Кампонотус феллах
| Кампонотус феллах | |
|---|---|
| |
| Рабочие- феллахи Camponotus (крупные и несовершеннолетние), помеченные реперными маркерами | |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Членистоногие |
| Сорт: | Насекомое |
| Заказ: | Перепончатокрылые |
| Семья: | Формициды |
| Подсемейство: | Муравьи |
| Род: | Кампонотус |
| Разновидность: | К. Феллах
|
| Биномиальное имя | |
| Кампонотус феллах (Далла Торре, 1893 г.)
| |
Camponotus Fellah — вид муравьев подсемейства Formicinae, встречающийся на Ближнем Востоке и в Северной Африке. Этот вид был официально описан Даллой Торре в 1893 году. Королева C. Fellah является рекордсменом по долголетию израильских муравьев, выживая в течение 26 лет (1983-2009) в лабораторных условиях. [1]
Базовая биология
[ редактировать ]Camponotus Fellah моногинен (т. е . семьи состоят из одной матки) с полиморфными рабочими особями. Королевы оплодотворяются одиночно, что означает, что все рабочие в колонии являются родными сестрами. [2] Колонии обычно встречаются в сухих и теплых местах обитания, включая прибрежные дюны и пустыни. [3]
Распознавание гнезда
[ редактировать ]Распознавание товарищей по гнезду муравьев осуществляется с помощью низколетучих кутикулярных углеводородов. Изолированные рабочие не могут часто обмениваться углеводородами с товарищами по гнезду, и их углеводородный профиль отличается от профиля углеводородов колонии. После 20–40 дней изоляции углеводородные профили рабочих расходятся до такой степени, что они больше не принимаются колонией. [4] [5] Однако агрессия снижается, если изолированные рабочие подвергаются воздействию воздушного потока из колонии, что указывает на то, что летучие химические вещества гнезда также способствуют распознаванию товарищей по гнезду. [6] [7]
Роль трофаллаксиса
[ редактировать ]Трофаллаксис – передача жидкой пищи изо рта в рот – является основным механизмом распространения пищи в колониях муравьев. У C. Fellah трофаллактическая сеть колоний была оценена количественно путем объединения уникальной маркировки особей с флуоресцентно-маркированной пищей. Эта процедура уточнила наше понимание трофаллаксиса, показав, что поток переноса может менять направление во время события трофаллаксиса, что собиратели получают (а также выгружают) пищу, что собиратели часто покидают гнездо, выгрузив лишь небольшое количество пищи из своего урожая. и что не-собиратели также выбрасывают значительные объемы еды. Кроме того, подавляющее большинство событий трофаллаксии были кратковременными и, возможно, служили для поддержания запаха колонии, а не для распространения пищи. [8] Действительно, когда углеводородные профили членов колоний C. Fellah искусственно модифицированы, колония достигает гомогенности быстрее, чем виды, не трофаллаксирующие. [9] Поддерживая гомогенный профиль углеводородов, трофаллаксис обеспечивает сплоченность колонии. Вовлеченность рабочих в социально сплоченный трофаллаксис может быть подкреплена уровнем октопамина в мозгу. Обычно после изоляции по возвращении в колонию рабочие с повышенной частотой выполняют трофаллаксис. Однако если рабочих лечить октопамином, такого увеличения трофаллаксии не наблюдается. [10]
Социальная структура
[ редактировать ]Комбинация автоматического отслеживания поведения и анализа социальных сетей показала, что социальные сети колонии состоят из двух сообществ : сообщества нянь королевы и молодых рабочих, которые заботятся о выводке, и сообщества собирателей, состоящего из пожилых рабочих, которые покидают гнездо в поисках корма. Считается, что эта структура возникает в результате возрастных изменений в поведении отдельных работников. [11] [12]
Эффекты социальной изоляции
[ редактировать ]Социально изолированные работники быстро теряют вес, сокращаются продолжительность жизни и поведенческие изменения, включая усиление передвижения. [13] [14] Этот эффект заметно снижается, когда работники изолируются только от одного человека. Увеличение смертности изолированных работников, вероятно, является результатом увеличения энергетических затрат и снижения энергетических доходов. Таким образом, через энергетический баланс социальные взаимодействия, по-видимому, влияют на здоровье и старение.
Микробиота
[ редактировать ]Camponotus Fellah , как и все протестированные виды муравьев-плотников, содержит внутриклеточные эндосимбиотические бактерии из рода Blochmannia . Этот эндосимбионт способствует питанию хозяина, перерабатывая азот в биосинтез аминокислот, а когда его уровни экспериментально снижаются, рост колоний снижается. [15] Блохмания обитает в специализированных клетках (бактериоцитах) эпителия средней кишки и передается исключительно горизонтально.
Поскольку ближайшие родственные таксоны Blochmannia являются эндосимбионтами насекомых, питающихся соком, а муравьи часто ассоциируются с насекомыми, питающимися соком, возможно, что предок Blochmannia был приобретен предком Camponotini через насекомых, питающихся соком. [16]
Обучение и память
[ редактировать ]В целом муравьи в значительной степени полагаются на обонятельные сигналы и имеют хорошо развитые обонятельные центры в мозгу. Это особенно верно в отношении муравьев-плотников , а рабочих C. Fellah можно научить ассоциировать запахи с вкусовыми подкреплениями в лабораторных условиях. Они выберут ветвь Y-образного лабиринта в соответствии с запахами, которые они научились ассоциировать с вкусовым вознаграждением. [17]
Навигация
[ редактировать ]Собирая пищу над землей, рабочие во многом полагаются на зрение при навигации. Под землей рабочие сочетают пространственную память, химические сигналы и гравитацию. Столкнувшись с катастрофой, рабочие динамически корректируют, на какой из этих источников информации они полагаются, посредством индивидуального и коллективного обучения. [18]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Воншак, Мерав; Шлагман, Алекс (2009). «Королева-феллах Camponotus устанавливает рекорд долголетия израильских муравьев» (PDF) . Израильский журнал энтомологии . Архивировано из оригинала (PDF) 12 октября 2020 г. Проверено 7 апреля 2020 г.
- ^ Мерш, Даниэль П.; Ла Мендола, Кристина; Келлер, Лоран (2017). «Королевы кампонотусов-феллах спариваются одиночно». Общество насекомых . 64 (2): 269–276. дои : 10.1007/s00040-017-0543-1 . S2CID 253640000 .
- ^ Офер, Дж; Шулов А.; Ной-Меир, И. (1978). «Ассоциации и виды в Израиле: многомерный анализ» . Израильский журнал зоологии .
- ^ Буле, Рафаэль; Хефец, Авраам; Сорокер, Виктория; Ленуар, Ален (2000). «Интеграция колонии кампонотус феллах: индивидуальность рабочего требует частого обмена углеводородами» . Поведение животных . 59 (6): 1127–1133. дои : 10.1006/anbe.2000.1408 . ПМИД 10877891 . S2CID 1525222 .
- ^ Буле, Р.; Ленуар, А. (2001). «Социальная изоляция зрелых рабочих влияет на узнавание товарищей по гнезду у муравья Camponotus Fellah» . Поведенческие процессы . 55 (2): 67–73. дои : 10.1016/S0376-6357(01)00163-2 . ПМИД 11470498 . S2CID 44644625 .
- ^ Кацав-Гозанский, Тамар; Буле, Рафаэль; Ионеску-Хирша, Армин; Хефец, Авраам (2008). «Летучие вещества гнезда как модуляторы распознавания товарищей по гнезду у муравья Camponotus Fellah» . Журнал физиологии насекомых . 54 (2): 378–85. дои : 10.1016/j.jinsphys.2007.10.008 . ПМИД 18045612 .
- ^ Кацав-Гозанский, Тамар; Буле, Рафаэль; Вендер Меер, Роберт; Хефец, Авраам (2004). «Среда в гнезде модулирует распознавание товарищей по гнезду у муравья Camponotus Fellah». естественные науки . 91 (4): 186–190. Бибкод : 2004NW.....91..186K . дои : 10.1007/s00114-004-0513-0 . hdl : 10261/63301 . ПМИД 15085277 . S2CID 9786862 .
- ^ Гринвальд, Эфрат; Сегре, Энрико; Файнерман, Офер (2015). «Муравьиные трофаллактические сети: одновременное измерение моделей взаимодействия и распространения пищи» . Научные отчеты . 5 : 12496. Бибкод : 2015NatSR...512496G . дои : 10.1038/srep12496 . ПМЦ 4519732 . ПМИД 26224025 .
- ^ Ленуар, Ален; Хефец, Авраам; Симон, Товит; Сорокер, Виктория (2001). «Сравнительная динамика формирования гештальт-запаха у двух видов муравьев Camponotus Fellah и Aphaenogaster senilis (Hymenoptera: Formicidae)». Физиологическая энтомология . 26 (3): 275–283. дои : 10.1046/j.0307-6962.2001.00244.x . S2CID 85921826 .
- ^ Буле, Р.; Сорокер, В.; Годзинска, Э.Дж.; Хефец, А.; Ленуар, А. (2000). «Октопамин обращает вспять вызванное изоляцией увеличение трофаллаксиса у муравья-плотника Camponotus fillah» . Журнал экспериментальной биологии . 203 (3): 513–520. дои : 10.1242/jeb.203.3.513 . ПМИД 10637180 .
- ^ Мерш, Даниэль П.; Креспи, Алессандро; Келлер, Лоран (2013). «Отслеживание особей показывает, что пространственная точность является ключевым регулятором социальной организации муравьев» . Наука . 340 (6136): 1090–3. Бибкод : 2013Sci...340.1090M . дои : 10.1126/science.1234316 . ПМИД 23599264 . S2CID 27748253 .
- ^ Ричардсон, Томас О.; Кей, Томас; Брауншвейг, Рафаэль; Журно, Опалин А.; Рюгг, Маттиас; МакГрегор, Шон; Де Лос Риос, Паоло; Келлер, Лоран (2021). «Поведенческое созревание муравьев опосредовано стохастическим переходом между двумя фундаментальными состояниями» . Современная биология . 31 (10): 2253–2260.e3. дои : 10.1016/j.cub.2020.05.038 . ПМИД 33730550 . S2CID 232246353 .
- ^ Кото, Акико; Мерш, Даниэль П.; Холлис, Брайан; Келлер, Лоран (2015). «Социальная изоляция вызывает смертность, нарушая энергетический гомеостаз муравьев» . Поведенческая экология и социобиология . 69 (4): 583–591. дои : 10.1007/s00265-014-1869-6 . S2CID 253820221 .
- ^ Буле, Р.; Квагебер, М.; Годзинска, Э.Дж.; Ленуар, А. (1999). «Социальная изоляция муравьев: свидетельства ее влияния на выживаемость и поведение Camponotus Fellah (Hymenoptera: Formicidae)» . Социобиология .
- ^ де Соуза, Даниваль Дж.; Безье, Энни; Депуа, Дельфин; Дрезен, Жан-Мишель; Ленуар, Ален (2009). «Эндсимбионты Blochmannia улучшают рост колоний и иммунную защиту у муравьев Camponotus Fellah» . БМК Микробиология . 9:29 . дои : 10.1186/1471-2180-9-29 . ПМК 2660346 . ПМИД 19200360 .
- ^ Вернегрин, Дженнифер Дж.; Кауппинен, Сет Н.; Брэди, Шон Г.; Уорд, Филип С. (2009). «Один пищевой симбиоз породил другой: филогенетические доказательства того, что муравьиное племя Camponotini приобрело Blochmannia, ухаживая за насекомыми, питающимися соком» . Эволюционная биология BMC . 9 : 292. дои : 10.1186/1471-2148-9-292 . ПМК 2810300 . ПМИД 20015388 .
- ^ Дюпюи, Фабьен; Сандос, Жан-Кристоф; Джурфа, Мартин; Хосенс, Роксана (2006). «Индивидуальное обонятельное обучение муравьев Camponotus» (PDF) . Поведение животных . 72 (5): 1081–1091. дои : 10.1016/j.anbehav.2006.03.011 . S2CID 52242163 .
- ^ Хейман, Яэль; Вилк, Яэль; Файнерман, Офер (2019). «Муравьи используют множественную пространственную память и химические указатели для навигации в своем гнезде» . iScience . 14 : 264–276. Бибкод : 2019iSci...14..264H . дои : 10.1016/j.isci.2019.04.003 . ПМК 6476803 . ПМИД 31005661 .