Муравьи являются социальными животными

Проект: «Муравьи-социальные животные»
проект по биологии (7 класс) по теме

Я выбрал муравьёв как домашних питомцев из-за лёгкого содержания. Самое главное это поддерживать влажность в формикарии. Кормить муравьёв надо один раз в три месяца, едой в зависимости от вида. Уборки муравьи не требуют, потому что убирают весь свой мусор в отдельный участок арены. Вид messor structor неприхотлив и не требуют от хозяина ничего трудного.

В настоящих муравейниках высокая влажность постоянно поддерживается с помощью растений, погодных явлений и грунтовых вод. В формикариях роль источника влаги играет камера увлажнения, которую нужно с определённой переодичностью заполнять водой. Вода постепенно испаряется, воздух насыщается влагой. При таких условиях муравьям очень комфортно и они способны вести активную трудную деятельность.

Латинское название — Messor structor. По-другому их называют муравьи-жнецы. Откуда пошло такое название? Жатва — это процесс уборки злаковых культур. И именно эти муравьи собирают зёрна с полей, подобно мужчинам, жнущим в поле хлеб. Семьи муравьёв Messor structor моногинны, т.е. в колонии присутствует только одна яйцекладущая матка. Это также упрощает уход за муравьями. Касты и размеры муравьёв. У муравьёв-жнецов очень развит полиморфизм. В семьях встречаются и рабочие муравьи, и солдаты, и переходные формы. Королева крупная — 11-12 мм, рабочие муравьи — 3-5 мм, солдаты — 5-9 мм. Солдаты отличаются большой головой, её размеры обусловлены сильным развитием затылочных мышц, приводящих в движение мощные челюсти.

Муравьи строители являются первым видом, который появляется у матки после основания нового муравейника. Именно они занимаются строительством колонии, заготовлением пищи и уходом за яйцами и куколками. В развитом муравейнике рабочие имеют преобладающую численность среди всех особей.

Муравьи воины являются отдельным подвидом простых рабочих, отличаясь от последних немного большими размерами. Кроме этого, у такого муравья сильнее развиты жвала, мышцы которых занимают большую часть головы. У некоторых видов муравьёв, из-за характерного строения головы, солдаты потеряли возможность самостоятельного приёма пищи — в результате рабочим приходится их кормить.

Инстинкт заботы о потомстве сильно развит у муравьёв. При опасности, разорении муравейника, нападении на него врагов, муравьи, прежде всего, бросаются спасать своё потомство: яички, личинок, куколок, в то время, как другие храбро обороняются от нападающих.

По мере роста муравьиной общины и укрепления её целостности разделение функций становится все более глубоким: число профессий рабочих муравьёв возрастает, а специализация каждой особи сужается. У некоторых видов специализация проявилась в морфологическом различии особей; например, каста рабочих муравьёв разделилась на солдат и рабочих. Однако у большинства муравьёв разделение функций не связано с морфологическими различиями.

Гнезда мессоров не имеют надземных построек. Обычно это небольшой земляной холмик с валяющейся вокруг него кожурой от семян. Дальше идёт длинный более-менее вертикальный тоннель, в разные стороны от которого отходят камеры. Такая конструкция называется секцией. В крупных гнёздах может быть две или три секции, каждая из которых имеет свой выход. Такое гнездо уже называется полисекционным.

Первое, что мы должны сделать это подготовить это подготовить формикарий с муравьями в численности 400 шт. Муравьи находятся в полу подвижном и спокойном состоянии. Все заняты своей работой по дому.

Включаем секундомер и быстро поднимаем и опускаем крышку арены. Несколько муравьёв на арене начинают бегать и передавать сообщение о тревоге. Информация по арене распространилась за 4.92 сек. Дальше муравьи устремились к ходам формикария. По ходу движения муравьи начали заменять спокойствие на тревогу. Последняя узнаёт матка за 12. 64 сек.

Готовим формикарий к битве с мраморным тараканом. 85% муравьёв находятся внутри ходов. Все занимаются своей работой.

Переворачиваем в банке таракана. Мраморный таракан лёжа на спине беспомощен и не может перевернуться. Медленно открываем крышку арены и бросаем его внутрь, закрывая крышку.

Первое время таракан бегает по арене пока муравьи не сбивают его с ног. Он падает на спину и ничего не может сделать. В формикарии остались 25% муравьёв, так как все охотятся на таракана.

Спустя один час таракан не падаёт признаков жизни. Муравьи окружили таракана и разбирают его на части.

Источник

Секреты коллективного организма муравьев

Муравьи живут повсюду: они обитают в лесах, на полях, в пустынях и городах по всей земле. Но в чем же секрет их успеха? Как и пчелы, муравьи являются социальными животными. Они живут и работают вместе в хорошо организованных сообществах, называемых колониями. На самом деле большинство колоний муравьев настолько объединены общими целями выживания, роста и размножения, что они ведут себя как единый организм, или «суперорганизм». Далее мы узнаем подробнее про семью (колонию) муравьев, расскажем про муравейник (гнездо), про королеву и рабочих и еще много интересного про муравьиную колонию.

Подобно тому, как отдельный муравей имеет различные части тела, которые слаженно работают вместе, муравьиный суперорганизм включает от нескольких десятков до нескольких миллионов членов колонии, которые вместе взаимодействуют для достижения экстраординарных результатов. Это социальное поведение дает муравьям большое преимущество над одиночными насекомыми (к примеру, стрекозами, европейским богомолом) и другими животными. Давайте украдкой заглянем внутрь тайного общества муравьев — суперорганизма (муравьиной колонии).

Колония муравьев — общество социальных насекомых

Муравьи всегда ставят интересы своей семьи на первый план. Каждая колония является сплоченной семьёй, и, как правило, включает в себя мать (королеву), ее взрослых дочерей (работников) и расплод (яйца, личинки, куколки). Во время брачного сезона новые королевы и самцы также могут находиться в колонии, но недолго. Эти различные типы муравьев представляют собой этапы сложного индивидуального жизненного цикла.

Кроме того муравьиные суперорганизмы проходят свою собственную последовательность изменений, называемую жизненным циклом колонии. Самые маленькие колонии муравьев включают королеву и всего несколько рабочих. В самых больших колониях живут многие миллионы рабочих, такие колонии более густонаселенные, чем любой человеческий город!

Дом, милый муравьиный дом

Муравьи строят свои дома во всевозможных местах. Многие виды роют подземные гнезда или строят насыпи из почвы. Другие живут в опавших листьях, желудях или гниющей на лесной почве древесине. Некоторые муравьи предпочитают укрываться под скалы, которые также могут обеспечить тепло. Есть даже муравьи, которые гнездятся только на деревьях. Эти насекомые — отличные архитекторы, их гнезда предназначены для обеспечения правильной среды для роста личинок. Некоторые гнезда даже имеют встроенную систему вентиляции для циркуляции свежего воздуха. Для того чтобы посмотреть, как муравьи строят гнездо, вы можете держать их в муравейнике.

Королева и рабочие: их обязанности

Колония муравьев напоминает завод. Братья по колонии работают вместе, чтобы преобразовать ресурсы (продукты питания) в продукты (больше муравьев). Этот процесс характеризуется очень эффективным разделением труда, подобно тому, как разные люди имеют различные специальности и должности на своих рабочих местах.

У королевы очень специфическая роль откладывания яиц, и осуществляя данную функцию она проводит большую часть своей жизни. Рабочие муравьи выполняют другие обязанности, часто в зависимости от их возраста. Более молодые муравьи работают внутри гнезда, заботясь о королеве и ее выводке. Работники постарше выходят из своего жилища, чтобы собирать еду и защищать гнездо от врагов. Несмотря на размер и королевский титул, королева не руководит окружающими её рабочими. Рабочие решают, какие задачи выполнять, на основе личных предпочтений, взаимодействия с братьями по колонии и в соответствии с сигналами из окружающей среды.

Навыки коммуникации у муравьев

Члены колонии муравьев могут «говорить» друг с другом, чтобы скоординировать свою деятельность, но они никогда не издают звуков. Муравьи общаются в основном с помощью химических веществ, которые выделяются с их усиков. Рабочие выпускают феромоны с конкретными сообщениями, такими как «Следуй за мной к еде!» или «Атака злоумышленника!».

Члены одной колонии узнают друг друга с помощью химических веществ, которые покрывают их тела. Каждая королева покрыта уникальной смесью химических веществ, которые определяют её присутствие. Кроме того для общения в некоторых ситуациях муравьи могут также использовать прикосновение и вибрацию.

Две тысячи голов лучше, чем одна

Каждый муравей имеет крошечный мозг. Но все муравьи колонии в общей сложности достаточно умные. Муравьиные суперорганизмы могут решать сложные проблемы путем обработки информации в группах. Например, колония может сравнить потенциальные участки для размещения гнезда, прежде чем коллективно выбрать лучший из них. Одиночное насекомое не способно «взвесить» большое количество вариантов и может допустить ошибку.

Охота и оборона в муравьиной колонии

Один муравей сам по себе не может навредить крупному животному. Но колония муравьев обладает большой силой, с которой приходится считаться. Охота в группах позволяет этим насекомым одолеть гораздо большую и сильную добычу. Объединяясь, муравьи могут защитить свою колонию даже от млекопитающих.

Муравьиные фермы

Другие муравьи являются фермерами, ведущими мирный образ жизни. Например, муравьи-листорезы собирают растения для посадки на них специальных питательных грибов внутри своих гнезд. Некоторые муравьи своим образом жизни напоминают владельцев ранчо. Они содержат стада насекомых, сосущих сок растений (таких как тли), как домашний скот, и кормятся сладким сиропом, который образуется в их телах при переработке растительных соков. Таким образом муравьи, подобно людям, занимаются сельским хозяйством и разведением живности.

Муравьи идут на войну

Муравьи очень лояльны к своей собственной колонии, но они могут быть весьма враждебными к посторонним. Конкуренция среди колоний за продукты питания и другие ресурсы часто приводит к агрессии. Многие виды охраняют установленную территорию вокруг своего гнезда, которая находится вне пределов соседних колоний муравьев. Если на территорию вторгнутся члены конкурирующей колонии, может вспыхнуть война. Во время этих сражений рабочие муравьи иногда жалят или кусают соперников до смерти. Таким образом, худший враг муравьев не люди, а другие муравьи.

Источник

Все за сегодня

Политика

Экономика

Наука

Война и ВПК

Общество

ИноБлоги

Подкасты

Мультимедиа

Наука

Муравьиные войны

Перевод осуществлен проектом Newочём

Если рассматривать муравьев как общество, для них существует два варианта вступления в так называемые «войны». Один из них довольно близок к привычному для людей пониманию «войны», а именно, схватки между колониями одного вида. Другой подразумевает столкновения между муравьями разных видов. И оба типа конфликтов интересны биологам, изучающим муравьев.

Войны муравьев — агрессивная форма взаимодействия непосредственно между муравьями из разных колоний. Муравьи вовлечены в конкуренцию друг с другом. К примеру, если одна из колоний присваивает себе некий источник еды, он уже недоступен для других муравьев. Это — косвенная конкуренция. В контексте конкуренции муравьиные войны — форма конфликта, при которой муравьи напрямую вступают в схватки друг с другом. Особенный интерес к муравьям вызывает тот факт, что такие конфликты могут происходить как внутри одного вида, так и между видами.

История исследования

О существовании муравьиных войн знали даже до того, как биологи всерьез заинтересовались этим феноменом. Например, о конфликтах между муравьями писал Чарльз Дарвин. На протяжении тысячелетий люди с интересом наблюдали за этим явлением, и упоминания успеха муравьев как общества можно найти в Библии. Отчасти, муравьиные войны привлекали такое внимание по причине драматичности сражений между колониями. Но, как и люди, муравьи социальны, и сложно удержаться от проведения параллелей между нашими обществами. Довольно занимательно рассматривать историю этих сравнений как диалог: с одной стороны, интерес вызывал вопрос, может ли борьба между муравьями подкрепить уже существовавшие идеи или открыть новую сторону людских конфликтов; с другой — возможность применения по отношению к муравьям тех учений, которые мы разработали для понимания природы людских конфликтов.

Методы исследования

Муравьи — социальные насекомые. Как правило, в обществах насекомых колония действует как единое целое и в определенной степени сохраняет генетическую целостность. Другими словами, колонию скрепляет родственная структура, которая иногда бывает довольно запутанной. Внутри колонии вырабатывается способность выделять и узнавать каждого из ее членов. Муравьи склонны довольно просто делить мир на два класса: члены колонии и все остальные. Внутри колонии вырабатываются очень яркие отличительные черты, призванные объединять ее. По крайней мере, у большинства видов и при большинстве обстоятельств.

Муравьи довольно часто сталкиваются с другими муравьями, особенно в тропиках. Недавнее исследование, проведенное в горах Аппалачи в США, показало, как плотно могут селиться муравьи. Исследователи собирали мертвых насекомых в лесу, оставляли их на земле и наблюдали за тем, сколько времени пройдет, прежде чем на пищу наткнется потенциальный хищник или консумент. Большинство этих кусочков еды было найдено муравьями, и им ни разу не потребовалось больше пары минут. В тех местах, где муравейники расположены ближе всего к земле, муравьи постоянно просматривают и патрулируют почву, практически не оставляя незатронутых в течение долгого времени участков.

Таким образом, муравьи с большой вероятностью сталкиваются с членами других колоний, а бывает, что и других видов. В местах обитания, занимаемых сразу многими видами, вероятность межвидового столкновения колоний крайне высока. Подобное взаимодействие происходит регулярно. Если колония понимает, что существует угроза потери ресурсов или территории со стороны как муравьев другого вида, так и муравьев из других колоний того же вида, за этой угрозой следует организованный агрессивный ответ, который иногда может вылиться в настоящее сражение.

Эволюция вооружений

Муравьи — древние насекомые, они существовали задолго до раскола суперконтинента Гондваны. Он произошел более ста миллионов лет назад, а муравьи появились задолго до этого. Разумеется, муравьи вступали в войны на протяжение многих десятков, если не сотен, миллионов лет. У муравьев есть ряд приспособлений, которые они могут применить во время схватки. Можно предположить, что войны сыграли очень важную роль в их эволюции. Ученые, изучающие процесс их эволюции, рассказывают об изменении объекта агрессии по мере их развития. В далеком прошлом главными врагами ранних муравьев были позвоночные (такие крупные сухопутные животные, как динозавры, птицы и млекопитающие). Многие виды муравьев были оснащены очень мощным жалом — и они были очень хорошо приспособлены к нападению на человека, но их «оружие» не было очень эффективно в борьбе с другими насекомыми.

Контекст

Муравьи, которые не стареют

В мире животных

Кошки — домашние или дикие животные?

Эра трансгенных животных

По мере того, как муравьи эволюционировали и их виды становились более разнообразными, воздействие этих видов друг на друга становилось все более существенным. Это стало причиной того, что место главных врагов муравьев заняли другие муравьи. Казалось бы, это противоречит здравому смыслу, но некоторые виды муравьев утратили жало. Во многих случаях жало трансформировалось в систему подачи химических средств нападения, которые можно было с успехом использовать в борьбе против других муравьев. Это выглядит так, как будто муравьи намеренно отказались от возможности борьбы с позвоночными вроде нас в пользу способности нападать, отбиваться и выигрывать в противостоянии с другими муравьями.

Сейчас многие виды муравьев обладают особым арсеналом вооружения, который не очень эффективен в борьбе против млекопитающих, но хорошо работает против других муравьев. Такие детали, как место в теле муравья, где производятся химикаты, и какие химические соединения используются, довольно сильно разнятся среди разных видов. Если рассматривать различные виды муравьев, то можно заметить, что особые железы, используемые во время муравьиных боев, могут располагаться буквально в любой части тела. Химические соединения тоже крайне разнообразны. В ходе эволюции каждый вид развивался независимо, и по такой разнице в вооружении можно понять, как по-разному они подходили к решению общей проблемы.

У муравьев есть множество видов вооружений. Обычно применяются укусы. Зачастую муравьи действуют слаженно — члены нападающей колонии могут удерживать членов другой колонии или же самостоятельно разрывать муравьев на кусочки в то время, как их сородичи задерживают врага. На самом деле муравьи очень гадкие. Существует по крайней мере один вид, в котором у рабочих муравьев в теле есть очень крупная железа. Если эти муравьи достаточно сильно встревожатся, они могут усилить давление на нее и буквально взорваться, забрызгивая все вокруг клейкой субстанцией. Другие муравьи также обладают разнообразными железами, расположенными иногда в голове, а иногда в брюшке и выделяющими токсичные вещества, которые сбивают их врагов. Таким образом, их конфликты включают методы, начинающиеся со схваток и заканчивающиеся химическим оружием, что роднит их с людьми.

Занимайтесь любовью, а не войной

Существует интересный феномен, который почти наверняка связан с производимыми человеком изменениями естественной среды. Вторжения инвазивных видов неоднократно происходили по всему миру. Когда завезенный человеком вид получает возможность освоить новую среду, он может расплодиться до немыслимых масштабов, достигая беспрецедентной для его родной среды обитания плотности. Ареал распространения инвазивных видов муравьев может достигать огромных площадей — тысяч квадратных километров.

Почему эти вторжения достигают такого успеха? Преимущества биологии этих видов связаны с потерей у некоторых видов, по тем или иным причинам, способности различать границы колоний. В нормальных условиях каждая колония имеет свою химическую подпись, с помощью которой муравьи различают своих и чужих. Но многие инвазивные виды ее утратили. Внутри своего вида они ведут себя с другими особями так, словно те являются членами их собственной колонии.

Возможность избежать муравьиных войн внутри вида и стремление принимать членов других колоний в свою собственную позволило снизить количество затрат. Поэтому они смогли увеличить размер популяции и стать более успешными в конкурентной борьбе. Они сохраняют способность рассматривать представителей других видов как врагов или чужаков, но не проявляют внутривидовой агрессии. В результате, практически одна колония муравьев распространяется на тысячи километров. Муравьи с одного ее края могут без всякой агрессии взаимодействовать с муравьями с другого. Этот эффект наблюдался неоднократно и является весьма удивительным. Виды, добившиеся успехов во вторжениях, не связаны близким родством, а происходят из разных подсемейств муравьев, что делает их очень разнообразными.

Это говорит нам о том, что кооперация — верный путь к успеху. Разумеется, многое зависит от уровня, на котором она выражена. Мы снова можем обратиться к сравнению между муравьями и человеческим обществом. Люди являются социальными животными: мы сотрудничаем, мы образуем союзы. Но колонии муравьев имеют такой уровень кооперации и интеграции, который практически недостижим для человека. Человек почти всегда отличается от муравья тем, что даже существуя в семье или другой социальной группе, сохраняет значительную часть индивидуальной идентичности.

Мы всегда с большим волнением воспринимаем случаи самопожертвования и щедрости, и в конечном счете наша жизнь заключается в деликатном лавировании между эгоизмом и сотрудничеством. В этом смысле муравьи отличаются от нас. Внутри колонии эгоизм и индивидуальные интересы в большей степени перестали существовать. Муравьи продолжают вступать в конфликты между разными колониями, но интересно то, что отказавшиеся от барьеров колоний инвазивные виды, по видимости, достигают большего успеха.

Солдаты против кочевых муравьев

Солдаты — это особый тип муравьев, встречающийся в колониях некоторых видов. Они являются частью рабочей силы и специализируются на обороне. Не у всех видов муравьев есть солдаты, большинство ограничивается лишь одним типом рабочих особей. Но у остальных видов специализированные солдаты отличаются от простых рабочих увеличенными размерами тела и поведением. Если колонию атакуют, то именно солдаты принимают важнейшее участие в ее обороне.

Кочевые муравьи (далее — КМ) — это подсемейство муравьев, представители которого имеют несколько уникальных особенностей поведения. Они развили свои социальные навыки сильнее, чем любая другая группа социальных насекомых или даже любой другой вид известных нам животных. КМ интересны благодаря их особенности совершать все действия сообща. Любая деятельность осуществляется в тесном взаимодействии больших групп отдельных особей. Они не совершают единоличных независимых действий, а отдельно взятые работники никогда не ходят сами по себе.

Единственные члены колоний КМ, которые способны действовать независимо — это мужские особи. Время от времени они рождаются колонией для спаривания; для поиска молодых женских особей за пределами колонии у них есть крылья. Любая другая деятельность в колониях КМ производится группой, состоящей из членов одного гнезда. Среди них не существует отдельно взятых разведчиков или фуражиров. Все делается путем массовой работы роя насекомых. Можно подумать, что колония КМ представляет собой неделимую единицу, почти как организм, как ложноножка амебы. Словно рейд КМ ради поиска пищи представляет собой руку или ногу, никогда не теряющую связи с телом. И все, что они делают, происходит с высокой степенью координации и взаимодействия.

Кочевые муравьи дают отличный материал для исследования муравьиных войн. В этом они также немного отличаются от всех других муравьев. Для них мир разделяется на 3 категории: другие колонии того же вида, другие виды КМ и другие животные (включая и другие виды муравьев, не являющихся кочевыми). Их реакция на каждую из категорий совершенно различается. В целом, КМ не принимают участия в муравьиных войнах с другими КМ. Однако, одной из любимых жертв для КМ являются именно другие виды муравьев.

Кочевые муравьи с личинками из разоренного осиного гнезда

Между относящимися к КМ видами встречаются два типа реакции: игнорирование или избегание. Представьте процесс фуражирования КМ: они высылают большую рейдовую группу, целый ковер муравьев-работников, проносящийся через лес. Иногда подобный рой приближается к рою представителей другого вида КМ. В такой ситуации мы ожидаем увидеть захватывающую битву между двумя массами КМ. Однако, чаще всего они просто игнорируют друг друга: два огромных роя спокойно проходят сквозь друг друга. Вид этого явления поистине удивителен.

Мультимедиа

После людей: животный мир зоны отчуждения

Редкие животные Дальнего Востока

Жираф попался!

Животные в космосе

Спасать нужно и некрасивых животных!

Животные, которым не грозит исчезновение

Другой тип реакции встречается очень редко. Когда две колонии одного вида КМ вступают в контакт, они очень быстро распознают, что встретились с членами другой группы. Но вместо того чтобы начать битву, обе колонии отступают в противоположном друг от друга направлении. Они готовы преодолеть довольно большие расстояния, чтобы максимально отдалиться друг от друга, что может повлечь за собой даже сдвиг всей колонии. Таким образом, внутри своего вида КМ показывают явное избегание, а представители разных видов просто игнорируют друг друга.

Когда КМ сталкиваются с представителями другого, не кочевого вида муравьев, происходит обратное: они почти наверняка начнут атаку и попытаются убить каждого муравья из этой колонии. КМ нападают на очень большие колонии других видов муравьев, рассматривая их как добычу. Разумеется, другие муравьи во многих случаях дают им отпор. Такие битвы могут оборачиваться большими потерями с обеих сторон. Войны между колониями КМ и их жертвами являются одними из самых впечатляющих и катастрофических сражений в природе. Чаще всего КМ одерживают верх, но и они могут понести огромные потери в процессе битвы.

КМ способны рекрутировать большое число своих собратьев по гнезду, когда находят какой-либо ценный ресурс. Существуют доказательства наличия у них специального вещества для использования в таких случаях — рекрутирующего феромона. Это область для новых исследований КМ и их химического инструментария. Было экспериментально обнаружено, что у них имеются функционально различные феромоны и химические сигналы для сообщения различной информации, но мы почти ничего не знаем об их конкретном химическом составе.

С точки зрения физических размеров, КМ не всегда очень уж большие. Существует множество других видов муравьев с намного более крупными размерами тела, чем КМ. Но успеха они достигают благодаря количеству. Их колонии огромны, а все действия совершаются в больших согласованных группах. Если вы сталкиваетесь с представителями колонии КМ, то речь идет не об одном разведчике, а сразу о значительной части колонии. Одновременно появляется множество отдельных особей, с которыми придется бороться, и, в отличие от других муравьев, им не приходится ждать до завершения рекрутирования. Они взаимодействуют со всеми элементами среды как отдельная социальная единица.

Кочевые муравьи против муравьев-листорезов

Одна из разновидностей КМ в тропических лесах Нового света регулярно предпринимает попытки вторгнуться на территорию развитых колоний муравьев-листорезов. КМ и муравьи-листорезы — венцы муравьиной эволюции: они способны создавать обширные колонии, достигать высокого уровня социализации и участвовать в многогранном разделении труда. Когда КМ нападают на высокоразвитые популяции муравьев-листорезов, солдаты обоих видов выстраиваются друг напротив друга и начинают катастрофические схватки, которые могут длиться днями, пока КМ не прорывают линию обороны, добираются до гнезд листорезов и начинают разграблять их запасы.

Муравьи-листорезы строят огромные муравейники и основывают обширные колонии с многомиллионным населением. Муравьи-солдаты этого вида отличаются внушительными размерами: грузоподъемность муравья-солдата в сотни раз превышает аналогичный показатель у муравья-работника. Впрочем, солдаты не могут выполнять большое количество работы для колонии: они слишком массивны, их содержание дорого обходится популяции, а точное предназначение до сих пор не до конца разгадано биологами.

Тем не менее, когда биологи, специализирующиеся на изучении КМ, начали наблюдать регулярные нападения КМ на колонии муравьев-листорезов, они заметили, как листорезы реагируют на эти вторжения. Тысячи огромных листорезов-солдат отправились на передовую, где они должны были попытаться отразить атаку КМ. В большинстве случаев их усилия были безуспешны, и в конечном счете КМ все равно прорывали линию обороны. Однако можно предположить, что именно защита от КМ является причиной существования листорезов-солдатов. Это наблюдение подкрепляет теорию о том, что войны или схватки с другими муравьями представляют собой важный аспект муравьиной эволюции.

Если пристально взглянуть на то, как остальные муравьи отвечают на атаки КМ, можно выделить широкий спектр реакций. Некоторые виды муравьев пытаются отбиться, другие начинают паниковать, едва завидев первых солдат КМ, и бросаются спасать гнездо. Обычно они эвакуируют потомство и пытаются отойти на как можно большее расстояние. Почувствовав себя в безопасности, они останавливаются и выжидают. После того, как насытившиеся КМ покидают разоренную колонию, жертвы нападения могут вернуться домой.

Современные исследования

В настоящее время биологические особенности инвазивных видов муравьев вызывают значительный интерес. Ученые начали понимать, что информация о том, ввязывается ли та или иная колония в столкновения, помогает нам узнать больше о биологических вторжениях и их возможных негативных последствиях. Некоторые виды инвазивных муравьев вызывают экологические проблемы глобального масштаба — не только для людей, но и для подорванных экосистем мест их вторжения. Учитывая, что они стирают с лица исчезающие виды и своим поведением способствуют изменению структуры места обитания, они могут оказывать ужасный по своему масштабу эффект на экологию.

Они также представляют собой проблему для людей: эти муравьи забираются в еду, некоторые виды источают неприятный запах, вызывают заболевания. Понимание муравьиных войн может оказаться ключом к обнаружению черты, присущей инвазивным видам муравьев и провоцирующей в них подобное поведение. Вероятно, это открытие поможет нам выработать реакцию на муравьиные демарши или даже предсказывать, когда нечто подобное случится вновь. Поэтому на сегодняшний день проводится огромное количество исследований муравьиной агрессии и муравьиных войн, которые, как ожидается, позволят дать ответ на вопрос о биологических вторжениях.

Неплохой идеей было бы внимательнее присмотреться к видам животных, непосредственно извлекающих выгоду из муравьиных войн. В колониях многих подвидов муравьев живут представители других видов, получившее название «мирмекофилов» (организмы, живущие в ассоциации с муравьями и какое-то время (временно или постоянно) зависящие от них — прим. Newочём). Эти представители животного мира добывают пропитание в основном за счет муравьиной колонии. Обычно речь идет о паразитах, но их негативное воздействие на жизнь колонии как правило минимально. Мирмекофилы развивают в себе способность прятаться от муравьев. Принятый в колонии механизм распознавания соплеменников не распространяется на них, однако они каким-то образом обходят его. И виды, чья судьба связана с судьбой муравьиной колонии в эволюционном плане, демонстрируют живую заинтересованность исходом муравьиных войн. Другими словами, если колония разорена, им тоже приходится несладко. Однако на настоящий момент ученые не располагают сведениями о непосредственном участии мирмекофилов в сражениях. Хотя идея-то неплохая.

В моей лаборатории мы сейчас работаем по двум направлениям. Во-первых, мы исследуем эволюцию муравьиного мозга в попытках понять, каким образом нервная система реагирует на различные экологические условия, предопределяет ли она социальные роли и размеры тела муравьев. Во-вторых, мы заинтересованы в понимании того, как можно использовать КМ для изучения колебаний температуры и, возможно, воздействия климатических изменений на генетику и психологию представителей животного мира. Мы считаем КМ отличной моделью для исследования, отчасти потому что представители подвидов КМ, распространенных в тропиках, могут выдерживать широкий диапазон температур: идентичные подвиды в ходе исследований были подвергнуты воздействию очень высоких температур в низинных местностях и очень низких — в горах.

Нерешенные вопросы

Из шквала научных статей, появившихся в 2015 году, мы узнали, что структура муравьиного мозга в последнее время претерпела значительные изменения, в частности, в аспекте превращения вида из энтомофага в социальных существ. Это изменение теоретически подтверждает предположение, что, став социальным существом, представитель вида не нуждается в прежнем высоком уровне развития своего мозга и познавательной активности, поскольку теперь он может делиться информацией и интегрироваться с другими представителями своего подвида. Почти так же, как если бы нейронные связи могли быть выведены на групповой уровень. Это открытие стало настоящим прорывом; необходимо проанализировать схожие тенденции у представителей других видов, чтобы понять, применима ли она для всех представителей фауны. Это важно, поскольку, если взглянуть на представителей класса позвоночных — млекопитающих, птиц, рыб — большинство из них в основном демонстрирует прямо противоположную тенденцию. Другими словами, если ваш вид становится более социализированным, мозговая деятельность также возрастает; насекомые же демонстрируют прямо противоположную зависимость. Это направление исследований может таить в себе много захватывающих открытий.

Открытыми остаются вопросы о мега-колониях, о которых мы уже разговаривали ранее. Насколько глубока существующая в них интеграция? Возможно, все ограничивается локальным уровнем и они обмениваются информацией только на небольших расстояниях. Интересно воображать глубоко интегрированные колонии, хотя маловероятно, что они способны обмениваться информацией на больших расстояниях. Впрочем, это неплохая идея для научно-фантастического романа.

Шон О’Доннелл — доктор наук; заместитель декана, профессор, факультет биоразнообразия, Земли и исследований окружающей среды Дрексельского университета.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Источник