Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с муравьев-листорезов )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Atta cephalotes , Зоопарк Вильгельмы , Штутгарт

Leafcutter муравьи , А не-родовое название , являются любые из 47 видов [1] листовых жевания муравьев , принадлежащих к двум родам Atta и Acromyrmex . Эти виды тропических , грибных растущих муравьев все эндемическим в Южной и Центральной Америке , Мексике и частях южной части Соединенных Штатов . [2] Муравьи-листорезы могут нести в двадцать раз больше своего тела [3]срезать и обрабатывать свежую растительность (листья, цветы и травы), чтобы она служила питательным субстратом для их грибных культур. [4]

Муравьи Acromyrmex и Atta имеют много общего анатомически; однако их можно отличить по внешним отличиям. Муравьи Атта имеют три пары шипов и гладкий экзоскелет на верхней поверхности грудной клетки , в то время как муравьи Acromyrmex имеют четыре пары и грубый экзоскелет. [5] Сам экзоскелет покрыт тонким слоем минерального покрытия, состоящего из ромбоэдрических кристаллов, созданных муравьями. [6]

Муравьи-листорезы, наряду с людьми, образуют самые большие и сложные сообщества животных на Земле. Через несколько лет центральная насыпь их подземных гнезд может вырасти до более 30 м (98 футов) в поперечнике, а меньшие излучающие курганы простираются до радиуса 80 м (260 футов), занимая от 30 до 600 м 2 ( От 320 до 6 460 квадратных футов) и содержит восемь миллионов особей. [2]

Жизненный цикл колонии муравьев-листорезов [ править ]

Размножение и основание колонии [ править ]

Atta colombica , королева с личинками и рабочими на субстрате

Крылатые самки и самцы массово покидают свои гнезда и участвуют в брачном полете, известном как revoada (порт.) Или vuelo nupcial (Span.). Каждая самка спаривается с несколькими самцами, чтобы собрать 300 миллионов сперматозоидов, необходимых для создания колонии . [7]

Оказавшись на земле, самка теряет крылья и ищет подходящее подземное логово, в котором может основать свою колонию. Успешность этих молодых маток очень низка, и только 2,5% смогут создать долгоживущую колонию. Чтобы создать свой собственный сад грибов, королева хранит кусочки родительского садового мицелия грибов в ее инфрабуккальном кармане, который находится в ее ротовой полости. [8]

Иерархия колоний [ править ]

В зрелой колонии листорезов муравьи делятся на касты , в основном по размеру, которые выполняют разные функции. Acromyrmex и Atta демонстрируют высокую степень биологического полиморфизма , четыре касты присутствуют в установленных колониях - минимальные, второстепенные, средние и крупные. Майоры также известны как солдаты или закусочные. Атта- муравьи более полиморфны, чем Acromyrmex , что означает, что разница в размерах между самыми маленькими и самыми большими типами Acromyrmex сравнительно меньше .

Муравей- листорез Atta cephalotes
  • Minims - самые маленькие рабочие, они ухаживают за растущим выводком или ухаживают за грибными садами. Ширина головы менее 1 мм.
  • Несовершеннолетние немного крупнее, чем рабочие минимума, и в большом количестве присутствуют в колоннах кормления и вокруг них. Эти муравьи являются первой линией защиты, постоянно патрулируют окружающую местность и энергично атакуют любых врагов, угрожающих линиям кормодобывания. Ширина головы около 1,8–2,2 мм.
  • Меди - это обобщенные фуражиры, которые срезают листья и приносят фрагменты листьев обратно в гнездо.
  • Майоры, самые большие рабочие муравьи, действуют как солдаты, защищая гнездо от злоумышленников, хотя недавние данные указывают на то, что майоры участвуют в других действиях, таких как расчистка основных тропинок от крупного мусора и перенос громоздких предметов обратно в гнездо. Самые крупные воины ( Atta laevigata ) могут иметь общую длину тела до 16 мм и ширину головы до 7 мм.

Муравьиный грибок мутуализм [ править ]

Их сообщества основаны на мутуализме муравьев и грибов , и разные виды муравьев используют разные виды грибов, но все грибы, которые используют муравьи, являются членами семейства Lepiotaceae . Муравьи активно культивируют свой гриб, подкармливая его свежесрезанным растительным материалом и защищая его от вредителей и плесени . Эти мутуалистические отношения усиливаются еще одним симбиотическим партнером, бактерией, которая растет на муравьях и выделяет химические вещества; По сути, муравьи используют переносные противомикробные препараты.. Муравьи-листорезы достаточно чувствительны, чтобы адаптироваться к реакции грибов на различный растительный материал, очевидно, улавливая химические сигналы от грибка. Если лист определенного типа токсичен для грибка, колония больше не будет его собирать. Единственные две другие группы насекомых, которые используют сельское хозяйство на основе грибов, - это жуки-амброзии и термиты . Грибок, выращиваемый взрослыми особями, используется для кормления личинок муравьев, а взрослые муравьи питаются соком листьев. Грибку нужны муравьи, чтобы выжить, а личинкам - гриб, чтобы выжить, поэтому мутуализм является обязательным.

Грибки, которыми пользуются высшие муравьи-аттины, больше не производят споры. Эти муравьи полностью одомашнили своего грибкового партнера 15 миллионов лет назад, на что потребовалось 30 миллионов лет. [9] Их грибы производят питательные и набухшие кончики гиф ( гонгилидии ), которые растут пучками, называемыми стафилами, специально для кормления муравьев. [10]

Управление отходами [ править ]

Рабочие Atta colombica за работой
Муравей-листорез в Коста-Рике

Муравьи-листорезы играют очень специфическую роль в уходе за грибным садом и сбросе мусора. Управление отходами играет ключевую роль в долголетии каждой колонии. Некротрофный паразитический гриб Escovopsis угрожает источнику пищи муравьев и, таким образом, представляет собой постоянную опасность для муравьев. Перевозчики мусора и рабочие-мусорщики - это более старые и более незаменимые муравьи-листорезы, которые обеспечивают более здоровым и молодым муравьям возможность работать на грибном саду. Атта colombicaу видов, что необычно для племени аттинов, есть внешняя куча отходов. Транспортеры мусора вывозят отходы, состоящие из использованного субстрата и выброшенного грибка, на свалку. После сброса на свалку рабочие кучи собирают отходы и постоянно перемешивают их, чтобы способствовать разложению. Убедительным наблюдением за A. colombica стали мертвые муравьи, размещенные по периметру свалки. [11] [12]

Помимо кормления грибного сада кормовой пищей, в основном состоящей из листьев, он защищен от Escovopsis секрецией антибиотиков актинобактерий (род Pseudonocardia ). Этот мутуалистический микроорганизм обитает в метаплевральных железах муравья. [13] Актинобактерии сегодня производят большинство антибиотиков в мире .

Паразитизм [ править ]

Когда муравьи собирают листья, они подвергаются риску нападения некоторых видов форидных мух , паразитоидов , откладывающих яйца в щели на головах рабочих муравьев. Часто миним будет сидеть на рабочем муравье и отражать любую атаку. [14]

Также во время выращивания может вырасти не тот вид грибка. Escovopsis , очень опасный грибок, может уничтожить муравьиный сад, так как передается горизонтально. Эсковопсис культивировали при основании колонии в 6,6% колоний. [15] Однако в колониях от одного до двух лет почти 60% имели Escovopsis, растущие в грибном саду. [16]

Тем не менее, муравьи-листорезы обладают множеством адаптивных механизмов для распознавания и борьбы с инфекциями, вызываемыми Escovopsis и другими микроорганизмами. [17] Наиболее распространенные известные методы поведения основаны на том, что рабочие сокращают количество спор грибов путем ухода за ними или удаления зараженного участка грибного сада и выбрасывания его на свалку (описывается как прополка). [18]

Взаимодействие с людьми [ править ]

В некоторых частях своего ареала муравьи-листорезы могут быть серьезными сельскохозяйственными вредителями, дефолируют посевы и повреждают дороги и сельскохозяйственные угодья своей деятельностью по созданию гнезд. [7] Например, некоторые виды атта способны уничтожить целое цитрусовое дерево менее чем за 24 часа. Продемонстрирован многообещающий подход к сдерживанию нападения муравья- листореза Acromyrmex lobicornis на посевы. Сбор мусора из гнезда и размещение его над саженцами или вокруг сельскохозяйственных культур приводили к сдерживающему эффекту в течение 30 дней. [19]

См. Также [ править ]

  • Список муравьев-листорезов
  • Atta sexdens
  • Lepiotaceae

Ссылки [ править ]

  1. ^ Спейт, Мартин Р .; Ватт, Аллан Д.; Хантер, Марк Д. (1999). Экология насекомых . Blackwell Science. п. 156. ISBN. 978-0-86542-745-7..
  2. ^ а б Росс 2002 , стр. 11–13 .
  3. ^ "Муравей-листорез" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 23 февраля 2018 года.
  4. ^ Шульц, TR; Брэди, С. Г. (2008). «Основные эволюционные переходы в муравьином земледелии» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (14): 5435–5440. Bibcode : 2008PNAS..105.5435S . DOI : 10.1073 / pnas.0711024105 . PMC 2291119 . PMID 18362345 .  
  5. ^ Хедлунд, Г С. (март 2005). «Диагнозы североамериканцев: роды муравьев (Hymenoptera: Formicidae)» . Архивировано из оригинального 24 августа 2007 года.
  6. ^ Li, Hongjie & Sun, Chang-юй (2020), "Биоминеральная броня в листе-резак муравьев" , Nature Communications (11), DOI : 10.1038 / s41467-020-19566-3.
  7. ^ a b Пайпер, Росс (2007), Необычные животные: энциклопедия любопытных и необычных животных , Greenwood Press, стр. 298 , ISBN 978-0-313-33922-6.
  8. ↑ Вебер, Нил А. (1972), Муравьи-садоводы , Аттины , Американское философское общество, стр.  14, 34 , ISBN. 978-0-87169-092-0.
  9. ^ Одомашнивание сельскохозяйственных культур - это балансирующий фактор
  10. ^ Для муравьев-листорезов жизнь на ферме не так проста
  11. ^ Hart, AG & Ratnieks, ВПТ (2002), "Управление отходами в листе резки муравьев Atta colombica ", Behavioral Ecology , 13 (2): 224-231, DOI : 10.1093 / beheco / 13.2.224.
  12. ^ Бот, ANM; Currie, CR; Харт, AG & Бумсма, JJ (2001), "Управление отходами в-листорезами", этология экологии и эволюции , 13 (3): 225-237, DOI : 10,1080 / 08927014.2001.9522772.
  13. ^ Чжан, ММ; Poulsen, М. & Карри, CR (2007), "признание симбионта мутуалистических бактерий пути Acromyrmex-листорезами", ИСМ журнал , 1 (4): 313-320, DOI : 10.1038 / ismej.2007.41 , PMID 18043642 .
  14. ^ "Leafcutter Муравьи" , Lincoln Park Zoo , заархивированные с оригинала на 2008-05-16
  15. ^ Карри, CR; Mueller, UG & Malloch, D. (1999), "Аграрный патология муравьев грибных садов", PNAS , 96 (14): 7998-8002, Bibcode : 1999PNAS ... 96.7998C , DOI : 10.1073 / pnas.96.14. 7998 , PMC 22176 , PMID 10393936  .
  16. ^ Рейнольдс, HT и Карри, CR (2004), «Патогенность Escovopsis weberi: паразит симбиоза аттиновых муравьев и микробов напрямую потребляет культивируемые муравьями грибы» , Mycologia , 96 (5): 955–959, DOI : 10.2307 / 3762079 , JSTOR 3762079 .
  17. ^ Идет, AC; Баркото, Миссури; Kooij, PW; Буэно, О.К .; И Родригес А. (2020), «Как муравьи-листорезы распознают антагонистические микробы в своих грибных культурах?», Frontiers in Ecology and Evolution , 8 (95): 1–12, doi : 10.3389 / fevo.2020.00095.
  18. ^ Карри, CR; И Стюарт, AE (2001), «Прополка и уход за патогенами в сельском хозяйстве с помощью муравьев», Труды Лондонского королевского общества B , 268 : 1033–1039, doi : 10.1098 / rspb.2001.1605 , PMC 1088705 .
  19. ^ Ballari, SA & Farji-Бренер, AG (2006), "Отказаться от свалки из-листорезами в качестве сдерживающего фактора для муравьев herbivory: действительно отбросы возраст имеет значение?", Нидерланды энтомологического общества , 121 (3): 215-219 , DOI : 10.1111 / j.1570-8703.2006.00475.x.

Внешние ссылки [ править ]

СМИ, связанные с Acromyrmex на Викискладе? СМИ, связанные с Аттой на Викискладе?

  • «Муравей- листорез ( Atta cephalotes )» . Бристольский зоопарк. Архивировано из оригинала на 2010-03-27 . Проверено 12 мая 2006 .
  • «Древние земледельцы Амазонки» . Библиотека эволюции PBS . Проверено 22 февраля 2009 .
  • Руководство Lurker по муравьям-листорезам
  • Пайпер, Росс (2007), Необычные животные: энциклопедия любопытных и необычных животных , Greenwood Press, ISBN 978-0-313-33922-6