В тему о муравьях. Ломехуза — жук драгдилер.
По своему общественному устройству муравьи — наиболее близкие к человеку существа на Земле. Каждое новое открытие в мирмекологии (науке о муравьях) лишь подтверждает это.
Перед нами здоровое гнездо рыжего лесного муравья (Formica rufa). Для данного вида характерен купольный муравейник, верхний слой которого состоит из десятисантиметрового слоя палочек, иголочек, сухих листьев, камешков. Гнездовой материал муравьи постоянно перемешивают, чтобы муравейник не начал гнить — это своего рода принудительная вентиляция. Высота нашего муравейника — 56 сантиметров, диаметр — 98 сантиметров. Купол имеет 11 отверстий. Примерная численность населения муравейника — около 10 тысяч особей. Под куполом расположены ободковые камеры, в которых хранятся яйца, личинки и куколки муравьев. Еще глубже — гнилой пень или крупные ветки. Под землей на глубине до 1,5 метра находятся сообщающиеся между собой камеры. В одной из них живет царица.
В муравейнике существует строгая иерархия и распределение ролей. Гнездом управляет царица — самка, откладывающая яйца. Рабочие муравьи — тоже самки, но они не производят потомства до тех пор, пока жива царица. Срок жизни царицы 15–20 лет, рабочего муравья — до 7 лет. Самцы живут всего один сезон, в жизни муравейника не участвуют и погибают сразу после спаривания.
В непосредственной близости от царицы находится свита из 10– 12 рабочих муравьев, они о ней заботятся: облизывают ее и кормят. Это, как правило, молодые муравьи, поскольку все обитатели гнезда проходят примерно месячную стадию ухаживания либо за царицей, либо за личинками. Затем они перебираются на самый дальний участок зоны патрулирования муравейника (ее радиус достигает 5–6 метров) и там занимаются поиском пищи — фуражированием. Найденную пищу муравей передает вверх по инстанциям, и лишь оттуда она распределяется по всему муравейнику. Вместе с пищей муравейник окормляется особым феромоном — веществом, которое выделяет царица. В нем содержится информация о здоровье царицы и состоянии гнезда. Это вещество муравьи из свиты слизывают с царицы, переносят в специальном зобу и передают друг другу по цепочке. Таким образом все особи муравьиного социума включены в единое информационное пространство.
В муравейнике действует своя система наказаний. К примеру, если здоровый муравейфуражер несколько раз подряд возвращается в муравейник ни с чем, его «казнят» — убивают и самого пускают на фураж. Любопытно, что совершенно подругому поступают муравьи с теми, кто потерял трудоспособность в результате увечья. Их кормят до тех пор, пока те в состоянии просить еду, то есть постукивать усиками по определенным участкам головы здорового муравья.
Муравьи — активные хищники, но вместе с тем они держат и «домашний скот». В его роли выступает тля, причем поедают муравьи не только ее саму, но и ее выделения. Это не является формой паразитизма, поскольку без муравьиной заботы тля погибает гораздо раньше от других хищников. Муравьи пасут тлей на близрастущих растениях, оберегают их. И по первому требованию тля выделяет им излишки нектара. Чтобы «выдоить» тлю, муравей щекочет усиками ее брюшко.
Без пагубного воздействия извне муравейник может жить вечно. Но иногда на муравейник садится маленький жучок светлокоричневого цвета — ламихуза. Жучок проникает в ободковую камеру, где хранится муравьиное потомство, и откладывает туда яйца. На все попытки обитателей гнезда разобраться с чужаком он отвечает тем, что выделяет особое вещество, которое муравьи тут же слизывают и впадают в состояние эйфории. Под воздействием этого вещества они просто отходят в сторону и на время затихают. Так начинается гибель муравейника.
Ломихуза — «жукдрагдилер», которым оказался поражен наш муравейник, — насекомое из группы мирмекофилов. Всего насчитывается 266 видов мирмекофилов — насекомых и других беспозвоночных, обитающих вместе с муравьями. Среди них много паразитов. Наблюдая процесс передачи пищи между муравьями, можно увидеть, например, такую картину: снизу к муравью прицепился один мирмекофил, сверху другой, и оба успевают урвать свою долю. Воистину: один с сошкой — семеро с ложкой. Но представители этой группы нахлебников либо вступают во взаимовыгодные отношения (симбиоз), либо наносят урон, не ведущий к гибели всего гнезда. Все, кроме ломихузы.
Этот вид впервые подробно описал немецкий исследователь Вассман в 1897 году. Это крохотный жучок — примерно втрое меньше рыжего лесного муравья. Чаще всего он попадает в муравейник с воздуха и проникает через одно из входных отверстий. Муравьи не чинят ему в этом препятствий, поскольку тут же увлекаются тем наркотическим веществом, которое он выделяет. Более того, они тут же начинают его кормить, поскольку жук умеет помуравьиному просить еду — постукивая усиками по определенным участкам головы. Иногда ломихуза попадает в муравейник из соседнего гнезда, с которым у здорового муравейника налажены отношения. Заражение происходит на обменных дорогах. Муравьи охотно делятся «жукамидрагдилерами», транспортируя их на брюшке. Точно так же они переносят с собой ломихуз, отпочковываясь от своего муравейника с целью создать новую семью.
У ломихузы точно такой же процесс развития потомства, как и у муравья: яйцо — личинка — куколка — взрослое насекомое. Самка «жукадрагдилера» откладывает 100–200 яиц прямо рядом с муравьиными — они абсолютно ничем не отличаются. Когда вылупляется личинка ломихузы, становится заметно одно отличие — ее брюшко вогнуто. Но на этой стадии она уже умеет просить еду и начинает выделять наркотик, поэтому муравьи теперь хоть и распознают чужака, но начинают заботиться о личинке ломихузы как о собственном потомстве. Взрослые жуки живут здесь же, в муравейнике. Они будут жить тут до тех пор, пока муравейник в состоянии их кормить, оттягивая на себя все больше его ресурсов. Но пока этот процесс происходит под куполом и скрыт от глаз наблюдателя. Отличить пораженный ломихузой муравейник от здорового на этой стадии можно лишь в солнечную погоду, когда все обитатели гнезда выползают на поверхность купола погреться. Но уже через несколько минут муравьи затаскивают ломихуз обратно под купол. Они еще думают, что командуют муравейником.
До сих пор болезнь нашего муравейника развивалась в скрытой форме. Ее мог разглядеть лишь специалистмирмеколог. В подкупольной камере вместе со своим потомством муравьи взращивали личинки ломехуз — свою будущую погибель. Они распознавали в них чужаков, но противостоять им не могли: личинки выделяют наркотическое вещество, противостоять которому муравьи не в силах.
Но теперь даже неспециалисту, если он приглядится к куполу муравейника, становится ясно, что с гнездом творится чтото неладное. По сравнению с другими муравейниками его жизнь как будто заторможена. Муравьи здесь гораздо менее активны, зона патрулирования гнезда сузилась, да и там, где еще работают фуражеры, можно увидеть такую картину: муравей пытается чтото тащить, но потом бросает свою работу и просто слоняется без дела. Тусуется.
Первое, что приходит в голову, — они все уже под кайфом. Но это не так. Те, кто пребывает под действием вещества, выделяемого ломехузой, как правило, сидят внутри муравейника. Заторможенные особи, которых мы наблюдаем на поверхности, — это уже новое поколение муравьев. По аналогии с людьми их можно назвать муравьямидаунами. На языке науки они называются псевдоэргатами. По основному плану строения это все еще рабочие особи, однако грудная часть у них по сравнению со здоровой особью немного увеличена. Поэтому внешне они представляют собой нечто среднее между рабочими особями и самками. На деле же псевдоэргаты не в состоянии ни откладывать яйца, ни спариваться с самцами. Не могут они и полноценно выполнять функции рабочего муравья.
Псевдоэргаты еще пытаются делать какуюто работу, поскольку в гнезде еще достаточно активных муравьев, которые заставляют их работать, но делают они это из рук вон плохо. Впрочем, среди активных муравьев все больше особей подсаживается на вещество, выделяемое жуком«драгдилером», так что принуждение с их стороны все слабее. При этом едят асоциальные муравьи наравне со всеми. Таким образом, баланс расходной и доходной статей бюджета нашего муравейника нарушается, муравьям начинает недоставать фуража, чтобы прокормить всех — и царицу, и ломехуз, и псевдоэргатов, и здоровых муравьев, число которых все стремительнее уменьшается.
Изучая это явление, ученыемирмекологи сначала полагали, что появление псевдоэргатов связано с недокармливанием личинок, поскольку существенную часть питания муравьи теперь отдают ломехузам. Выдвигалась и другая версия — псевдоэргаты появляются в результате заболевания вирусом, переносимым жуками«драгдилерами». Однако потом наука установила, что причина появления псевдоэргатов — все то же наркотическое вещество, выделяемое ломехузами. То есть теперь в нашем муравейнике увлечение наркотиком переросло в стадию эпидемии наркомании, определяющей не только поведение муравьев, но и их физиологическое строение.
Источник
Притча про Муравья и работу в команде
В конторе одной был директором Шмель,
Он план непосильный давал.
Трудился веселый простой Муравей,
С утра и до ночи пахал.
Директор сказал: « Это что за бардак?»,
Работаешь сам по себе.
Контроль очень важен, возможен ведь брак,
Я взял контролера тебе.
Знакомься скорей, дорогой Муравей
Жук будет теперь в ОТК.
Имеет он сотни прекрасных идей,
Работа его не легка.
Запомни, я занят и мне недосуг,
И с этого дня, Муравей.
Мне нужен отчёт – сказал грозно Жук,
Отчёт о работе твоей.
Работал весь день весельчак Муравей,
А после отчёты писал.
И вечером Жук в каморке своей,
Их долго и нудно читал.
Но стало Жуку работать невмочь,
Пора обновить инвентарь.
Чтоб в трудном контроле немного помочь,
Был нанят Паук-секретарь.
За новым огромным дубовым столом,
Сидит многорукий Паук.
В костюме он чёрном всегда дорогом,
И смотрит как важный Индюк.
Улыбка сползла с лица Муравья,
Он денно и нощно в трудах.
Но как-то не стало совсем жития,
Проносится день впопыхах.
Хоть Шмель был доволен отчетам Жука,
Но требовал так, же прогноз.
А так как работа сия не легка
В помощницы нанял Стрекоз.
И вот департамент с десяток Стрекоз,
Печатает схемы и план.
А чтобы спокойней начальству жилось,
Стал главным у них Таракан…
С тех пор Муравей раздражительным стал,
Всё чаще пыхтел и бухтел.
Все хуже и дольше отчёты писал,
Работать совсем не хотел.
Служебку Шмелю написал грозный Жук,
В ней стал Муравья он ругать.
Мол, этот бездельник отбился от рук,
Пора что-то уж предпринять.
Шмель понял, что фирме нужен гарант,
Проблем ворох, невпроворот.
Спасителем станет для нас консультант,
Уж он-то все сразу поймёт.
Кузнечик три месяца дебет сводил,
Он складывал и отнимал.
А после Шмелю всё как есть доложил,
На фирме раздут персонал…
И вот наступил сокращения день,
Вмиг весь персонал приутих.
Считаю, что лишний у нас Муравей,
Шмель вынес строгий вердикт…
Вот так вот и в жизни бывает порой,
Коль выпало быть Муравьём.
То штат Тараканов, Жуков и Стрекоз,
Несёшь на горбу ты своём…
28.07.2018
Источник
Парадокс жука на резиновом тросе
Один из самых интересных парадоксов — это парадокс жука, который ползет по резиновому тросу. Хотя этот парадокс также известен и под другими названиями (парадокс гусеницы, муравья на резиновом жгуте и т.д.), суть его от этого не меняется, поскольку кажущиеся шансы насекомых добраться до другого конца нулевые.
Итак, давайте попробуем провести мысленный эксперимент. Жук находится на одном из концов резинового троса, длина которого в обычном не растянутом состоянии 1 км. Другой его конец прикреплен к какому-то объекту способному двигаться (допустим, это будет автомобиль). В какой-то момент жук начинает ползти по тросу в сторону автомобиля, одновременно с этим и автомобиль начинает движение. Доползет ли жук до конца троса, если скорость автомобиля будет 1 км/с, а скорость жука 1 см/с? Казалось бы, это абсолютно невозможно, трос будет растягиваться гораздо быстрее, чем ползет жук. Обычный жук в обычных условиях, конечно, не смог бы этого сделать, так как рано или поздно, вероятнее всего, наступило бы одно из трех событий:
— в автомобиле закончилось топливо;
Но так как это всего лишь мысленный эксперимент, мы можем допустить, что жук бессмертный, у автомобиля нескончаемый запас топлива, трос равномерно растягивается по всей его длине до бесконечности и, если уж на то пошло, еще и то, что вселенная действительно бесконечна. Если мы примем все эти условия, то жук в конце-концов все-таки сможет доползти до другого конца троса.
На первый взгляд, кажется, что задача не имеет решения, поскольку в нашем представлении жук и трос находятся в движении независимо. Однако, осмыслив то, что жук находится именно НА канате и, что участок каната, на котором в данный момент находится насекомое растягивается с аналогичной скоростью, что и канат перед ним, то положение дел становится понятнее.
Сами арифметические расчеты довольно сложные, но чтобы понять суть решения надо увидеть ситуацию целиком. В начале пути перед жуком находится 100% длины троса, которую ему необходимо преодолеть. Спустя секунду трос вытягивается еще на километр, что делает его задачу значительно труднее, однако, ему предстоит преодолеть уже не 100% пути, а уже чуть-чуть меньше. И тот крошечный участок, который жук уже прополз также будет пропорционально растягиваться относительно оставшейся длины троса.
Теперь, взамен того, чтобы думать о том, что с каждой секундой движения автомобиля жук будет находиться от него на все большем расстоянии, подумайте о том, что в процентном соотношении пройденное жуком расстояние будет увеличиваться, хоть и очень-очень медленно и, в конечном итоге, достигнет 100 %.
В нашей ситуации это случится через 2,8х10^43,429 секунд . Это огромный промежуток времени, даже по сравнению с предполагаемым возрастом Вселенной, который составляет всего около 4 × 10^17 секунд.
Полное описание парадокса и его математическое решение можно посмотреть тут
Какие интересные парадоксы Вам известны? Ждем ответы в комментариях
Если Вам понравилась статья , поставьте лайк и подпишитесь на канал НАУЧПОП . Оставайтесь с нами, друзья! Впереди ждёт много интересного!
Источник
Как жуки и муравьи конкурируют за жизненное пространство
Лаборатория социальной этологии Института систематики и экологии животных СО РАН под руководством Ж. И. Резниковой продолжает изучение социального устройства у насекомых. Результатом этой работы стала статья Е.А.Дорошевой и Ж.И.Резниковой, раскрывающая механизмы напряженных антагонистических отношений между жужелицами и муравьями. В период высокой численности муравьев жужелицы стараются обходить муравейники стороной. Если же жук все-таки попал на муравьиную тропу, то старается всеми способами избежать конфликтов — либо быстро, не останавливаясь, бежит, либо петляет, либо затаивается (муравьи ведь мало интересуются неподвижными объектами). Если же встреча жука и муравья все-таки происходит, то жуки имеют 5 отработанных способов спасения. Эксперименты, проведенные авторами, показали, как жуки обучаются избегать муравьев.
Что представляет собой конкуренция за пространство в реальном мире, не та абстрактная конкуренция, о которой говорит школьный учебник биологии, а реальная, которая осуществляется в природе? Этот вопрос подняли в своей статье Е.А.Дорошева и Ж.И.Резникова. В качестве объекта исследования они выбрали жужелиц и муравьев. Эти насекомые предпочитают сходные условия для жизни и часто проживают на одной территории. Спектр питания у жужелиц довольно широкий: среди них есть представители разных трофических групп, от крупных хищников до мелких любителей растений и грибов. Все они, впрочем, довольно агрессивны, могут кусать врага, прогонять его.
В течение 5 лет ученые собирали данные по распределению численности жуков вокруг муравейников и на контрольных площадках, наблюдали за поведением жуков при встрече с муравьями и в лаборатории, и в природных условиях. В результате выявились яркие черты специфических конкурентных отношений между муравьями и жужелицами.
Численность жуков вокруг муравейников обычно низкая, чем дальше от муравейника, тем чаще можно встретить жужелицу. Это касалось в первую очередь мелких видов жужелиц. Крупный хищный вид Carabus regalis был равномерно распределен по всей территории участка, невзирая на близость муравейников.
Такая структура пространственного распределения жужелиц относительно муравейников складывается нескоро: вокруг переселенных на новое место муравейников обилие жужелиц не отличалось от контрольного. Видно, жужелицам требуется больше 5 лет, чтобы сообразить, какой грозный сосед у них появился.
Так выглядит лабиринт, где экспериментаторы устраивали встречу муравьев и жужелиц. Фото с сайта reznikova.net/antbeat.html
Как же ведут себя жуки в присутствии муравьев? Чтобы это выяснить, были, во-первых, проведены наблюдения за жуками, подсаженными на муравьиную тропу, и, во-вторых, наблюдения за жуками в специально устроенных лабиринтах, в одном отсеке которого сидел муравей. Оказавшись на муравьиной тропе, крупные жуки вдвое увеличивают свою скорость и бегут, не останавливаясь. Более мелкие жуки тоже ускоряют свой бег, сокращая время остановок, и при этом стараются избежать встречи с муравьями, обходят их, за счет этого траектория их пути становится чрезвычайно извилистой. Другие мелкие жужелицы не пытаются обойти муравья, но при виде опасного врага затаиваются, пережидая.
В опытах по поведению жука сажали в Y-образный лабиринт, в одном отсеке которого сидел муравей.
Поначалу жуки заползали в отсек с муравьем. Встретившись с недругом, жук действовал одним из пяти способов: 1) пытался обойти муравья, 2) при непосредственном столкновении быстро поворачивался и убегал, 3) убегал, чуть завидя муравья, или 5) замирал. Чаще всего жужелицы всех видов убегали, едва увидев муравья. Ну а шестая тактика состояла в том, чтобы вообще не заползать в отсек с муравьем, а это уже требует обучения. Эту тактику предпочитали крупные хищные жужелицы C.regalis. В прочем, обучение играет важную роль и в других случаях. Наименее эффективные тактики — это пытаться обойти муравья или легкомысленно допустить контакт с муравьем и только потом убегать. После нескольких неудач — муравьи все же кусаются! — жуки переставали использовать эти тактики.
Муравей кусает жужелицу за ногу. Фото с сайта reznikova.net/antbeat.html
То есть жуки обучались наиболее оптимальному, а в данном случае это означает безопасному, способу поведения при встрече с конкурентом. На основе сравнения своих результатов и данных предыдущих работ авторы делают вывод о существовании стереотипных поведенческих тактик для избегания опасных объектов. На основе собственного жизненного опыта жуки оперативно выбирают, какая из тактик лучше срабатывает, а затем ее используют. Быстрее всего научились избегать муравьев мелкие жужелицы, сравнимые с муравьями по размеру, то есть те, для которых вопрос конкуренции стоит наиболее остро.
Если встреча все же произошла, то муравей нападает на жужелицу. Муравьи чаще нападают на хищных крупных жуков, чем на мелких растительноядных. Вражда у них взаимная: ведь для крупных жуков муравьи служат желанной добычей. Правда, из всей муравьиной семьи агрессивно ведут себя только охотники и охранники, а фуражиры имеют относительно мирный нрав. При встрече с жуком муравей иногда касается своими антеннами соперника, после чего жук быстро убегает. Авторы предполагают, что тут имеет место тактильная коммуникация, которая может играть существенную роль в межвидовом взаимодействии с мелкими жуками.
Очень редко нападает жужелица, тогда результат вот такой
Известно, что многочисленные колонии муравьев часто становятся серьезными конкурентами для многих видов насекомых и пауков. Наиболее агрессивная конкуренция складывается между муравьями и мелкими хищниками. При совместном обитании жуки постепенно учатся безопасному поведению, а муравьи в свою очередь учатся не нападать, а просто отпугивать опасного соперника. Так что насекомые, безусловно, способны к обучению, и их поведение в действительности более гибкое и вовсе не такое «запрограммированное», как это представлялось натуралистам после знаменитых опытов Фабра. Результатом взаимного приспособления конкурентов друг к другу является более полное и эффективное совместное использование ресурсов данной территории.
Zh. I. Reznikova and E. A. Dorosheva, 2000. [Effect of Red Wood Ants on Carabid Behavior: Experimental Studies at the Individual Level // Doklady Biological Sciences. V. 375. P. 644-646.
Источник