У муравья усики или

Наука 21 век » Усики муравьев как механизм опознавания «свой-чужой»

Профессиональная защита интеллектуальной собственности

Усики муравьев как механизм опознавания «свой-чужой»

Даже небольшие повреждения тонких волосков на усиках муравьев разрушают их опознавательную систему – насекомые перестают отличать врагов от собратьев по колонии.

Профессор Марк Элгар (Mark Elgar) и его коллеги по зоологическому факультету Мельбурнского университета проводили эксперименты с тропическими муравьями-портными (Oecophylla). Этот род известен своей агрессивностью. Гнезда свои они строят на деревьях.

Чтобы отличить друга от врага, муравьи-рабочие касаются своими усиками других муравьев. Если их запахи отличаются, рабочий попытается искалечить и убить чужака.

«Мы выяснили: если волосики на усиках были повреждены в боях или просто износились, способность отличать друзей от врагов резко падает. К нашему удивлению, этот процесс никак не связан со старением», — рассказывает профессор Элгар.

«Состояние усиков – важнейшее условие социальной коммуникации между муравьями. С помощью этих же органов насекомые ищут пищу, партнеров и безопасные места для личинок, поэтому усики должны поддерживаться в идеальном состоянии». Для муравейника в целом это вопрос статистики – чем больше колония, тем больше ошибок в распознавании она может себе позволить.

Исследование муравьиных усиков было опубликовано в журнале American Naturalist.

Источник

Особенности строения муравья

Муравьи – близкие родственники пчел и ос. Они также относятся к отряду перепончатокрылых. Поэтому строение муравьяво многом напоминает строение этих насекомых, вплоть до наличия крыльев. Но оно может несколько различатьсяу разных видов муравьев в зависимости от способа жизни и занимаемой экологической ниши.

Внешний вид

Различия касаются в основном размера и веса тела. Некоторые тропические муравьи достаточно мелкие – их вес составляет не более 2 мг, а размер тела – около 2 мм. Но существуют и довольно крупные представители семейства, у которых тело рабочих особей достигает в длину 3 см, а вес – 90 мг. Вместе с темстроение тела всех муравьев имеет такие общие черты:

• наличие прочной хитиновой оболочки для поддержания формы тела и защиты внутренних органов;
• тело разделено на 3 основных сегмента: голову, мезосому (грудь) и брюшко;
• на голове расположены характерные усики и мандибулы;
• ротовой аппарат лижуще-грызущего типа;
• наличие петиоля – узкой талии между грудью и брюшком. Эта часть тела состоит из 1–2 члеников;
• крылья есть только у самцов и у репродуктивных самок до окончания брачного периода;
• наличие жала – видоизмененного яйцеклада – у рабочих особей. Применяется для добычи пищи и защиты семьи;
• дыхательная система представлена трахеями с дыхальцами снаружи;
• кровеносная система представлена сердцем – мускулистой трубкой в спинной части тела, которая разгоняет бесцветную кровь – гемолимфу.

Часто возникают споры насчет того,сколько лап у муравья. Некоторые люди заблуждаются, считая, что муравей – близкий родственник пауков и имеет 4 пары ног. На самом деле он относится к классу насекомых и, как и все его представители, имеет 6 конечностей. Как же он успевает так много всего делать? Тут важно не то, сколько лапок у муравья, а как они устроены.

За счет того, что каждая из ножек состоит из трех суставов – бедра, голени и собственно лапки, это насекомое обладает высокой подвижностью. На концах лапок расположены крючкообразные когти, с помощью которых муравей может подниматься по гладким вертикальным поверхностям. Из трех пар ножек передние – самые сильные, именно ими он выполняет основную работу. Вот почему то, сколько ног у муравья,не имеет решающего значения. Главное, что у него есть «руки».

Нервная система и органы чувств

Нервная система муравьев состоит из длинной брюшной нервной цепочки и нервных узлов. Сложное поведение насекомых возможно благодаря надглоточному ганглию, который представляет собой мозг муравья. Его размеры достаточно велики по сравнению с размерами тела, а самый большой – у рабочих особей.

Зрительный аппарат

Не менее интересно узнать, чем видят муравьи. Как и у других насекомых, у них сложные фасеточные глаза, состоящие из большого количества линз.Муравьи не могут достаточно хорошо различать форму предмета, так как их зрение имеет низкое разрешение, зато отлично реагируют на движение.

Кроме того, в верхней части головы расположены три маленьких органа зрения, которые называют простыми глазками. Они способны различать уровень освещенности и определять плоскость поляризации светового потока. Существуют также абсолютно слепые виды, которым зрение не нужно, так как они обитают в толще почвы.

Назначение усиков

Также на голове муравьев находится универсальный орган чувств – усики. Они способны распознавать молекулы различных химических веществ, чувствовать воздушные потоки, вибрации и принимать сигналы при соприкосновении с предметами или другими насекомыми. Кстати, прикосновения вместе с особыми жестами и выделением феромонов составляют язык муравьев.

Восприятие различных оттенков запаха происходит с помощью жгутиков усиков. Они же помогают различать вкус. Для этого предназначены также нижняя губа и максиллы – части ротового аппарата. Муравьи могут отличать чистую воду от загрязненной, обнаруживают минеральные примеси, растворенный сахар и кислоты.

За тактильные ощущения отвечают не только специальные усики на голове, но и множество волосков, расположенных по всему телу. Благодаря им насекомые чувствуют вибрации и могут даже предсказать землетрясение. Звуки для муравьев не так важны, они могут различать их только в том случае, если находятся в центре звуковой волны.

Секрет силы

Давно известно, что муравьи очень сильные и могут перенести на себе предмет, вес которого во много раз превышает их собственный. А то, сколько может поднять муравей, зависит от вида насекомого.Самые мелкие представители семейства способны поднять груз в 50 раз тяжелее их самих, в то время как более крупные виды могут перенести предмет массой всего в 10-20 раз больше, чем они весят. Получается, чем меньше особь, тем она сильнее. Сила этих тяжелоатлетов объясняется особым строением их мышечной системы и наличием очень прочной хитиновой оболочки, которая выполняет механическую и защитную функции.

Источник

Список названий частей тела муравья встречающихся в русскоязычной литературе.

Список названий частей тела муравья.

Абдомен – см. брюшко.
Антенна – см. усик.
Аролий – имеется у некоторых муравьев на кончиках лапок между коготков.
Ацидопора — выход ядовитой железы на кончике брюшка вытянутый обычно в трубочку окруженную венчиком волосков.
Бедро – часть ноги.
Брюшко (абдомен) – бывает округлым, вытянутым, сердцевидным. Верхние пластины брюшка называются тергитами, нижние – стернитами. Тергиты имеют отверстия дыхалец.
Вертлуг – небольшой членик ноги между коксой (тазиком) и бедром.
Верхняя губа – часть ротового аппарата муравья.
Вольселла — часть наружных половых органов самца.
Галеа – часть ротового аппарата муравья.
Гениталии – наружные половые органы самца.
Глаза – сложные фасеточные глаза муравья. Их два. Обычно состоят из множества фасеток. У некоторых видов могут состоять всего из нескольких фасеток. Есть виды муравьев вообще лишённые глаз.
Глазки – простые глазки из одной фасетки. Их три. У некоторых видов их имеют только половые особи. У некоторых видов их нет.
Голень – часть ноги.
Голова – состоит из головной капсулы, несущей глаза и простые глазки (если они есть), усики и ротовые части. Причленяется к груди.
Грудь (мезосома) – центральная часть тела муравья.
Гуларная пластина – пластина на нижней стороне головы между жвалами. В американской литературе гулой часто называют всю нижнюю поверхность головы.
Жвалы (мандибулы) — верхние челюсти, чаще массивные, в виде широких пластинок, с большим количеством зубчиков на жевательном крае, с выпуклым внешним и вогнутым внутренним краем, реже саблевидные без зубцов.
Заднеспинка (метанотум) – часть груди. Хорошо различима у самок и самцов. У рабочих особей слита с эпинотумом.
Затылок – область головы от темени до затылочного отверстия.
Затылочный край головы – задний край головы, если смотреть на неё точно сверху.
Кардо – часть ротового аппарата муравья.
Клипеус – см. наличник.
Кокса (тазик) – верхняя часть ноги.
Копулятивный аппарат – см. гениталии
Лапка – нижняя часть ноги. Состоит из пяти члеников. Первый членик самый длинный. На конце лапки два коготка.
Лациния – часть ротового аппарата муравья.
Лоб – часть головы без четкой границы. Находится между лобными валиками, граничит со щёками по бокам и теменем сверху.
Лобная бороздка — бороздка, отходящая вверх от лобной площадки. Бывает длинной (до переднего глазка), короткой или отсутствует.
Лобные валики — бороздки, которые бывают прямыми или изогнутыми, параллельными или расходящимися в стороны, длинными или короткими. У некоторых видов лобные валики очень короткие или совсем не выражены.
Лобная площадка (лобный треугольник) – треугольная пластина между усиками над наличником.
Максиллы – часть ротового аппарата муравья.
Мандибулы – см. жвалы.
Мезоплевра – бока среднегруди у рабочих особей.
Мезонотум – см. среднеспинка.
Мезосома – см. грудь.
Метаплевральная железа – парные железы, выделяют антибиотические вещества, а иногда также феромоны тревоги и репелленты для защиты от врагов.
Метасома – стебелёк и брюшко взятые вместе.
Метанотум – см. заднеспинка.
Наличник (клипеус) – представляет собой квадратную, треугольную, полукруглую или трапециевидную пластинку. Передний край наличника прямой, слабовыпуклый или вогнутый, иногда с выемкой на середине или с зубчиками по бокам; задний край угловатый. Поверхность наличника чаще выпуклая, реже с продольным килем, иногда с несколькими продольными валиками или поперечным вдавлением. По бокам наличника в верхней части расположены наличниковые ямки.
Нижняя губа – часть ротового аппарата муравья. Состоит из лорума, прементума с парой нижнегубных щупиков, параглосс и язычка, образованного слившимися глоссами.
Нижнечелюстные щупики – часть ротового аппарата муравья.
Переднеспинка (пронотум) – передняя часть груди муравья.
Плейрит (мезоплевра) – часть груди.
Пронотум – см. переднеспинка.
Проподеум (эпинотум) – задняя часть груди.
Проподеальное дыхальце – парные дыхальца на проподеуме (эпинотуме).
Псаммофор – специальное приспособление для переноски сухой почвы, распространённое у пустынных муравьев. Образован длинными отстоящими волосками (аммохетами), расположенными на нижней поверхности головы.
Птеростигма – утолщение у передней кромки крыла.
Сагитта — часть наружных половых органов самца.
Сенсиллы – отстоящие волоски на последних члениках усика. Являются органами осязания.
Сквамула — часть наружных половых органов самца.
Скутеллюм – часть груди самок и самцов
Скутум – часть груди самок и самцов
Среднегрудное дыхальце – парные дыхальца, расположенные на мезопроподеальном шве.
Среднеспинка (мезонотум) – часть груди.
Стебелёк – состоит из одного членика (петиолюса) или двух члеников (петиолюса и постпетиолюса). Если состоит из одного членика, то часто развивается в поперечную лопасть, носящую название чешуйки. Чешуйка может быть вертикальной или наклоненной вперед. Реже петиолюс может быть цилиндрическим (Tapinoma) или узловидным (некоторые Cataglyphis). Напротив, у видов с 2-члениковым стебельком форма петиолюса бывает, чаще всего, узловидной, с развитым узелком различной формы и, как правило, удлиненной передней цилиндрической частью, реже цилиндрической (Myrmecina). Постпетиолюс у этих видов имеет более или менее шаровидную форму. Стернит переднегруди – часть груди.
Стернит среднегруди – часть груди.
Стипес – часть ротового или полового (копулятивного) аппарата муравья.
Субгенитальная пластина – часть наружных половых органов самца.
Тазик – см. кокса.
Темя – поверхность головы сразу за глазками. За теменем до затылочного отверстия находится затылок.
Усик (антенна) – у муравьев коленчатый. Усик состоит из рукояти (скапуса) и жгутика. Последние членики жгутика у некоторых видов увеличены и образуют булаву.
Усиковые ямки – углубления у края наличника. Место причленения усиков.
Шейный отдел – образуется за счет слияния шейных склеритов и плейритов переднегруди. Подвижно сочленяется с переднеспинкой.
Шпора – отросток на голени ноги.
Щека – участок головы от нижнего края глаз до места прикрепления жвал (мандибул).
Эпимера – боковые части груди самок и самцов.
Эпинотум – см. проподеум.
Эпистерна – боковые части груди самок и самцов.

Источник

Строение муравья

Особенности строения муравья

Насекомые семейства муравьиных относятся к отряду перепончатокрылых и по своей морфологии напоминают ближайших «родственников» — ос и пчел. Между собой разные виды муравьев очень похожи по строению, но имеют некоторые отличия в зависимости от образа жизни или ареала проживания.

Анатомическое устройство их организма довольно сложное. Оно в совершенстве продумано природой для того, чтобы эти насекомые имели возможность перемещаться на большие расстояния с хорошей скоростью, поднимать тяжелые грузы, атаковать противников и защищаться от природных врагов, а также выполнять свои рабочие функции в соответствии с социальной иерархией муравейника.

Внешнее строение

Тело муравья покрывает прочная хитиновая оболочка. Оно подразделяется на 3 основных части — голова, грудь и брюшко. Схема строения туловища и анатомия муравья представлены на фото.

Хитиновый наружный скелет служит для защиты от различных внешних повреждений и является основой, к которой крепятся скелетные мышцы. Именно благодаря ему эти крохотные насекомые могут носить груз, в несколько десятков раз превышающий их собственный вес.

Это интересно! Самые маленькие виды муравьев способны поднимать предметы в 50 раз тяжелее их самих, а более крупные представители — всего в 10-20 раз. Чем меньше насекомое, тем более мощной силой обладает. Это зависит от строения мышечной системы.

Голова

На голове муравья расположены два вида глаз (простые и фасеточные), усики-антеннки, а также наличник и жвалы, называемые иначе мандибулы.

Маленькие, но мощные челюсти захватывают и пережевывают пищу. В предротовой камере происходит ее разделение на съедобные и несъедобные частицы.

Большая часть пространства внутри головы занята мышцами, управляющими мандибулами. Самые большие их размеры зафиксированы у муравьев-солдат. Они пользуются ими для сбора пищи, очищения ее от грязи, а также для захвата или уничтожения добычи. Кроме того, такие большие челюсти дают им преимущество в боях с противниками, нанося врагам значительные повреждения.

Глаза

У разных видов муравьев органы зрения немного отличаются. В зависимости от условий обитания и строения глаз эти насекомые могут видеть всего на несколько сантиметров или до сотни метров вперед. А в почве, например, живут абсолютно слепые муравьи.

Органы зрения на голове представлены большими фасеточными глазами и тремя простыми глазками.

Последние предназначены для определения особенностей окружающей среды, например, освещенности или плоскости наклона поверхности.

Фасеточные глаза муравья имеют сложное строение и состоят из отдельных частичек — омматидий. Их наружные линзы плотно примыкают друг к другу и снаружи напоминают форму шестигранников, которые называются фасетками. Отсюда происходит их название.

Несмотря на сложное устройство, органы зрения муравья обладают довольно низким разрешением, поэтому различить форму предмета насекомым достаточно сложно, но зато они отлично реагируют на движение.

Усики

У муравьев отсутствуют нос, уши и вкусовые рецепторы, зато их усики являются универсальным органом чувств. Они отвечают за осязание, обоняние и вкус одновременно, и состоят из рукоятей, жгутиков и лобных валиков.

Факт! Такое морфологическое строение усиков в природе присуще только муравьям.

С их помощью насекомые распознают молекулы различных веществ, чувствуют воздушные потоки и вибрации, а также принимают внешние сигналы от окружающей среды и других насекомых. Усики передают в мозг информацию обо вкусах, запахах и фактуре предметов вокруг. Муравьи даже могут передавать эти данные друг другу.

Запах воспринимается жгутиками усиков, насекомые могут различать его тончайшие оттенки. А вкусы распознаются через многочисленные пластинки, пронизанные порами. Благодаря таким необычным органам чувств муравьи могут различать чистую и грязную воду, минеральные примеси и химические вещества в ее составе.

Для осязания и тактильных ощущений насекомые помимо усиков используют маленькие жесткие волоски по всему телу.

На заметку! Муравьи своими антеннками хорошо улавливают вибрацию воздуха и могут даже предсказать землетрясение! А вот ушей у них нет, поэтому распознать звуковые волны они не способны.

Через усики также происходит общение между насекомыми. Особые прикосновения их жгутиками, жесты лапками в совокупности с выделением феромонов составляют уникальный язык муравьев.

Грудина

На грудине находится передняя пара ножек и оборонительные органы. У муравьиной королевы и некоторых разновидностей муравьев там же располагаются крылья, которые отгрызаются после выполнения функции размножения.

Между грудью и брюшком находится некое подобие «талии» — петиоль, которая состоит из 1-2 члеников.

Брюшко

В брюшке находится сердце, репродуктивные органы, железы эндокринной системы и основная часть пищеварительной системы — зоб и кишечник, а также химическое ядовитое вещество для атаки или обороны.

Зоб — слепой отросток пищевода, в котором могут храниться остатки переваренной пищи. Это так называемый «общественный желудок», поскольку его содержимое может передаваться другим членам гнезда. У некоторых видов насекомых даже есть специальные особи — муравьи-кормушки, которые отвечают за хранение пищевых запасов.

Также здесь расположена главная составляющая развитой эндокринной системы муравьев — дюфурова железа, которая выделяет специальные феромоны. С их помощью насекомые общаются и отслеживают пути следования друг друга. Например, муравьи-разведчики разыскивают еду, спешат в гнездо, чтобы сообщить информацию рабочим, а после возращаются к найденному источнику по запаху своих следов.

Важно! Если вы обнаружили на кухне одинокого муравья и убили его, скорее всего, по его следу придут другие разведчики. Поэтому важно отследить его путь и тщательно все промыть, чтобы убрать все неуловимые человеческим носом запахи.

У некоторых видов муравьев на брюшке находится жало (трансформированный эволюционным путем яйцеклад), с помощью которого можно поразить врага и впрыснуть ему яд. У других разновидностей имеется специальное отверстие, из которого распыляется муравьиная кислота для защиты от внешней опасности.

Лапки

У муравья на туловище расположены три пары ножек. Каждая из них делится на три составляющие — бедро, голень и лапка, которая заканчивается двумя крючкообразными коготками и клейкой подушечкой. С их помощью насекомые могут легко удерживаться на гладкой вертикальной поверхности.

Между корпусом и ножкой находится маленькое шарнирное крепление, соединяющее их между собой — вертлуг. Он настолько мал, что разглядеть его можно только под микроскопом.

Благодаря такому строению конечности муравьи обладают высокой подвижностью. Передняя пара ножек по праву может считаться «руками» в полном смысле слова. С их помощью муравей выполняет разные виды работ, поскольку они являются самыми сильными.

Внутреннее строение муравья

Внутреннее устройство муравья очень функционально. Структура всех органов и систем продумана природой до мелочей.

• Центральная нервная система состоит из нескольких типов нервных узлов, называемых ганглии: надглоточный (самый крупный, выполняющий мозговые функции), подглоточный, грудные и брюшные. Мозг муравья состоит из 250-500 тысяч нейронов и способен формировать большое количество временных связей. Доказано, что он гораздо более развит у социально организованных насекомых, живущих группами, чем у особей-одиночек.
• Кровеносная система

Так называемой «кровью» муравьев является прозрачная бесцветная жидкость — гемолимфа. Она не разносится по телу в артериях и венах, как у человека, а циркулирует свободно, благодаря работе особого сосуда, выполняющего роль сердца. По строению он является мускулистой трубкой, и проходит вдоль всей спинной поверхности тела муравья.

• Дыхательная система муравья состоит из трахей и дыхальцев (стигм), которые расположены на разных частях тела насекомого: между среднегрудью и эпинотумом (заднегрудные), на эпинотуме, на стебельке у основания чешуй­ки и на сегментах живота. У насекомых нет легких, поэтому процесс дыхания происходит особым образом — сквозь микроскопические поры на хитиновом покрытии, через которые проходят дыхальца.

Вопросы

Андрей, 36 лет (Сочи):

Скажите, сколько живут муравьи?

Ответ: Возраст отдельных особей в зависимости от их вида и среды обитания может достигать нескольких месяцев. Дольше всех живет муравьиная королева, продолжительность жизни у нее составляет от 5 до 25 лет.

Оксана, 56 лет (Тула):

Здравствуйте. Хотела спросить про муравьев-жнецов — у них такое же строение, как у вас в описании, или чем-то особенным отличаются? Мы хотели внучке купить муравьиную ферму за стеклом.

Ответ: Муравьи-жнецы внешне выглядят как и большинство других насекомых их типа. Но отличаются своими размерами и считаются одними из самых крупных. Они вырастают длиной 4-9 мм. Главные отличительные признаки — крупная голова и очень мощные челюсти.

Источник