Mrówki to rodzina owadów (Formicidae), które wraz z pszczołami i osami tworzą rząd Hymenoptera (Hymenoptera). Do tej pory zarejestrowano ponad 22 000 gatunków - z których opisano 13 800 - i szacuje się, że stanowią one do 25% lądowej biomasy pochodzenia zwierzęcego. Chcesz wiedzieć więcej o zachowaniu mrówek?
Te bezkręgowce wyróżniają się niezwykłą eusocjalnością i tworzeniem superorganizmów, czyli są zdolne do tworzenia skomplikowanych struktur, które znacznie wykraczają poza sumę każdego z ich członków. Bez wątpienia błonkoskrzydłe reprezentują fascynującą strategię ewolucyjną i wciąż musimy się o nich wiele dowiedzieć.
Charakterystyka mrówek
Mrówki to błonkoskrzydłe, ale również należą do klasy Insecta. Jako owady, którymi są, mają szereg cech wspólnych z konikami polnymi, chrząszczami, modliszkami i innymi, takimi jak ciało podzielone na głowę, klatkę piersiową i odwłok, 6 kończyn i obecność bardzo godnych uwagi czułków głowowych.
Podobnie jak inne owady, mrówki mają egzoszkielet, który chroni je przed środowiskiem, w tym przypadku składa się z naskórka i chitynowego naskórka. Ponadto należy zauważyć, że nie mają płuc i dróg oddechowych, ale tlen dostaje się do ich ciała przez egzoszkielet przez pory zwane przetchlinami.
Na poziomie głowowym te bezkręgowce są bardzo rozwinięte. Mają parę lateralizowanych oczu złożonych, 3 oczka na czubku głowy - które wykrywają poziomy światła i polaryzację - oraz parę anten zdolnych do rejestrowania substancji chemicznych, prądów powietrza i wibracji.Jak zobaczymy w dalszych wierszach, są one niezbędne w komunikacji.
Klatka piersiowa lub mezosoma zawiera 6 kończyn ruchowych i skrzydeł, obecnych u królowych i samców w czasie rozmnażania. Z drugiej strony odwłok lub metasoma chroni wszystkie ważne narządy zwierzęcia, w tym układ rozrodczy, oddechowy i wydalniczy. Co ciekawe, niektóre gatunki wykazują zmodyfikowane narządy rozrodcze, takie jak żądła.
Każdy gatunek mrówki ma swoje własne cechy, ale wszystkie mają wspólny ogólny plan ciała.
Zachowanie mrówek
Jak już powiedzieliśmy, na świecie było ponad 22 000 gatunków mrówek. Ustalenie ogólników w tak dużym taksonie jest zniechęcającym zadaniem, ale istnienie wspólnych przodków i konwergencja ewolucyjna sprawiły, że niektóre cechy mają zastosowanie do prawie wszystkich formidicydów.Oto kilka przykładów:
- Zachowanie mrówek jest regulowane przez mechanizmy doboru krewniaczego.
- Istnieje konkurencja między osobnikami tego samego gatunku i populacji, między populacjami (koloniami) i między gatunkami.
- Kolonie wykazują hierarchię w procesach kontroli kolonii. Rywalizacja członków tej samej kolonii kształtuje dynamikę społeczności.
- Kolonie dzielą się na kasty, zazwyczaj robotników, żołnierzy, królowych i mężczyzn.
- Rasy zostały ukształtowane przez dobór naturalny, aby zmaksymalizować sprawność całej kolonii, a nie pojedynczych osobników.
Oprócz dynamiki kolonii, mrówki często mają wiążące relacje z niektórymi gatunkami roślin i bezkręgowców. Są niezbędne do utrzymania cykli biogeochemicznych w glebie, są doskonałym źródłem białka dla różnych gatunków i odgrywają niezrównaną rolę m.in. w rozsiewaniu nasion.
Następnie przyjrzymy się niektórym zachowaniom mrówek. Od doboru krewniaczego po eusocjalność, nie pozostawią cię obojętnym.
Kasty w mrowisku
Ogólnie uważa się, że mrówki dzielą swoje kolonie na kasty, choć u niektórych gatunków ta granica nieco się zaciera. W każdym razie w mrowisku można przytoczyć następujące organizacje społeczne:
- Reina: jest filarem kolonii, jednocześnie „sercem” i „mózgiem”. Kiedy królowa rozmnaża się ze skrzydlatym samcem, zakopuje się i zaczyna składać jaja, które będą odpowiadać przyszłym robotnicom. Królowa mrówek może żyć do 30 lat, w zależności od gatunku. Jest diploidalna (2n), mówiąc najprościej, ma pełny „obraz genetyczny”.
- Robotnik: robotnicy są „rękami” kolonii. Żyją zwykle od 1 do 3 lat i wykonują wszystkie zadania mrowiska, od budowy chodników po poszukiwanie pożywienia.Według badań różnicowanie się robotnicy w królową może zależeć od spożycia składników odżywczych w stadium larwalnym. Są również diploidalne (2n).
- Mężczyzna: Samce to woreczki nasienne z odnóżami, ponieważ ich jedynym celem jest rozmnażanie się i śmierć. Należy zauważyć, że są to haploidalne (n) żywe istoty, co oznacza, że mają połowę informacji genetycznej kobiet i robotnic - pojedynczy zestaw chromosomów -
Jednak ta zasada nie dotyczy wszystkich mrówek. Niektóre gatunki charakteryzują się przedstawieniem organizacji, w których wszyscy pracownicy są potencjalnie reprodukcyjni, ale jedna lub grupa jest wybierana ponad resztą przez mechanizmy dominacji (Gamergate). Diacamma rugosum jest tego doskonałym przykładem.
Mrówki i selekcja krewniaków
Mówiąc szybko i prosto, dobór krewniaczy lub dobór krewniaczy próbuje wyjaśnić „ altruizm” w królestwie zwierząt, czyli dlaczego istnieją żywe istoty, które pomagają swoim bliskim, mimo że wiąże się to ze znaczną dla nich inwestycją energetyczną.Postulat ten oparty jest na równaniu Hamiltona:
rB>C
(r) reprezentuje związek genetyczny między obydwoma składnikami dynamiki, (B) korzyść uzyskaną przez osobę wykonującą zachowanie altruistyczne oraz (C) koszt reprodukcyjny, który pociąga za sobą zachowanie dobroczyńcy. Innymi słowy, im większy związek między zwierzętami (r), tym większe prawdopodobieństwo, że osobnik w kolonii pomoże swojemu krewnemu lub „przełożonemu”.
Teorię tę można również zastosować do owadów błonkoskrzydłych, zwłaszcza mrówek. Robotnice „zaprzeczają” swojej zdolności reprodukcyjnej, faworyzując królową, ponieważ wychodzi to „z powodu” na poziomie ewolucyjnym, ponieważ wszystkie są bardzo bliskimi krewnymi. W tej strategii rozprzestrzenianie się wspólnych genów między pokoleniami jest faworyzowane w stosunku do reprodukcji indywidualnej.
Pomimo interesujących teorii, nie wszystkie zachowania mrówek można wytłumaczyć doborem krewniaczym. Wielu profesjonalistów omawia dziś zastosowania.
Zachowanie mrówek jako istot eusocjalnych i współpracujących
Czy to przez dobór krewniaczy, czy inne mechanizmy, mrówki są wyraźnym przykładem eusocjalności doprowadzonej do skrajności. W tych nierozłącznych społecznościach dorośli należą do 2 lub więcej nakładających się pokoleń, wspólnie opiekują się swoim potomstwem, a zdecydowana większość członków nie jest zdolna do reprodukcji (pracownicy).
W tych koloniach dobór naturalny nie działa na jednostkę, ale na całą populację, więc wszyscy członkowie współpracują ze sobą w ekstremalny sposób. Z tego powodu, jeśli hierarchia lub struktura społeczna zostanie złamana, całe mrowisko się zawali. Innymi słowy, jeśli umiera królowa, robotnice umierają wraz z nią - z wyjątkiem wspomnianych wcześniej Gamergates.
W mrowisku życie pracownika nie ma znaczenia. Bez problemu składa się go w ofierze, jeśli uratuje larwy lub królową.
Mrówki jako superorganizmy
Jak powiedzieliśmy wcześniej, każde mrowisko jest złożonym organizmem, który zakłada coś „poza” sumą wszystkich jego części. Wszystkie superorganizmy mają następujące cechy:
- Komponenty kolonii żyją we wspólnej strukturze (mrowisko lub gniazdo), która zapewnia ochronę królowej i larwom oraz umożliwia dostarczanie pożywienia. Temperatura i wilgotność gniazd są unikalne dla każdego gatunku, a ich składniki mogą je modulować.
- Królowa lub matka jest „sercem” i „mózgiem” superorganizmu. Może żyć do 100 razy dłużej niż oczekiwano ze względu na jego rozmiar i morfologię.
- Członkowie kolonii dzielą się funkcjami. Jedne opiekują się larwami, inne polują, jeszcze inne budują chodniki i dbają o czystość mrowiska.
Wszystkie te złożone interakcje przynoszą szereg niezgłębionych korzyści. Mrówki wydają więcej potomstwa niż przeciętny owad, żyją znacznie dłużej jako jednostka biologiczna i są w stanie zachować pewien stopień niezależności od środowiska zewnętrznego.
Bardzo wyraźnym przykładem tej jednolitej złożoności jest gatunek Myrmecocystus mexicanus. W tych mrowiskach wybrana grupa robotnic karmi i wypełnia żołądek - bulwiastą część metasomy - do granic fizjologicznych. Następnie zwisają z sufitu celi w mrowisku, stając się nieruchome i działając jako żywe rezerwy żywności.
Komunikacja
Mrówki zbieracze pokonują odległości do 200 metrów od gniazda. Dzięki swoim czułkom są w stanie wykryć feromony emitowane przez innych członków kolonii, dzięki czemu bezpiecznie wracają do skupiska populacji. Ślady te są również przydatne do oznaczania źródeł żywności, niebezpieczeństw, innych kolonii i wielu innych.
Ponadto niektóre dzienne gatunki z suchych środowisk - takie jak Cataglyphis bicolor - są zdolne do orientowania się na różne sposoby. Jak wskazują badania, gatunek ten prezentuje swego rodzaju „krokomierz”, a robotnice liczą kroki, które wykonały z mrowiska do określonego celu.Przyjmują również jako odniesienia obiekty w otoczeniu i pozycję Słońca.
Zachowania żywieniowe mrówek
Ogólnie rzecz biorąc, zwykle wyobraża się mrówkę zbierającą nasiona i drobne szczątki, aby się pożywić, ale nie wszystkie mrówki stosują tę strategię. Niektóre gatunki żywią się grzybami, które rosną w ich mrowiskach (Acromyrmex), a inne są praktycznie bezwzględnymi mięsożercami (między innymi Odontomachus, Harpegnathos i Myrmecia).
Najwyraźniejszym przykładem drapieżnej strategii są szczęki pułapkowe, zwłaszcza należące do rodzaju Odontomachus. Ta grupa ma drugie najszybsze drapieżne przydatki w królestwie zwierząt, ponieważ są w stanie zamknąć szczęki średnio w 130 mikrosekund, jak wykazały badania. W połączeniu z ich żądłem zdolnym do wydzielania toksyn, zamienia je to w maszyny do zabijania.
Na koniec nie możemy zapomnieć o mrówkach z rodzaju Myrmecia, znanych również jako mrówki byki na obszarze ich występowania (Australia).93 gatunki należące do tego taksonu wyróżniają się potężnymi szczękami, doskonałym zmysłem wzroku i silnymi toksynami. Chociaż nie są śmiertelne dla ludzi, wykryto zgony w wyniku wstrząsu anafilaktycznego.
Większość gatunków mrówek to padlinożercy, generalni drapieżcy lub wręcz roślinożercy. Jednak niektóre rozwinęły bardzo wyspecjalizowane strategie żywieniowe.
Końcowe uwagi dotyczące zachowania mrówek
Jak pewnie widzieliście, świat mrówek wykracza daleko poza inwazję na piknik wiosną czy latem. Niektóre mrówki żyją na drzewach, a ich larwy wytwarzają prawdziwe grzebienie sieciowe (Polyrhachis nurkowania), inne hodują grzyby, którymi się żywią (Atta i Acromyrmex), a jeszcze inne niestrudzenie polują na dużą zdobycz (Myrmecia).
Jeśli coś jest dla nas jasne po przeczytaniu tych wersetów, to jest to, że mrówki mogą nas wiele nauczyć w zakresie ewolucji i złożonych społeczeństw. Bez wątpienia są żywym przykładem, że w jedności siła.
