Одонтомах баури
Одонтомах баури | |
---|---|
Научная классификация | |
Домен: | Эукариоты |
Королевство: | животное |
Тип: | Членистоногие |
Сорт: | Насекомое |
Заказ: | Перепончатокрылые |
Семья: | Формициды |
Род: | Одонтомах |
Разновидность: | О. бары
|
Биномиальное имя | |
Одонтомах баури Эмери , 1892 г.
|
Odontomachus bauri — это вид муравьев понерин, - известный как муравьи-ловушки. Челюсть ловушки состоит из нижних челюстей, которые содержат подпружиненный запирающий механизм. [ 1 ]
Этот механизм позволяет муравьям накапливать энергию перед быстрым ударом или отпусканием челюстей. O. bauri известен своими мощными челюстями, которые могут открываться примерно на 180° в течение 10 мс после стимуляции и закрываться в течение 0,5 мс. [ 2 ] которые помогают ловить добычу. Жвалы способны жалить и парализовать добычу или раздавить ее до смерти. O. bauri также использует свои челюсти, чтобы отталкиваться от земли или добывать добычу как вертикально, так и горизонтально. O. bauri может преодолевать расстояние, в 20 раз превышающее длину его тела, за один прыжок с помощью челюсти. O. bauri тесно связан с родом Anochetus , принадлежащим к тому же семейству Formicidae. Он был обнаружен на юге Коста-Рики , в тропической Южной Америке , Вест-Индии (кроме Кубы и Багамских островов ) и на Галапагосских островах .
Идентификация
[ редактировать ]О. bauri Главная особенность — темно-коричневый цвет. Кроме того, лицо до ближнего края вершины исчерчено. [ 3 ] Головка имеет длину 2,09–3,12 мм (0,082–0,123 дюйма). На первом тергуме желудка есть опушение или волосы, частично они стоят прямо вверх и относительно однородные. [ 3 ] Черешковый узел (Б на рис. 2) при взгляде сбоку имеет куполообразную форму. [ 3 ]
Личинки этого вида, как и другие представители этого рода, украшены шипами и липкими подушечками. [ 4 ] однако имеют несколько уникальных особенностей, касающихся мельчайших сенсилл и относительного размера структур. [ 5 ] Перед линькой они проходят три личиночные стадии, не плетя кокона. [ 5 ]
среда обитания
[ редактировать ]O. bauri встречается на юге Коста-Рики , в тропической Южной Америке , Вест-Индии (кроме Кубы и Багамских островов ), на Галапагосских островах и на севере Мексики. Это также один из самых распространенных муравьев в домах и садах Южной Бразилии . O. bauri чаще всего встречается в низинах, обычно расположенных в тропических лесах, хотя этот вид кажется более терпимым к засушливым условиям, чем многие другие Odontomachus . виды [ 3 ]
O. bauri обычно формирует гнезда на мягкой и влажной почве, в местах, защищенных от прямых солнечных лучей, а также в местах, где вероятность беспокойства со стороны природы, например ветра, дождя и т. д., мала. [ 6 ] Гнезда можно найти под камнями, ветвями и стволами упавших деревьев. [ 6 ] Кроме того, если они встречаются в садах, то обычно под камнями, контейнерами для растений и растительными остатками. [ 6 ]
Собирательное поведение
[ редактировать ]O. bauri имеет полидомную структуру гнезда, в которой на одну колонию приходится несколько гнезд. [ 2 ] Эта характеристика была подтверждена, когда исследователи заметили, что многие соседние гнезда не дерутся друг с другом, но гнезда, находящиеся на расстоянии более 10 м (33 фута) друг от друга, будут очень агрессивны по отношению друг к другу. [ 2 ] Кроме того, наблюдатели много раз видели, как муравьи-ловушки делили еду со своими соседями. [ 2 ]
Гнезда обычно небольшие, примерно менее 200 муравьев. [ 7 ] Районы кормления между гнездами каждой семьи строго определены. [ 2 ] Было замечено, что O. bauri оставался в одном и том же районе во время кормления, потому что он не осмеливался ступить на территорию кормления своего соседа. [ 2 ]
O. bauri обычно проводит время под опавшими листьями , классифицируя его как муравья-подстилку. [ 2 ] Он также широко известен как универсальный хищник. [ 8 ] Некоторые из распространенных жертв O. bauri включают червей, пауков, термитов, муравьев, бабочек, мух и жуков. Обычно длина добычи составляет около 3–4 мм. [ 2 ] Наиболее распространенной добычей O. bauri являются мягкотелые особи, например, термиты и мокрицы. [ 2 ] O. bauri способен «использовать пищевой ресурс, практически недоступный другим муравьям». [ 2 ] Это было установлено после того, как исследователь обнаружил остатки насуитермеса, типа термитов, которые в качестве защиты выделяют материал, который раздражает и может блокировать органы чувств хищника. [ 2 ] Находки частей этого типа термитов доказывают, что челюсти O. bauri способны бороться с химически защищенной добычей. [ 2 ]
Замечено, как рабочие возвращаются в места, где раньше находили еду. [ 2 ] Успех добывания пищи для особи, измеряемый тем, сколько рабочих возвращается с добычей, составит 28%. [ 2 ] Около 41% рабочих, вернувшихся с кормодобывания, были с пустыми руками, а у остальных 31% не было добычи или добыча была слишком мала, чтобы ее можно было различить. [ 2 ]
Скорость
[ редактировать ]У O. bauri вторые по скорости движения хищные придатки в царстве животных. [ 9 ] после муравья-дракулы ( Mystrium camillae ). [ 10 ] После стимуляции одного из четырех триггерных волосков придаток O. bauri реагирует в течение 10 мс. Его максимальная скорость составляет 126–230 км/ч (78–143 миль в час), а челюсти закрываются в среднем всего за 130 микросекунд. Это примерно в 2300 раз быстрее, чем мгновение ока. Пиковая приложенная сила примерно в 300 раз превышала вес тела муравья. Также было замечено, что муравьи использовали свои челюсти как катапульты, чтобы выбрасывать злоумышленников или бросаться назад, чтобы избежать угрозы. [ 9 ]
Биология этой удивительной способности заключается в том, что при стимуляции одного триггерного волоса активируются все четыре крупных мотонейрона. Эти крупные мотонейроны полностью покрыты глиальной оболочкой. [ 11 ] Это группа специализированных клеток, которые питают и поддерживают нейроны. Глиальная оболочка необходима для быстрой передачи сигналов, поскольку она обеспечивает единственную гладкую дорогу, а не скачок сигнала от нейрона к нейрону.
Нижние челюсти контролируются стимуляцией двух крупных сенсорных нейронов, которые проецируются через сенсорный нижнечелюстной нерв в подпищеводный ганглий. [ 11 ] Для управления мышцами нижней челюсти концы сенсорных нейронов ведут к толстым дендритным стволам четырех мотонейронов. [ 11 ]
Нижние челюсти O. bauri удерживаются на месте с помощью фиксатора, называемого наличником. Как только защелка отпускается, вся накопленная энергия быстро высвобождается, и челюсти закрываются, очень похоже на выстрел из арбалета.
Триггерные мышцы, обнаруженные у O. bauri, встречаются и в самых быстрых синхронных мышцах цикад. Кажется, что мышцы созданы для быстрого сокращения. Это связано с тем, что длина саркомера, который является основной единицей мышечной структуры, одинакова. [ 11 ]
Прыжковые рекорды
[ редактировать ]O. bauri обычно использует свои придатки для захвата добычи. Однако его также можно использовать для поднятия тела в воздух, что может привести к двум различным типам прыжков. «Прыжок в защиту» [ 12 ] это когда O. bauri отбрасывается назад от потенциальной добычи из-за удара челюстями о вертикальный объект. «Спасительный прыжок» [ 12 ] предполагает, что O. bauri направляет челюсти к земле перед выстрелом и запускается вертикально в воздух. Кроме того, чтобы отличить прыжок с побегом от прыжка с целью защиты, O. bauri определенным образом ориентирует голову. [ 9 ]
«Защитные прыжки» рассматриваются как простые несчастные случаи, а не как целенаправленные действия, совершаемые муравьем-ловушкой. [ 12 ] Это связано с тем, что они чаще всего совершают этот прыжок, когда сталкиваются с крупной безобидной добычей, а не с мелкой добычей. [ 12 ] Эти данные позволяют сделать вывод, что этот тип прыжка производится непроникающим ударом. [ 12 ] «Прыжки для защиты от вышибалы» обычно представляют собой горизонтальные прыжки, в результате которых муравей может приземлиться на расстоянии 40 сантиметров от своего исходного положения.
С другой стороны, «прыжки с отступанием» толкают муравья вертикально и оказываются преднамеренными из-за поведения, которое предшествует прыжку. Перед «прыжком с места» муравей ориентирует свои усики и направляется перпендикулярно злоумышленнику. [ 9 ] Кроме того, он покачивает всем телом, а затем поднимает одну ногу вертикально. [ 9 ] Это довольно сложная процедура, позволяющая подготовиться к подъему на высоту 7 см от земли. Причина этого маневра заключается в том, чтобы иметь возможность ухватиться за растительность, обычно расположенную вокруг их гнезд, чтобы обеспечить своего рода побег. [ 12 ]
Сигнализация и защита
[ редактировать ]O. bauri — очень агрессивный вид муравьев. Как только его гнездо потревожено, множество рабочих муравьев совершают спасательный прыжок. Если кто-то приземлится на нарушителя, то рабочие сразу же начнут жалить нарушителя. К счастью для незваного гостя, в ужалении незваного гостя примут участие лишь немногие из рабочих гнезда, в отличие от видов муравьев из рода Solenopsis . [ 6 ] Укусы не опасны для человека, но вызывают аллергическую реакцию. Считается, что их яд по существу белковый по составу. [ 13 ]
Муравьи-ловушки не имеют таких же жал, как пчелы. Вместо этого их жала убираются и не имеют зазубрин, чтобы их можно было использовать снова. Жало расположено в конце брюшка и полностью покрыто оболочкой — защитным покрытием. [ 6 ] Помимо кратковременного укуса от укуса, O. bauri содержит смесь муравьиной кислоты и белка, которая может обладать высокой токсичной активностью и выделяется после укуса муравья. [ 6 ] У людей были записи о немедленном горении в месте укуса, но оно обычно проходит через час. [ 6 ] Однако был один случай, когда у молодой девушки возникла сильная аллергическая реакция на укус. На ее кистях, руках, грудной клетке и ступнях были пятна красных, зудящих и опухших участков. Кроме того, ее веки опухли. Это продолжалось около недели и было обнаружено примерно в 16% случаев укусов муравьев. [ 6 ]
Признание
[ редактировать ]O. bauri способен узнавать других рабочих из разных гнезд по усикам. Этот процесс происходит, когда два муравья стоят друг напротив друга, и один из них касается усиков другого своими усиками или головой. [ 14 ] Существует четыре различных модели поведения, которые могут возникнуть после распознавания другого муравья. Это базовая настороженность, тревога, атака жвалами или атака укусом. Базовая настороженность возникает, когда оба муравья раскрывают челюсти примерно на 180°. [ 14 ] Тревога включает в себя как базовую бдительность с быстрыми случайными движениями тела, так и выброс феромона тревоги. [ 14 ] Атака жвалами — это модель, при которой муравей-ловушка использует свои жвалы, чтобы нанести удар противнику. [ 14 ] Атака укусом — это когда муравей-ловушка выгибает брюшко вперед и пытается использовать жало, чтобы причинить вред противнику. [ 14 ]
Муравьи O. bauri используют летучее вещество дихлорметан (CH 2 Cl 2 ), чтобы узнавать своих товарищей по гнезду. [ 14 ] Особи из разных колоний имеют в своей системе разное количество летучих химических веществ. [ 14 ] Таким образом, признаком того, что вы знаете своего родственника, является количество вещества, уловленного во время антеннации. [ 14 ] Сигнал распознавания не имеет отношения к сигналам окружающей среды, поскольку O. bauri нападал на муравьев, которые содержались в колонии, окруженной капсулой из проволочной сетки, больше, чем на контрольных особей, которые содержались внутри колонии. [ 14 ] Чтобы еще больше исключить влияние окружающей среды как вариант, Jaffe et al. кормили две разные колонии одной и той же диетой, а одну колонию кормили двумя разными диетами. Когда муравьи-ловушки из одной колонии, но с разным рационом, встретились, они не напали друг на друга. [ 14 ] Однако когда муравьи из двух разных колоний, но с одинаковым рационом встретились, они атаковали друг друга примерно в 75% случаев. [ 14 ] Кроме того, сигнал распознавания не является звуком или конкретным поведением, поскольку O. bauri способен распознавать мертвых товарищей по гнезду. [ 14 ] Сигналом распознавания должен быть запах, поскольку муравьи, высушенные сублимацией или помещенные в пластиковую капсулу из проволочной сетки, никогда не подвергались нападению. [ 14 ]
Эволюция
[ редактировать ]Нижние челюсти O. bauri представляют собой увеличенную форму крепких и длинных челюстей, встречающихся у многих видов муравьев. [ 15 ] Кроме того, мышцы челюстей O. bauri встречаются и у других муравьев, хотя мышцы, обнаруженные у O. bauri , большие и очень похожи на мышцы цикад . [ 15 ]
Жвалы и мышцы, обнаруженные на них, представляют собой экзаптации ; большие челюсти, вероятно, были выбраны из-за повышенной способности переносить пищу и в дальнейшем модифицированы для использования в качестве способа защиты и охоты. [ 15 ]
Есть и другие муравьи с челюстями-ловушками, такие как дошедшие до нас Strumigenys , Mystrium , Myrmoteras и Anochetus, а также вымершее в меловом периоде племя Haidomyrmecini . [ 15 ] [ 16 ] Одна общепринятая теория предполагает, что челюсти-ловушки на самом деле развивались независимо по крайней мере четыре раза в истории муравьев. [ 15 ] Это связано с тем, что с использованием секвенирования ДНК филогенетического дерева было обнаружено, что муравьи с челюстями-ловушками не были аккуратно вложены в одну часть дерева. [ 15 ] Вместо этого их нашли разбросанными вокруг дерева. Следовательно, он не эволюционировал однажды, что привело к гипотезе об общем предке. Вместо этого он эволюционировал несколько раз, и каждый раз он использовал разные особенности рта муравья для создания челюсти-ловушки. Например, челюсть-ловушка O. bauri построена из сустава нижней челюсти; однако триггер Струмигениса построен из его верхней губы. [ 15 ] Этот тип эволюции можно было бы считать конвергентной эволюцией , а челюсть-ловушку можно было бы рассматривать как аналогию. [ 15 ] Это связано с тем, что все они представляют собой схожие функции, но задействованы независимо, а не имеют общего предка. [ 16 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лаборатория, П. «Механизмы движения: муравьи-ловушки - Лаборатория Patek» . Проверено 23 апреля 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот Эмер, Б.; Холльдоблер, Б. (1995). «Собирательное поведение Odontomachus bauri на острове Барро-Колорадо, Панама» . Психика . 102 (3–4): 215–224. дои : 10.1155/1995/27197 .
- ^ Jump up to: а б с д Лонгино, Дж. Т. «Formicidae: Odontomachus bauri » . Проверено 20 апреля 2011 г.
- ^ Паппас, Стефани; 11 мая, участник Live Science |; ET, 2017, 07:41 (11 мая 2017 г.). «У странных муравьев есть волосатые комочки для младенцев» . Живая наука . Проверено 28 июня 2019 г.
{{cite web}}
:|first2=
имеет общее имя ( справка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Фокс, EGP; Смит, А.А.; Гибсон, Дж. К.; Солис, ДР (2017). «Личинки муравьев-ловушек, Odontomachus Latreille, 1804 (Hymenoptera: Formicidae): морфология и биологические заметки» . Австрийское общество энтомофаунистов . 25 . дои : 10.25849/myrmecol.news_025:017 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Родригес-Акоста, А.; Рейес-Луго, М. (2002). «Тяжелая крапивница человека, вызванная ядом муравьев ( Odontomachus bauri , Emery 1892) (Hymenoptera: Formicidae)». Международный журнал дерматологии . 41 (11): 801–8803. дои : 10.1046/j.1365-4362.2002.01480.x . ПМИД 12453010 . S2CID 43307635 .
- ^ «Ловушка для челюстных муравьев Odontomachus bauri , факты, информация и фотографии» . АнтАрк . Архивировано из оригинала 21 августа 2011 года . Проверено 30 апреля 2011 г.
- ^ Браун, WL (1976). «Вклад в реклассификацию Formicidae. Часть VI. Ponerinae, триба Ponerini, подтриба Odontomachiti. Раздел A. Введение, субтрибальные признаки, род Odontomachus » . Студия Энт . 19 : 67–171. дои : 10.5281/zenodo.27000 .
- ^ Jump up to: а б с д и Патек С.Н., Байо Дж.Э., Фишер Б.Л., Суарес А.В. (22 августа 2006 г.). «Многофункциональность и механическое происхождение: баллистическое движение челюстей у муравьев-ловушек» . Труды Национальной академии наук . 103 (34): 12787–12792. Бибкод : 2006PNAS..10312787P . дои : 10.1073/pnas.0604290103 . ПМК 1568925 . ПМИД 16924120 .
- ^ «Муравьи-Дракулы обладают самым быстрым известным животным придатком: челюстью» . ScienceDaily . Проверено 12 декабря 2018 г.
- ^ Jump up to: а б с д Гроненберг, В. (1995). «Быстрый удар нижней челюсти у муравья-ловушки Odontomachus . I. Временные свойства и морфологические характеристики». Дж. Комп. Физиол . 176 (3): 391–398. дои : 10.1007/BF00219064 . S2CID 25600034 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Спанья, JC; Шелкопф, А.; Карилло, Т.; Суарес, А.В. (2008). «Свидетельства поведенческого сотрудничества на основе контекстно-зависимых вариаций использования нижней челюсти у муравьев-ловушек ( Odontomachus spp.)». Naturwissenschaften . 96 (2): 243–250. дои : 10.1007/s00114-008-0473-x . ПМИД 19039571 . S2CID 1685118 .
- ^ Тушар, Аксель; Айли, Самира; Фокс, Эдуардо; Эскубас, Пьер; Оривел, Жером; Николсон, Грэм; Дежан, Ален (20 января 2016 г.). «Арсенал биохимических токсинов муравьиных ядов» . Токсины . 8 (1): 30. doi : 10.3390/toxins8010030 . ПМЦ 4728552 . ПМИД 26805882 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м Яффе, К. (1983). «Распознавание гнезда и территориальное поведение муравья Odontomachus bauri Emery (Formicidea: Ponerinae)». Общество насекомых . 30 (4): 466–481. дои : 10.1007/bf02223978 . S2CID 20287896 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Патек С. «Быстрые укусы и необычные адаптации» . Проверено 30 апреля 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Перришо, В.; Ван, Б.; Энгель, М.С. (2016). «Чрезвычайный морфогенез и экологическая специализация меловых базальных муравьев» . Современная биология . 26 (11): 1468–1472. дои : 10.1016/j.cub.2016.03.075 . ПМИД 27238278 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- СМИ, связанные с Odontomachus bauri, на Викискладе?
- Муравьи Коста-Рики: Odontomachus bauri.
- «Безумный мир муравьев, которые быстро кусают и высоко прыгают» Эксперименты Музея палеонтологии Калифорнийского университета включают видео с нижними челюстями Odontomachus bauri в работе
- Антвеб-страница
- Пресс-релиз новостей Калифорнийского университета в Беркли
- Новая статья новостей ученых