше. Однако, если собиратели потеряны или умирают, их могут заменить другие рабочие из гнезда, что указывает на некоторую гибкость в назначенных ролях в колонии. Эти рабочие-заменители имеют более короткую продолжительность жизни в качестве собирателей, что указывает на то, что с возрастом рабочих может произойти некоторое физиологическое развитие, которое позволяет им быть эффективными сборщиками. [6]

Распознавание сожителя [ править ]

Чтобы предотвратить дорогостоящий конфликт между товарищами по гнезду или невольно альтруистическое поведение по отношению к муравьям из чужого гнезда, отдельные муравьи должны различать своих собратьев по гнезду и иностранцев. Было продемонстрировано, что Formica polyctena использует генетически обусловленные сигналы как механизм распознавания сородичей. Поскольку F. polyctenaПодобно всем видам муравьев, живущим в колониях с высокой генетической родственностью, этот тип механизма может быть успешным при различении колоний. Бей, Нойман и Мориц провели исследование, в котором пары муравьев из разных гнезд представляли друг другу, чтобы узнать, борются ли они, терпят или избегают друг друга. Пары муравьев из одних и тех же гнезд были введены в качестве контроля. Также было измерено генетическое сходство между этими муравьями. Между антагонистическим поведением и генетическим несходством существовала сильная положительная корреляция. Таким образом, F. polyctenaМуравьи, скорее всего, узнают своих коллег по работе по некоему генетически произведенному сигналу. Популяции гнезд, находящиеся в непосредственной близости друг от друга, не обязательно демонстрировали чрезвычайно агрессивное или пассивное поведение по отношению друг к другу, что указывает на то, что близость гнезд не влияет на распознавание. Кроме того, расстояние между гнездами не коррелировало с генетическим сходством. [2] По сути, F. polyctena адаптировала некоторую форму генетически обусловленного сигнала, который позволяет сокамерникам отличать друг друга от чужеродных особей. Бей, Нойман и Мориц считают, что эти генетические сигналы действуют, чтобы держать колонии гнезд отдельно в однородной среде, которая не предлагает никаких других стратегий распознавания сородичей. [7]

Сигналы тревоги [ править ]

У Formica polyctena поведение тревоги может быть вызвано высвобождением феромонов. Когда муравьи сталкиваются с определенным феромоном, они подходят к источнику с широко открытыми челюстями, как будто сталкиваясь с угрозой. В частности, у F. polyctena эти химические сигналы тревоги вызывают реакцию не только внутри гнезда, но и на маршрутах поиска пищи. В частности, муравьиная кислота, распыляемая муравьями при нападении, может вызывать реакцию тревоги хищника у ближайших муравьев, собирая подкрепление для нападения на хищника. Таким образом, муравьиная кислота служит химическим оружием против хищников и сигналом тревоги для F. polyctena . [3]

Устойчивость к болезням [ править ]

Из-за близкого проживания особей в колонии F. polyctena болезни могут быстро распространяться, нанося значительный ущерб популяции колонии. Следовательно, F. polyctenaразработал ответные меры по борьбе с распространением болезней. Когда у отдельного муравья развивается иммунный ответ на какое-то заболевание, другие рабочие могут это почувствовать. Рабочие уменьшают обмен жидкости изо рта в рот и препятствуют перемещению инфицированного человека. Здоровые рабочие также увеличивают контакт с усиками и уход за инфицированным муравьем. Считается, что это либо удаляет из муравья патогены, которые могут вызвать такой иммунный ответ, либо действует как «социальная вакцинация». Обер и Ричард предложили эту модель социальной вакцинации, в которой они утверждают, что если товарищи по гнезду ухаживают за инфицированным муравьем, они будут подвергаться воздействию небольшого количества патогенов или молекул, которые могут вызвать иммунный ответ у здоровых людей. По сути,у здоровых людей развивается устойчивость к патогенам, переносимым инфицированным человеком, до того, как патогены смогут распространиться и заразить их.[8]

Войны и каннибализм [ править ]

F. polyctenaколонии ведут войны с соседними колониями. Во время войны любые мертвые муравьи съедаются колониями. Эти войны происходят, когда пищи не хватает, обычно в весенние месяцы, чтобы колонии могли эффективно прокормить новое поколение муравьев. Старые рабочие обычно участвуют в этих войнах из-за более низкой продолжительности жизни, чем молодые рабочие. Весенние войны позволяют колониям производить новые поколения, состоящие в основном из репродуктивных особей (маток и самцов), а не рабочих. Вместо этого редкие войны летом и осенью производят пищу для новых поколений рабочих. У этих молодых рабочих больше шансов пережить зиму, чем у старых рабочих, погибших на войнах. По сути, колонии перерабатывают свои пищевые ресурсы в форме рабочих. Старые рабочие умирают и съедаются, чтобы дать начало репродуктивным или новым рабочим.Даже если колония «проигрывает» войну и есть чистая потеря рабочих, война все равно дает пищу и, таким образом, приносит пользу колонии. Однако каннибализм не является эффективным источником пищи, если другие пищевые ресурсы не скудны, поскольку одному новому человеку требуется больше пищи, чем может обеспечить организм другого человека.[9]

Личинки-хищники [ править ]

Хакку и Хемерик изучали влияние распространения личинок киноварной моли ( Tyria jacobaeae ) на хищничество F. polyctena . Они обнаружили, что на земле муравьи больше охотятся на личинок, чем на растения. Муравьи также чаще охотились на личинок, которые были сосредоточены группами, а не на равномерно распределенных. Скорее всего, это связано с общением между муравьями: когда один рабочий обнаруживает пищу, например, группу личинок, он предупреждает своих коллег. [10]

Регулировка температуры гнезда [ править ]

Гнездо F. polyctena из Хорн-Бад-Майнберг , Германия

F. polyctena , наряду с другими социальными насекомыми, разработала стратегии по поддержанию стабильной температуры внутри гнезда, несмотря на колебания температуры снаружи. Влага в гнезде, солнечное излучение, тепло, выделяемое в результате метаболической деятельности рабочих, и микробная активность в материале гнезда - все это способствует терморегуляции гнезда. Стабильная температура особенно важна для скорости развития личинок и куколок в гнезде. [11] Кроме того, было высказано предположение, что конкретная конструкция F. polyctenaгнезда позволяет им иметь отличную теплоемкость, несмотря на их низкую плотность и материалы с низкой теплоемкостью. По сути, внешний слой гнезд состоит из хвои, сока и почек, которые поглощают большое количество солнечной радиации. Внутреннее ядро ​​гнезда состоит в основном из веток, которые действуют как термическая «губка», в которую отводится внешнее тепло. [12]

Сухие гнезда [ править ]

Влага в гнезде, солнечное излучение, тепло, выделяемое в результате метаболической деятельности рабочих, и микробная активность в материале гнезда - все это способствует терморегуляции гнезда. Сухая оголенная F. polyctenaГнезда имеют более высокую температуру вечером, но медленно теряют тепло в течение ночи. Это колебание связано с солнечным излучением, поглощаемым гнездом и рабочими в течение дня. Когда рабочие возвращаются вечером, у них высокая температура тела из-за кормления на солнце, что согревает внутренности гнезда. Сухие гнезда имеют низкую температуру внешней поверхности в ночное время, что указывает на то, что физический материал гнезда эффективно сохраняет большую часть тепла, полученного в течение дня. Кроме того, поскольку эти рабочие метаболизируются, они выделяют тепло в результате этого процесса и противодействуют потерям тепла из гнезда в ночное время. [13]

Влажные гнезда [ править ]

Во влажных затененных гнездах дневная температура меняется по сравнению с сухими гнездами из-за различных условий. По вечерам температура в гнезде понижается, а с наступлением ночи повышается. Солнечное излучение не приносит много тепла гнезду. Кроме того, материал гнезда не является эффективным изолятором, как сухой материал гнезда. Влажные гнезда имеют высокую температуру внешней поверхности в ночное время. Вместо этого они полагаются на другой любопытный механизм, чтобы согреть гнездо: микробная активность во влажном материале гнезда. Поскольку рабочие внутри гнезда в вечернее время повышают температуру окружающей среды, увеличивается активность микробов, которые нагревают гнездо. Действительно, микробная активность в материале гнезд намного выше, чем в окружающей лесной подстилке. В сухих гнездах микробная активность не наблюдается, поскольку микробам требуется вода.Однако, несмотря на такую ​​адаптацию, влажные гнезда в среднем имеют более низкую внутреннюю температуру, чем сухие.[14]

Сезонные колебания [ править ]

Температура гнезда Formica polyctena также меняется в зависимости от сезона. Весной наблюдается резкое увеличение теплопродукции материала гнезда, а затем более постепенное снижение осенью. Это соответствует активности муравьев в течение года. Возможно, что строительная деятельность муравьев способствует аэрации и обеспечивает оптимальные условия питания для микробной активности, увеличивая выработку тепла в гнезде намного больше, чем сами муравьи. [15]

Примечания [ править ]

  1. ^ a b Дэвис, стр. 363
  2. ^ a b Бей и др., стр. 56
  3. ^ a b Ф. Дамперт, стр. 67-68
  4. ^ Группа специалистов по социальным насекомым 1996
  5. ^ Хелантера и Сандстрем, стр. E19-E21
  6. ^ Крук-De Bruinдр., Стр. 468-469
  7. ^ Бей и др., Стр. 57
  8. ^ Обер и Ричард, стр. 835-837
  9. ^ Дриссен и др., Стр. 21 год
  10. ^ Haccou и Hemerik, стр. 763-764
  11. ^ Фруз, стр. 229
  12. ^ Масса плавучих растенийБелом Нилемешающаяи франки, стр. 61
  13. ^ Фруз, стр. 233-234
  14. ^ Фруз, стр. 234–235
  15. ^ Коенен-Стаб и др., Стр. 243

Ссылки [ править ]

  • Обер, А., Ф. Дж. Ричард. «Социальное управление LPS-индуцированным воспалением у муравьев Formica polyctena ». Мозг, поведение и иммунитет . Vol. 22 (2008).
  • Бей, М., П. Нойман и RFA Moritz. «Распознавание сородичей и генетический гештальт в кургане Ant Formica polyctena ». Insectes Sociaux . Том 44. (1997).
  • Коенен-Стасс, Дитер, Бернд Схаршмидт и Ингольф Лампрехт. «Распределение температуры и калориметрическое определение теплопродукции в гнезде древесного муравья Formica Polyctena (Hymenoptera, Formicidae)». Экология , Vol. 61, № 2 (апрель 1980 г.).
  • Дэвис, Н.Б., Кребс, младший, и Уэст, С.А. (2012). Введение в поведенческую экологию (4-е изд.). Оксфорд: Wiley-Blackwell.
  • Дриссен, Джерард Дж. Дж., Андре Т. Ван Раалте и Геррит Дж. Де Брюн. «Каннибализм у красных лесных муравьев Formica polyctena (Hymenoptera: formicidae)», Oecologia . Vol. 63. (1984).
  • Dumpert, K. Trans. К. Джонсон. Социальная биология муравьев. Маршфилд, Массачусетс: Pitman Publishing Limited, 1978.
  • Фроуз, Дж. «Влияние влаги в гнездах на суточный температурный режим в гнездах древесных муравьев Formica polyctena ». Insectes Sociaux . Vol. 47 (2000).
  • Haccou, P. and L. Hemerik. «Влияние расселения личинок киноварной моли ( Tyria jacobaeae ) на хищничество красного древесного муравья ( Formica polyctena ): анализ на основе модели пропорциональных опасностей». Журнал экологии животных , Vol. 54, № 3 (октябрь 1985 г.).
  • Хелантера, Хейкки и Лизелотта Сундстрём. «Рабочая репродукция муравьев Formica ». Американский натуралист , Vol. 170, № 1 (июль 2007 г.).
  • Крук-Де Брюин, Мартье, Люк С.М. Рост и Фонс Г.А.М. Драйзма. «Оценка количества муравьев-собирателей с помощью метода индекса Линкольна в зависимости от размера колонии Formica polyctena ». Журнал экологии животных , Vol. 46, № 2 (июнь 1977 г.).
  • Садд, Джон Х. и Найджел Р. Фрэнкс. (1987). Поведенческая экология муравьев. Нью-Йорк: Чепмен и Холл.
  • Группа специалистов по социальным насекомым 1996. Formica polyctena . Красный список МСОП 2006 г., находящихся под угрозой исчезновения. Загружено 31.07.2007.
  • Чеховский, Войцех; Рутковски, Томаш; Стефан, Войцех; Вепсяляйнен, Кари (29 августа 2016 г.). «Жизнь за пределами выживания: лесные муравьи, попавшие в гигантскую ловушку» . Журнал исследований перепончатокрылых (51): 227–239. DOI : 10,3897 / jhr.51.9096 .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с Formica polyctena на Викискладе?