Интересные факты о муравьях и муравьиных колониях — секрет их единого суперорганизма

Подземное логово, где муравьи живут, едят и пасут яйца

«Муравейник» перенаправляется сюда. Для романа Э. О. Уилсон, видеть Муравейник: Роман.

Гипсовая повязка муравейника. Муравейник и муравьиные следы, Национальный парк Oxley Wild Rivers, Новый Южный Уэльс

An колония муравьев

это основная единица, вокруг которой муравьи организовать их жизненный цикл.[1] Колонии муравьев эусоциальный, и очень похожи на те, что можно найти в других социальных Перепончатокрылые, хотя различные группы этих людей независимо друг от друга конвергентная эволюция.[2] Типичная колония состоит из одного или нескольких яйцо- матки-несушки, многочисленные бесплодные самки (рабочие, солдаты) и, в зависимости от сезона, много крылатых половых самцов и самок.[3] Чтобы создать новые колонии, муравьи совершают полеты в характерное для их вида время дня.[4] Стаи крылатых сексуальных особей (известных как крылатые) покидают гнездо в поисках других гнезд.[5] Вскоре после этого самцы умирают вместе с большинством самок.[6] Небольшой процент самок выживает и закладывает новые гнезда.[1]

Имена

Термин «колония муравьев» относится к коллекциям рабочих, репродуктивных особей и выводков, которые живут вместе, сотрудничают и относятся друг к другу неагрессивно. Часто это генетически родственное потомство от одной королевы, хотя это не универсально для муравьев.[1] Название «муравейник» обычно дают муравьиные гнезда, которые содержатся в формикарий; Эти формикарии образуются, чтобы ученые могли изучать их, выращивая или временно сохраняя их.[7][8] Другое название — «муравьиной», которое происходит от Средневековая латынь слово formīcārium

. Слово также происходит от
Formica
.[9] «Муравьиные гнезда» — это физические пространства, в которых живут муравьи. Они могут находиться под землей, на деревьях, под камнями или даже внутри одного желудя.[1] Название «муравейник» относится к подземным гнездам, где рабочие складывают песок или землю у входа, образуя большой холм.[10]

Размер колонии

Размер колонии (количество особей, составляющих колонию) очень важен для муравьев: он может повлиять на то, как они кормятся, как защищают свои гнезда, как они спариваются, и даже на их внешний вид. Размер тела часто рассматривается как наиболее важный фактор в формировании естественной истории неколониальных организмов; Точно так же размер колонии является ключевым фактором, влияющим на коллективную организацию колониальных организмов.[11][1] Однако размеры колоний сильно различаются у разных видов муравьев: некоторые представляют собой просто несколько муравьев, живущих в ветке, а другие — суперколонии с миллионами рабочих. Даже если посмотреть на одну колонию муравьев, сезонные колебания могут быть огромными. Например, в муравейнике Dolichoderus mariae

одна колония может смениться примерно с 300 рабочих летом до более 2000 рабочих на одну матку зимой.[12] Генетические факторы и факторы окружающей среды могут привести к еще большему разбросу между колониями одного вида. При дальнейшем уменьшении масштаба внутри связанной группы разных видов муравьев различия могут быть огромными:
Formica yessensis
имеет размеры колоний, которые, как сообщается, составляют 306 миллионов рабочих, в то время как
Formica fusca
колонии иногда насчитывают всего 500 рабочих.[11]

Взаимодействие насекомых – общение муравьев

Мы, люди, взаимодействуем при помощи речи, жестов, мимики, а вот у муравьев такой возможности нет. Они общаются различными способами, самым простым из которых является трофоллаксис – обмена пищей. Муравьи-добытчики (они именуются фуражирами) приносят в муравейник определенное количество еды. Каждый муравей берет себе необходимое количество еды, после чего передает ее остальным муравьям. Но такой метод общение не подходит для межвидового. Другой способ общения – это запах. Каждый муравей имеет свой запах, который является неповторимым. К тому же, каждая муравьиная семья имеет свои оттенки, что позволяет по запаху определить проникновение чужака. И, наконец, муравьи общаются при помощи феромонов. Используют они их, преимущественно, для указания местонахождения еды или для предупреждения об опасности (феромон тревожности).

Муравей и капелька воды

Город Муравьев | Документальный Фильм

Суперколонии

Суперколония возникает, когда множество колоний муравьев объединяются на большой территории. Они все еще продолжают распознавать генетические различия, чтобы спариваться, но разные колонии внутри суперколонии избегают агрессии.[13] До 2000 года самая крупная из известных муравьинных суперколоний находилась на Исикари побережье Хоккайдо, Япония. В колонии насчитывалось 306 миллионов рабочих муравьев и один миллион муравьев-маток, живущих в 45 000 гнезд, соединенных подземными переходами на площади 2,7 км2 (670 соток).[14] В 2000 году огромная суперколония Аргентинские муравьи был найден в Южная Европа (отчет опубликован в 2002 г.). Из 33 популяций муравьев, протестированных на протяжении 6004 километров (3731 миль) вдоль побережья Средиземного моря и Атлантического океана в Южной Европе, 30 принадлежали к одной суперколонии с миллионами гнезд и миллиардами рабочих, а также тремя популяциями другой суперколонии.[15] Исследователи утверждают, что этот случай моноколониальности нельзя объяснить потерей их генетического разнообразия из-за генетическое узкое место импортных муравьев.[15] В 2009 году было продемонстрировано, что крупнейшие японские, калифорнийские и европейские Аргентинский муравей суперколонии фактически были частью единой глобальной «мегаколонии».[16] Эта межконтинентальная мегаколония представляет собой самое густонаселенное зарегистрированное сообщество животных на Земле, кроме людей.

Еще одна суперколония шириной около 100 км была обнаружена ниже Мельбурн, Австралия в 2004 г.[17]

Как устроен муравейник внутри, какая у него структура?

Схема строения муравейника в разрезе с обозначением функциональных камер. Структура муравьиной колонии.
Чаще всего встречаются муравейники куполообразной формы, но иногда мураши предпочитают селиться в гнилых древесных стволах, больших старых пнях. В регионах с экстремально жарким климатом (например, пустынях) насекомые строят свои жилища исключительно под землей.

Изнутри муравейник выглядит по-разному, но структура выделения и организации специализированных камер свойственно любому гнездовью мурашей.

Внутренние камеры можно разделить на следующие категории:

«солярий» — небольшая камера под самым куполом муравейника, насекомые греются в ней в теплое время года;
«зимовальная камера» — располагается ниже уровня почвы, в ней муравьи переживают холода, погрузившись в анабиоз;
«царская камера» или «комната королевы» — здесь находится матка, занимающаяся откладыванием яиц;
«хлебный амбар» или «зернохранилище» — предназначено для хранения семян трав и деревьев;
«детский сад» или «ясли» — камеры, в которых созревают яйца и появляются на свет личинки муравьев;
«мясная кладовка» или «холодильник» — в них хранятся трупы насекомых, червей и гусениц.
«коровник» — где муравьи содержат и выращивают тлей.
«кладбище» — это место, где находятся отходы и умершие особи. Оно значительно удалено от муравейника, так как муравьи понимают, что трупы и отходы — это источник болезней и заразы;

Каждая половозрелая особь насекомого имеет четкое представление о расположении камер. Увеличение муравейника ведет к расширению имеющихся камер и постройке новых помещений.

Глубина муравейника под землей может достигать до 2-х метров и имеет организованное сложное строение. А надземная часть может быть высотой от 30 см до 2 м. Все это выглядит как огромный город.

Глубина и строение обычного муравейника потрясают. Внутренности этого удивительного сооружения состоят из крупных фрагментов веток. Между ними расположено множество галерей, ведущих в отдельные камеры, что представляет собой довольно сложное устройство.

Высота сооружения варьируется от 30 см до 2 м, подземная часть чаще всего превышает наземную площадь. Внешнее покрытие состоит из мелких веточек, хвои, песчинок и надежно защищает муравьев от сырости, ветра и холода. Строение подземного муравейника садового муравья схоже с лесным, однако на поверхности представляет из себя лишь небольшой песчаный холмик.

Вот посмотрите несколько фото как выглядит крупный лесной муравейник:

Подземная часть, как правило, сопоставима, а чаще превышает по размеру надземную. В местах, где для муравьев имеются большие запасы ресурсов (вода, злаковые, насекомые других видов), жилища могут достигать гигантских размеров. В некоторых случаях популяция колонии может превышать, вообразите, 1,5 млн. особей.

Интересно устроен муравейник: до трети рабочих муравьев непрерывно перемещают хвою и ветки! Для чего они это делают?

Устроен муравейник таким образом, чтобы внутри постоянно поддерживается плюсовая температура (26-29 градусов Цельсия), что очень важно для мурашей. С этой целью хвоя и ветки с нижнего слоя покрытия переносится на поверхность, проветривается и высушивается. Этот процесс непрерывен, в нем участвует примерно треть рабочих муравьев. Благодаря их усилиям создаются благоприятные условия для развития личинок и сохранения пищевых запасов.

Организационная терминология

Следующая терминология обычно используется среди мирмекологи для описания поведения, демонстрируемого муравьями при основании и организации колоний:[1]:п. 209

Единоженство Основание муравьиной колонии под единственной яйцекладкой. Многоженство Создание муравьиной колонии под несколькими матками-яйцекладками. Олигогиния Основание полигинной колонии, в которой несколько маток-кладок остаются далеко друг от друга в гнезде. Гаплометроз Основание колонии единственной королевой. Плеометроз Основание колонии несколькими матками. Монодомия Создание колонии на единственном гнездовом участке. Полидомия Создание колонии в нескольких местах гнездования.

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.

Структура колонии

Колонии муравьев имеют сложную иерархическую социальную структуру. Работа муравьев определяется и может меняться по возрасту. По мере того, как муравьи становятся старше, их работа перемещает их дальше от королевы или центра колонии. Молодые муравьи работают в гнезде, защищая королеву и детенышей. Иногда матки нет, и ее заменяют яйцекладущие рабочие. Эти рабочие муравьи могут откладывать только гаплоидные яйца, производя бесплодное потомство.[18] Несмотря на титул королевы, она не делегирует задания рабочим муравьям; однако муравьи выбирают свои задачи, исходя из личных предпочтений.[3]Муравьи как колония также работают как коллективный «суперразум». Муравьи могут сравнивать районы и решать сложные проблемы, используя информацию, полученную каждым членом колонии, чтобы найти лучшее место для гнездования или найти пищу.[3] Некоторые социально-паразитические виды муравьев, известные как муравей-раб, рейд и украсть личинки из соседних колоний.[19]

Как устроена муравьиная колония?

Часто общественную иерархию внутри муравьиной колонии сравнивают с устройством пчелиного улья. Эти два вида во многом похожи, но все же поведение муравьев во значительно сложнее. Так же как и в человеческом обществе, у этих насекомых существует строгое деление на классы. Муравейник устроен так, что каждая половозрелая особь имеет собственное предназначение.

В зависимости от набора определенных качеств каждое насекомое получает назначение на тот или иной социальный пост. При этом учитываются личные качества особи — чрезмерная агрессивность, острый нюх, скорость реакции. В иерархии любого муравейника присутствуют следующие категории особей:

захватчики — самая агрессивная группа в муравейнике, осуществляет нападения на соседние колонии, захват территорий;
санитары — изолируют больных и раненых муравьев, при необходимости играют роль хирургов — поврежденную конечность часто ампутируют (отгрызают);
строители — одна из самых больших социальных групп. Занимаются ремонтом помещений, внешнего покрытия жилища. На протяжении всей жизни роют новые тоннели, переносят хвою и веточки, поддерживают микроклимат внутри муравейника;
няни — заботятся о потомстве, начиная от появления яйца до взросления особи. Постоянно находятся рядом с личинками, переворачивают, контролируют процесс вылупления из яиц и кормят подрастающее потомство;
охранники — занимаются охраной входов и выходов муравейника, в случае нападения атакуют врага и не дают ему пробраться внутрь жилища. Среди этой категории бывает больше всего потерь, нападения на соседей — обычное дело для соседствующих колоний. Кроме того, муравьями любят полакомиться птицы и некоторые животные, а охранники никогда не покидают своих постов, до последнего защищая вход.
добытчики-фуражиры. Самая многочисленная группа в колонии. Их миссия — добыча пищи для всего муравейника. Ежедневно добытчики уходят на поиски пищи — семена трав, умершие и ослабленные насекомые, фрукты и ягоды. Если один муравей находит крупное насекомое (гусеницу, жука), то он при помощи особых сигналов связывается с соплеменниками, «рассказывая» о добыче. Общими усилиями насекомые могут дотащить даже мертвого грызуна. Часто происходят нападения на ослабленных или раненых пчел, червей, мышей. От многочисленных укусов жертва гибнет и становится кормом для колонии;
пастухи. Еще одна удивительная особенность этих насекомых — у них есть своеобразные домашние животные. Травяная тля питается растениями, а выделяющуюся в процессе жидкость — медвяную падь — собирают муравьи. Эта жидкость является продуктом жизнедеятельности тли, имеет сладковатый вкус и служит своеобразным лакомством для насекомых. Содержащиеся в медвяной пади углеводы обеспечивают муравьев энергией. Поэтому тлю собирают в своеобразные «стада» и всячески охраняют (например, от кражи муравьями из соседних колоний). Чтобы увеличить количество пади, пастухи щекочут брюшко своих коров, стимулируя выработку ценного вещества;
перевозчики — работают вместе с пастухами, их главная задача — переноска медвяной пади в специальные камеры. В случае необходимости вступают в бой с захватчиками;
кладовщики — отвечают за сохранение запасов внутри камер. Следят за поддержанием температурного режима и сохранностью запасов. Именно от них зависит жизнь колонии в зимние месяцы, поскольку грамотное сохранение пищевых ресурсов обеспечивает процветание муравейника;

В зависимости от места обитания появляются и особые «профессии». Например, муравьи-листорезы, живущие в лесах, собирают листья определенных деревьев и растений. После их переносят к муравейнику, скручивают особым образом и используют для выращивания грибов, являющихся одним из главных продуктов в их рационе.

Интересный факт: у некоторых видов профессия предрешена генетически, что отражается на строении тела муравья. А у других видов профессия приобретается особями постепенно и они способны заменять функции друг друга при необходимости.

Земляные работы

Искусство «Муравейник» становится все более популярным. Он включает заливку расплавленного металла (обычно нетоксичного цинка или алюминия), штукатурки или цемента на насыпь муравьиной колонии, действующую как плесень, и после затвердевания выкапывается получившаяся структура.[20] В некоторых случаях для этого нужно много копать.[21] Отливки часто используются в исследовательских и образовательных целях, но многие просто дарят или продают в музеи естествознания или продают как предметы народного творчества или в качестве сувениров. Обычно холмы выбираются после того, как муравьи покинули землю, чтобы не убить муравьев; однако на юго-востоке США, влившись в активную колонию инвазивный Огненные муравьи это новый способ их устранения.[нужна цитата

]

Муравейники

Смотрите также: Термитный курган

Воспроизвести медиа

Строительство гнезд муравьев

An муравейник

в простейшем виде представляет собой груду почва, песок, сосна иглы, навоз, моча, или же глина или смесь этих и других материалов, которые накапливаются у входов в подземные жилища колоний муравьев по мере их раскопок.[22] Колония строится и поддерживается легионами рабочих. муравьи, которые несут крошечные кусочки грязи и гальки в своих челюсти и положите их возле выхода из колонии.[23] Обычно они откладывают грязь или растительность на вершине холма, чтобы предотвратить их соскальзывание обратно в колонию, но у некоторых видов они активно лепят материалы в определенные формы и могут создавать гнезда внутри насыпи.[
нужна цитата
]

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.