Муравьиная кислота: собственный антибиотик из брюшной железы
Долгое время считалось, что муравьиная кислота нужна этим насекомым только для защиты от хищников, например, от других насекомых и птиц. Но оказалось, что ее функции много шире: она служит не только дезинфектантом для антигрибковой обработки гнезда и потомства, но и эффективным антибиотиком
Муравьиная кислота – одна из самых простых органических кислот, несмотря на свое название, встречается не только у муравьев, но и в выделениях пчел и медуз, а также у представителей растительного царства: в крапиве, хвойных, а также в некоторых фруктах. Но впервые она была найдена действительно у лесных рыжих муравьев еще в 1670 г.; позднее выяснилось, что это соединение вырабатывается брюшной железой всех представителей наиболее «продвинутого» муравьиного семейства Formicidae.
Одно время считалось, что муравьи используют это вещество для отпугивания врагов, но недавно было обнаружено, что они обрабатывают кислотой свои гнезда и потомство для предотвращения распространения патогенных микроскопических грибков. Кстати сказать, муравьиная кислота представляет опасность и для человека: концентрированная, она может вызывать сильные химические ожоги, а в концентрации свыше 10% – разъедать кожу.
Немецкие ученые из Галле-Виттенбергского университета им. Мартина Лютера и Байройтского университета (Германия) при наблюдении за поведением древесных муравьев Camponotus floridanus обнаружили, что всякий раз после еды или питья воды они начинают чистить брюшко. Исследователи заметили, что при этом муравьи глотают секрет брюшных желез, вследствие чего в желудке возникает кислая среда. В эксперименте по кормлению муравьев пищей, зараженной патогенными и условно-патогенными бактериями, выяснилось, что возможность проглотить муравьиную кислоту улучшает выживаемость особей.
Такая кислотная «БАД» особенно актуальна для этих насекомых, так как муравьи практикуют кормление друг друга и личинок «изо рта в рот». И высокая кислотность желудка, по-видимому, не дает возможной инфекции распространиться на всю колонию. Правда, пока неясно, убивает ли муравьиная кислота патогены напрямую, либо она действует совместно с другими факторами, например, иммунными. Так или иначе, потребление кислоты способствует формированию определенного состава микробиома пищеварительного тракта муравьев, в котором преобладают кислотостойкие бактерии семейства Acetobacteraceae.
Высокая кислотность пищеварительной среды характерна не только для муравьев: кислота в больших количествах вырабатывается в желудках высших позвоночных, включая земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих. Но среди насекомых муравьи – одни из очень немногих, кто имеет такую особенность. И эффекты она везде оказывает одинаковые: защищает от патогенов и структурирует микрофлору.
Кстати сказать, сегодня муравьиная кислота, получаемая искусственным путем, активно используется в качестве консервирующего и антибактериального агента при заготовке кормов, в пчеловодстве, а также для дезинфекции оборудования и как антисептическое средство в медицине. В ряде случаев именно она оказывается предпочтительнее, так как обладает наиболее выраженным действием в отношении ряда бактерий и плесеней. Не обошла муравьиная кислота и индустрию красоты: это вещество применяется при производстве препаратов для борьбы с угревой сыпью, удаления лишней растительности и даже для использования в соляриях.
Источник
Почему некоторые муравьи кислые?
Сами по себе муравьи не являются кислыми или сладкими, их вкус определяет муравьиная кислота, которую они активно вырабатывают. В брюшной области у муравьев имеются специальные железы, которые и отвечают за выработку муравьиной кислоты. Внутри муравья довольно много этой кислоты, она помогает насекомым отпугивать других животных. Почувствовав приближении опасности, муравей выделяет муравьиную кислоту, которая имеет резкий неприятный запах. Причём выбрасывают муравьи ядовитую кислоту примерно на двадцать сантиметров.
Некоторые муравьи имеют кислый вкус по той причине, что они выделяют муравьиную кислоту. А любая кислота имеет кислый вкус благодаря положительно заряженному иону (который называется катионом, так как перемещается к катоду) водорода.
Кислая — муравьиная кислота, которая вырабатывается железами муравья, расположенными на брюшке, ближе к анальному отверстию. Концентрация кислоты внутри муравья, кстати, достигает 60%, так что осторожнее рядом с муравейниками, берегите глаза)
При приближении хищников муравьи не сразу кидаются кусаться. Сначала они устраивают обидчику кислотный дождь, выстреливают из своих попок водный раствор муравьиной кислоты, на расстояние до 20 см. Запах кислоты призывает и других муравьев выйти на защиту муравейника. И только если кислотой не удается отпугнуть врага, в ход пускаются мощные челюсти.
Вы можете войти или зарегистрироваться, чтобы добавить ответ и получить бонус.
Источник
Малиновый сумасшедший муравей — Rasberry crazy ant
Nylanderia fulva
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Членистоногие
Класс:
Насекомое
Порядок:
Перепончатокрылые
Семья:
Formicidae
Подсемейство:
Formicinae
Род:
Ниландерия
Разновидность:
Рыжевато сумасшедший муравей или муравей рэсберри , Nylanderia желто — коричневый , является муравьем , происходящим из Южной Америки. Как и длиннорогий сумасшедший муравей ( Paratrechina longicornis ), этот вид называют «сумасшедшим муравьем» из-за его быстрых, непредсказуемых движений (родственный N. pubens известен как «карибский сумасшедший муравей»). В Техасе его иногда называют «малиновым сумасшедшим муравьем» в честь истребителя Тома Рэсберри , который заметил, что численность муравьев увеличивалась в 2002 году. Ученые реорганизовали таксономию родов в этой кладе муравьев, и теперь он идентифицирован как Nylanderia fulva .
В 2014 году было обнаружено , что муравей производит и покрывает себя с муравьиной кислотой в качестве антидота к огню муравей «s яд . Это первый известный пример того, как насекомое может нейтрализовать яд другого насекомого. Предполагается, что эта способность появилась в Южной Америке, где эти два вида живут в одном ареале. В колониях есть несколько маток, что также способствует их выживанию.
По состоянию на 2012 год муравьи основали колонии во всех штатах побережья Мексиканского залива США, включая как минимум 27 округов на юго-востоке Техаса .
СОДЕРЖАНИЕ
Описание
Муравей составляет около 3 мм (или около 1/8 дюйма) в длину, таким образом , меньше , чем Красный огненный муравей , Solenopsis Invicta . Он покрыт рыжевато-коричневыми волосками. Их личинки пухлые и волосатые, с особым строением ротового аппарата и уникальной морфологией нижней челюсти, которая позволяет точно идентифицировать виды. Колонии живут под камнями или сваями; у них нет централизованных гнезд, кроватей или курганов. Они , как правило , тли для пади , питаются мелкими насекомыми и позвоночными, и корма на растения, особенно для сладких материалов. Похоже, что муравьи предпочитают тепло и влажность побережья.
N. fulva была вредителем в сельских и городских районах Колумбии , Южная Америка , где она вытеснила все другие виды муравьев. Там мелкие домашние птицы, такие как куры, умерли от удушья, в то время как более крупные животные, такие как крупный рогатый скот, были атакованы вокруг глаз, ноздрей и копыт. Пастбища высохли из-за увеличения числа насекомых-вредителей, сосущих растения ( полужестких ), которых муравьи культивируют, чтобы питаться выделяемой ими сладкой «падевой росой».
При нападении эти муравьи, как и другие муравьи-муравьи , могут кусать, но не жалить, и выделяют муравьиную кислоту через волосяной круг или ацидопор на конце живота, используя ее в качестве яда, который вызывает небольшую боль, которая быстро исчезает. Муравьиная кислота была названа в честь латинского слова formica (муравей), потому что она была впервые получена из муравьев в 17 веке. Уникально то, что рыжевато-коричневый муравей также использует муравьиную кислоту в качестве противоядия против ядовитых алкалоидов огненного муравья (известных как соленопсины ). Было продемонстрировано, что алкалоиды яда огненных муравьев обладают сильным паралитическим действием по отношению к видам-конкурентам, таким образом, у коричневого сумасшедшего муравья, возможно, выработалась устойчивость за счет иммобилизации ядовитых токсинов кислотой.
Было обнаружено, что коричневые сумасшедшие муравьи вытеснили другие виды муравьев в их родной Аргентине, а затем и в США, включая импортированного красного огненного муравья. Первоначально предполагалось, что это связано с конкуренцией за использование и вмешательство .
Муравьиная кислота как противоядие от яда огненных муравьев
В марте 2014 года исследователи пришли к выводу, что муравьиная кислота помогла коричневатым сумасшедшим муравьям выжить после яда огненных муравьев в схватках с муравьями в 98% случаев; когда в эксперименте протоки желез были заблокированы лаком для ногтей, у сумасшедших муравьев был только 48% шанс выжить в схватке с огненными муравьями. После воздействия яда огненного муравья N. fulva отступает, покрывается муравьиной кислотой и возвращается в бой. Это первый известный пример того, как насекомое очищает яд другого насекомого, и первое открытие ионной жидкости в природе, которая возникает в результате смешивания муравьиной кислоты с ядом S. invicta .
Неизвестно, как муравьиная кислота действует как противоядие против гораздо более токсичного яда огненных муравьев. Яд огненных муравьев представляет собой смесь токсичных алкалоидов и белков, которые предположительно позволяют алкалоидам проникать в клетки конкурирующих муравьев. Каждый алкалоид в яде огненного муравья, включая соленопсин , имеет шестичленное гетероциклическое кольцо с жирорастворимыми боковыми цепями. Исследователи, открывшие противоядие муравьиной кислоты у сумасшедших муравьев, предполагают, что муравьиная кислота денатурирует белки в яде огненных муравьев. Другая возможность состоит в том, что азот в гетероциклическом кольце алкалоида протонирован , что делает ионную молекулу менее липофильной и , следовательно, с меньшей вероятностью проникнет в клетки смуглого муравья.
Диета
N. fulva ест жидкости, в том числе нектар растений и падь насекомых . Кальций , натрий и калий очень важны для N. fulva : более высокое содержание калия в окружающей среде снижает его содержание, а более высокое содержание калия + натрия снижает его даже в большей степени. Между тем, более высокое содержание кальция увеличивало численность.
Тяга к электрооборудованию
Заражение Nylanderia fulva на электрическое оборудование может вызвать короткое замыкание , иногда из-за того, что муравьи прогрызают изоляцию и проводку. Перегрев, коррозия и механические сбои также возникают в результате скопления мертвых муравьев и детрита в электрических устройствах. Если муравья ударили током, он может испустить феромон тревоги при смерти, что заставит других муравьев броситься на поиски нападающих. Если собирается достаточно большое количество муравьев, это может привести к короткому замыканию в системе.
Непонятно, почему колонии Nylanderia fulva привлекают электрооборудование. Они могут ощущать магнитные поля , окружающие провода, проводящие электрический ток, или они могут предпочесть тепло, создаваемое сопротивлением токам в проводах. Некоторые утверждают, что они просто ищут пищу или привлекательное место для гнездовья.
Скорость распространения
Служба распространения научных знаний Техасского университета A&M сообщает, что ежегодная скорость распространения наземной миграции составляет около 240 и 360 м в год в окрестностях и промышленных районах, соответственно, и 207 м в год в сельских ландшафтах, следовательно, распространяется медленнее, чем огненные муравьи. Другие источники указывают 800 м (0,50 мили) в год. Наблюдаемая скорость перевозки людей, животных и транспортных средств (например, в мусоре) намного выше: разброс от пяти округов Техаса в 2002 году до 20 в 2007 году дает ускоренную скорость 8 км (5,0 миль) в год при при этом им потребуется около 70 лет, чтобы добраться до Нового Орлеана . Однако в 2011 году о коричнево-сумасшедших муравьях сообщили в Миссисипи, в августе 2012 года в Порт-Аллене, штат Луизиана , и в 2013 году в Джорджии.
Диапазон в США
Самая ранняя запись о присутствии N. fulva в США была обнаружена в Браунсвилле, штат Техас , в 1938 году. К началу 2000-х годов муравьи распространились по юго-восточной части Техаса, включая более 27 округов. Крупные взрывы популяции были описаны также на острове Санта-Крус. на Виргинских островах США; во многих случаях вид муравьев ошибочно принимался за его близкого родственника, волосатого сумасшедшего муравья, Nylanderia pubens . По состоянию на 2012 год муравьи обосновались в колониях во всех штатах побережья Мексиканского залива США . Муравей считается инвазивным видом . По состоянию на 2021 год расселение N. fulva ограничено некоторыми южными частями страны.
Контроль в США
Муравьев не привлекают обычные приманки для муравьев, они не контролируются безрецептурными пестицидами, и их труднее полностью истребить, чем многие другие виды, потому что в их колониях есть несколько маток. В июне 2008 года Агентство по охране окружающей среды США предоставило временное разрешение на использование фипронила , антитермитного агента, для борьбы с этим муравьем. Его использование в настоящее время ограничено зараженными округами.
Источник
Интересное вещество родом из детства
А у вас было немного странное детство?
То самое, когда вы ели смолу с деревьев, цветы белой акации и даже ягоды паслена? Было такое? А если хотелось кисленького, то находили муравейник, вставляли в него палочку, а потом вытаскивали и сосали. А такое было?
Не знаю, конечно, как мы умудрялись при этом не отравиться и не испортить себе желудки, но факт остается фактом: все это мы засовывали в свои рты довольно регулярно. Сейчас мы не будем обсуждать все эти моменты, но на один из них обратим более пристальное внимание.
Почему же палочка была кислой?
Да потому, что на ней была муравьиная кислота. Это особое вещество, которое выделил еще в 1670 году Джон Рей из желез рыжих муравьев. Мы в детстве не знали, кто такой Рей, но о том, что муравьи выделяют кислоту, знали точно. Понятно, что Рей обратил на нее внимание не просто так, ведь эта кислота сегодня используется в разных сферах.
Читать полностью обо всех ее особенностях можно, перейдя по ссылке http://муравьиная.рф/muravinaya. А сейчас мы обратим внимание на специфику этого вещества в общих чертах.
Итак, что представляет собой муравьиная кислота?
Нельзя не отметить, что содержится это вещество не только в муравейниках. Просто найдено оно было впервые именно там. А вообще оно выделено и у пчел, а также в крапиве и в хвое. Это первый представитель из ряда насыщенных одноосновных карбоновых кислот, а ее второе название – метановая кислота. Она зарегистрирована как пищевая добавка (обозначение Е236), а значит, не представляет собой вредного соединения. В общем, мы в детстве не ошибались, когда «выделяли» ее из муравейников.
Где применяется это вещество?
Помимо того, что это пищевая добавка, муравьиная кислота находит применение еще и в таких сферах:
в сельском хозяйстве – чтобы продлить сроки хранения кормов;
в животноводстве – при выпаивании телят, чтобы сквашивать молоко;
в пчеловодстве – с целью уничтожения клещей;
при производстве кожаной продукции (обработка сырья);
в полиграфической и в текстильной отраслях: для протравки бумажного сырья и текстиля;
и снова – в пищевой промышленности (в качестве дешевого консерванта, и как сырье для получения концентратов витаминов).
Использование материалов разрешено только с предварительного согласия правообладателей. Все права на фото-видео, графический и изобразительный контент принадлежат их авторам. Допустимо цитирование не более 30% от исходного текста. Полностью дублировать материалы запрещено (в том числе с использованием RSS). При цитировании материалов гиперссылка на penzavzglyad.ru обязательна.
Редакция не несет ответственности за содержание блогов и комментариев, а также не предоставляет справочной информации. Позиция «Пенза-Взгляд» не всегда совпадает с мнением авторов статей, опубликованных на интернет-портале.
Все замечания, пожелания и предложения присылайте на penzavzglyad@yandex.ru. Прогноз погоды предоставлен сервисом Яндекс.Погода.
