Формика поликтена

Формика поликтена
Статус сохранения
	; Находящийся под угрозой исчезновения ( МСОП 2.3 )
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
Королевство:	животное
Тип:	Членистоногие
Сорт:	Насекомое
Заказ:	Перепончатокрылые
Семья:	Формициды
Подсемейство:	Муравьи
Род:	Формика
Разновидность:	Ф. поликтена
Биномиальное имя
	Формика поликтена ; Фёрстер , 1850 г.

Formica polyctena — вид европейских рыжих древесных муравьев из рода Formica и большого семейства Formicidae . Этот вид был впервые описан Арнольдом Фёрстером в 1850 году. Латинское название вида «polyctena» происходит от греческого и буквально означает «много крупного рогатого скота», имея в виду привычку этого вида выращивать тлей для получения пищи из падевой росы. ^{[ 2 ]} Встречается во многих странах Европы. Это эусоциальный вид, имеющий четкую кастовую систему бесплодных рабочих и очень небольшую репродуктивную касту. ^{[ 3 ]} У муравьев есть генетический сигнал, который позволяет им определять, какие другие муравьи являются членами их гнезда, а какие — чужеродными особями. ^{[ 4 ]} При столкновении с этими типами иностранных захватчиков у F. Polyctena есть система активации сигнализации. Он может выделять феромоны, которые могут вызвать тревогу у других находящихся поблизости муравьев. ^{[ 5 ]}

Встречается в Австрии , Бельгии , Болгарии , Чехии , Эстонии , Финляндия , Франция , Германия , Венгрия , Италия , Латвия , Литва , Люксембург , Нидерланды , Норвегия , Польша , Румыния , Россия , Сербия и Черногория , Словакия , Испания , Швеция , Швейцария и Украина . ^{[ 6 ]}

Поведение

Эусоциальность

Formica Polyctena, как и многие виды муравьев , ос и пчел , демонстрирует эусоциальную систему. Эусоциальные насекомые характеризуются совместным уходом за молодняком среди членов колонии, отдельными кастовыми системами, в которых некоторые особи размножаются, а большинство особей являются бесплодными помощниками, а также перекрывающимися поколениями, поэтому мать, взрослое потомство и незрелое потомство живут одновременно. В эусоциальной колонии человеку присваивают специализированную касту до того, как он достигнет репродуктивной зрелости, что отличает его по поведению от других каст. ^{[ 3 ]} Красные лесные муравьи обладают всеми этими характеристиками: королевы и самцы составляют репродуктивную касту, а бесплодные рабочие-женщины помогают в уходе за выводком и поддержании колонии.

Стерильность рабочей силы

Рабочими муравьиных колоний обычно являются бесплодные самки, которые не размножаются. F. Polyctena соответствует этой модели: рабочие почти полностью стерильны и не откладывают яиц. В этом отличие от других видов Formica , у которых есть рабочие, которые действительно размножаются, нарушая эусоциальную систему. Высокая доля бесплодия рабочих особей F. Polyctena указывает на строгую облигатную полигинную структуру колонии, которая, скорее всего, допускает стабильную одноколониальность или сотрудничество нескольких гнезд. Другими словами, рабочие не имеют возможности нарушить строгую социальную сегрегацию воспроизводства путем воспроизводства самих себя. Таким образом, они поддерживают сотрудничество нескольких маток и нескольких гнезд, что может быть невыгодно для их генов, поскольку они действуют альтруистично по отношению к неродственным особям. ^{[ 7 ]}

Собиратели

В колониях F. Polyctena , по-видимому, существует отдельная группа назначенных рабочих-собирателей. Количество собирателей коррелирует с размером колонии. Собирателями также обычно являются работники старшего возраста. Однако, если собиратели потеряются или умрут, их могут заменить другие рабочие из гнезда, что указывает на некоторую гибкость в назначении ролей в колонии. У этих замещающих рабочих продолжительность жизни в качестве собирателей короче, что указывает на то, что с возрастом рабочих может произойти некоторое физиологическое развитие, которое позволит им быть эффективными собирателями. ^{[ 8 ]}

Распознавание гнезда

Чтобы предотвратить дорогостоящие конфликты между товарищами по гнезду или непроизвольное альтруистическое поведение по отношению к муравьям из чужого гнезда, отдельным муравьям необходимо различать своих собратьев по гнезду и чужаков. Было продемонстрировано, что Formica Polyctena использует генетические сигналы в качестве механизма распознавания товарищей по гнезду. Поскольку F. Polyctena , как и все виды муравьев, живет в колониях с высоким генетическим родством, этот тип механизма будет успешным для различения колоний. Бей, Нейман и Мориц провели исследование, в ходе которого пары муравьев из разных гнезд знакомились друг с другом, чтобы увидеть, дерутся ли они, терпят ли или избегают друг друга. В качестве контроля были введены пары муравьев из одних и тех же гнезд. Также было измерено генетическое сходство между этими муравьями. Между антагонистическим поведением и генетическим несходством существовала сильная положительная корреляция. Таким образом, муравьи F. Polyctena , скорее всего, узнают своих собратьев по некоему генетически произведенному сигналу. Популяции гнезд, находящиеся в непосредственной физической близости друг от друга, не обязательно демонстрировали крайне агрессивное или пассивное поведение по отношению друг к другу, что указывает на то, что близость гнезд не влияет на узнавание. Кроме того, расстояние от гнезда не коррелировало с генетическим сходством. ^{[ 4 ]} По сути, F. Polyctena адаптировала некоторую форму генетически обусловленного сигнала, который позволяет товарищам по гнезду различать друг друга и чужеродных особей. Бей, Нойманн и Мориц полагают, что эти генетические сигналы способствуют разделению гнездовых колоний в однородной среде, которая не предлагает никаких других стратегий распознавания товарищей по гнезду. ^{[ 9 ]}

Сигналы тревоги

может быть вызвано Тревожное поведение у Formica Polyctena выбросом феромонов. Когда муравьи сталкиваются с определенным феромоном, они приближаются к источнику с широко открытой пастью, как будто противостоят угрозе. В частности, у F. Polyctena эти химические сигналы тревоги вызывают реакцию не только внутри гнезда, но и на путях кормления. В частности, муравьиная кислота, распыляемая муравьями при нападении, может вызвать реакцию тревоги хищника у ближайших муравьев, собирая подкрепление для нападения на хищника. Таким образом, муравьиная кислота служит химическим оружием против хищников и сигналом тревоги у F. Polyctena . ^{[ 5 ]}

Устойчивость к болезням

Из-за тесного проживания особей в колонии F. Polyctena болезни могут быстро распространяться, нанося значительный ущерб населению колонии. Таким образом, F. Polyctena разработала 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 не позволяют инфицированному человеку передвигаться. Здоровые рабочие также увеличивают контакт усиков и уход за зараженным 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 зараженным муравьем, они подвергнутся 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, прежде чем патогены смогут распространиться и заразить их. ^{[ 10 ]}

Войны и каннибализм

Колонии F. Polyctena ведут войны с соседними колониями. Во время войн колонии съедают мертвых муравьев. Эти войны происходят, когда еды не хватает, обычно в весенние месяцы, чтобы колонии могли эффективно кормить 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 из рабочих. Вместо этого редкие войны в летние и осенние месяцы 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 виде рабочих. Старые рабочие умирают и съедаются, чтобы дать начало репродуктивным или новым рабочим. Даже если колония «проиграет» войну и произойдет чистая потеря рабочих, война все равно дает еду и, таким образом, приносит пользу колонии. Однако каннибализм не является эффективным источником пищи, если другие пищевые ресурсы не ограничены, поскольку одному новому человеку требуется больше пищи, чем может обеспечить организм другого человека. ^{[ 11 ]}

Хищничество личинок

Хакку и Хемерик изучали влияние распространения личинок киноварной моли ( Tyria jacobaeae ) на хищничество F. Polyctena . Они обнаружили, что муравьи больше охотятся на личинок, когда находятся на земле, чем на растениях. Муравьи также чаще охотились на личинок, которые были сосредоточены в группах, а не на личинках, которые были распределены равномерно. Скорее всего, это связано с общением между муравьями: когда один рабочий обнаруживает пищу, например группу личинок, он предупреждает своих коллег. ^{[ 12 ]}

Регулирование температуры в гнезде

F. Polyctena , среди других социальных насекомых, разработала стратегии поддержания стабильной температуры внутри гнезда, несмотря на колебания температуры снаружи. Влага гнезда, солнечная радиация, 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. ^{[ 13 ]} Кроме того, было высказано предположение, что особая конструкция гнезд F. Polyctena позволяет им иметь отличную теплоемкость, несмотря на низкую плотность и низкую теплоемкость материалов. По сути, внешний слой гнезд состоит из хвои, сока и почек, поглощающих большое количество солнечной радиации. Внутреннее ядро гнезда состоит в основном из веток, которые действуют как тепловая «губка», в которую направляется внешнее тепло. ^{[ 14 ]}

Сухие гнезда

Влага гнезда, солнечная радиация, тепло, выделяемое в результате метаболической деятельности рабочих, и микробная активность в материале гнезда - все это способствует терморегуляции гнезда. В сухих, открытых гнездах F. Polyctena вечером температура выше, но в течение ночи тепло теряется медленно. Это колебание обусловлено солнечной радиацией, поглощаемой гнездом и рабочими в течение дня. Когда рабочие возвращаются вечером, у них высокая температура тела из-за поиска пищи на солнце, что согревает внутреннюю часть 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 осуществляют обмен веществ, в ходе этого процесса они выделяют тепло и противодействуют потере тепла из гнезда в ночное время. ^{[ 15 ]}

Влажные гнезда

Влажные, затененные гнезда имеют другой режим дневной температуры, чем сухие гнезда, из-за разных условий. По вечерам температура в гнезде падает, а затем повышается с наступлением ночи. Солнечная радиация не дает гнезду большого количества тепла. 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 согревания гнезда: микробную активность во влажном материале гнезда. Когда рабочие внутри гнезда вечером повышают температуру окружающей среды, увеличивается микробная активность, что приводит к нагреванию гнезда. Действительно, микробная активность в материале гнезда намного выше, чем в окружающей лесной подстилке. В сухих гнездах микробная активность не наблюдается, поскольку микробам требуется вода. Однако, несмотря на эту адаптацию, влажные гнезда в среднем имеют более низкую внутреннюю температуру, чем сухие. ^{[ 16 ]}

Сезонные колебания

Температура гнезда Formica Polyctena также колеблется в зависимости от сезона. Весной наблюдается резкое увеличение теплопродукции гнездового материала, а затем более постепенное снижение осенью. Это соответствует активности муравьев в течение года. Вполне возможно, что строительная деятельность муравьев обеспечивает аэрацию и обеспечивает оптимальные питательные условия для микробной активности, увеличивая производство тепла в гнезде намного больше, чем производят сами муравьи. ^{[ 17 ]}

Примечания

^ Группа специалистов по социальным насекомым (1996). « Формика поликтена » . Красный список исчезающих видов МСОП . 1996 : e.T8644A12924699. doi : 10.2305/IUCN.UK.1996.RLTS.T8644A12924699.en . Проверено 16 ноября 2021 г.
^ Мабелис, А.А. (1979). «Войны лесных муравьев. Взаимосвязь между агрессией и хищничеством у красного лесного муравья ( Formica Polyctena Foerst.)». Нидерландский журнал зоологии . 29 (4): 451–620. дои : 10.1163/002829679X00016 .
^ Jump up to: ^а ^б Дэвис, стр. 363
^ Jump up to: ^а ^б Бей и др., стр. 56
^ Jump up to: ^а ^б Ф. Дамперт, с. 67-68
^ Группа специалистов по социальным насекомым, 1996 г.
^ Хелантера и Сундстрем, стр. Е19-Е21
^ Крук-Де Брюин и др., стр. 468-469
^ Бей и др., стр. 57
^ Обер и Ричард, стр. 835-837
^ Дриссен и др., стр. 21
^ Хакку и Хемерик, стр. 763-764
^ Фроуз, стр. 229
^ Садд и Фрэнкс, стр. 61
^ Фроуз, стр. 233–234
^ Фроуз, стр. 234–235
^ Коенен-Стаб и др., стр. 243.

Ссылки

Обер А., Ф.Дж. Ричард. «Социальное управление воспалением, вызванным ЛПС, у муравьев Formica Polyctena ». Мозг, поведение и иммунитет . Том. 22 (2008).
Бей, М., П. Нойман и RFA Мориц. «Распознавание товарищей по гнезду и генетический гештальт у муравья, строящего курганы, Ant Formica polyctena ». Общество насекомых . Том 44. (1997).
Коенен-Стасс, Дитер, Бернд Шааршмидт и Ингольф Лампрехт. «Распределение температуры и калориметрическое определение теплопродукции в гнезде древесного муравья Formica Polyctena (Hymenoptera, Formicidae)». Экология , Том. 61, № 2 (апрель 1980 г.).
Дэвис, Н.Б., Кребс, младший и Уэст, С.А. (2012). Введение в поведенческую экологию (4-е изд.). Оксфорд: Уайли-Блэквелл.
Дриссен, Жерар Дж.Дж., Андре Т. Ван Раалте и Геррит Дж. Де Брюйн. «Каннибализм красного лесного муравья, Formica polyctena (Hymenoptera: formicidae)», Oecologia . Полный. 63. (1984).
Дамперт, К. Транс. К. Джонсон. Социальная биология муравьев. Маршфилд, Массачусетс: Pitman Publishing Limited, 1978.
Фроуз, Дж. «Влияние влажности гнезда на суточный температурный режим в гнездах древесных муравьев Formica polyctena ». Общество насекомых . Том. 47 (2000).
Хакку, П. и Л. Хемерик. «Влияние расселения личинок киноварной моли ( Tyria jacobaeae ) на хищничество красного древесного муравья ( Formica Polyctena ): анализ, основанный на модели пропорциональных рисков». Журнал экологии животных , Vol. 54, № 3 (октябрь 1985 г.).
Хелантера, Хейкки и Лизелотта Сундстрем. «Рабочее воспроизводство у муравьев Formica ». Американский натуралист , Vol. 170, № 1 (июль 2007 г.).
Крук-Де Брюин, Мартье, Люк К.М. Рост и Фонс Г.А.М. Драйсма. «Оценка количества муравьев-фуражиров 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.
Чеховский, Войцех; Рутковский, Томаш; Стефан, Войцех; Вепсяляйнен, Кари (29 августа 2016 г.). «Жизнь за пределами выживания: древесные муравьи попали в гигантскую ловушку» . Журнал исследований перепончатокрылых . 51 (51): 227–239. дои : 10.3897/jhr.51.9096 . hdl : 10138/167925 .

Внешние ссылки

СМИ, связанные с Formica polyctena, на Викискладе?

[iucn_status_16_November_2021-1] Группа специалистов по социальным насекомым (1996). « Формика поликтена » . Красный список исчезающих видов МСОП . 1996 : e.T8644A12924699. doi : 10.2305/IUCN.UK.1996.RLTS.T8644A12924699.en . Проверено 16 ноября 2021 г.

[2] Мабелис, А.А. (1979). «Войны лесных муравьев. Взаимосвязь между агрессией и хищничеством у красного лесного муравья ( Formica Polyctena Foerst.)». Нидерландский журнал зоологии . 29 (4): 451–620. дои : 10.1163/002829679X00016 .

[Davies-3] Jump up to: ^а ^б Дэвис, стр. 363

[Beye-4] Jump up to: ^а ^б Бей и др., стр. 56

[Dumpert-5] Jump up to: ^а ^б Ф. Дамперт, с. 67-68

[6] Группа специалистов по социальным насекомым, 1996 г.

[7] Хелантера и Сундстрем, стр. Е19-Е21

[8] Крук-Де Брюин и др., стр. 468-469

[9] Бей и др., стр. 57

[10] Обер и Ричард, стр. 835-837

[11] Дриссен и др., стр. 21

[12] Хакку и Хемерик, стр. 763-764

[Frouz-13] Фроуз, стр. 229

[14] Садд и Фрэнкс, стр. 61

[15] Фроуз, стр. 233–234

[16] Фроуз, стр. 234–235

[17] Коенен-Стаб и др., стр. 243.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]