Мравките са семейство насекоми (Formicidae), които заедно с пчелите и осите съставляват разред ципокрили (Hymenoptera). Към днешна дата са регистрирани повече от 22 000 вида - от които 13 800 са описани - и се изчислява, че те представляват до 25% от сухоземната биомаса от животински произход. Искате ли да научите повече за поведението на мравките?
Тези безгръбначни се открояват с необичайната си еусоциалност и образуването на суперорганизми, тоест те са способни да създават сложни структури, които далеч надхвърлят сбора на всеки от техните членове. Без съмнение Hymenoptera представляват завладяваща еволюционна стратегия и все още имаме много да учим за тях.
Характеристики на мравките
Мравките са Hymenoptera, но принадлежат и към клас Insecta. Като насекоми, каквито са, те имат поредица от характеристики, споделяни със скакалци, бръмбари, богомолки и други, като тяло, разделено на глава, гръден кош и корем, 6 крайника и наличието на много забележителни цефалични антени.
Подобно на други насекоми, мравките имат екзоскелет, който ги предпазва от околната среда, в този случай съставен от епикутикула и хитинова прокутикула. Освен това трябва да се отбележи, че те нямат бели дробове и дихателни пътища, които да използват, но кислородът навлиза в тялото им през екзоскелета през порите, наречени спирали.
На ниво глава тези безгръбначни са силно развити. Те имат чифт латерални сложни очи, 3 оцела на върха на главата - които откриват нивата на светлината и поляризацията - и чифт антени, способни да записват химикали, въздушни течения и вибрации.Както ще видим в следващите редове, те са от съществено значение в комуникацията.
Гръдният кош или мезозомата съдържа 6-те моторни крайника и крилата, налични при майките и мъжките по време на размножаването. От друга страна, коремът или метазомата защитава всички жизненоважни органи на животното, включително репродуктивната, дихателната и отделителната система. Интересното е, че някои видове показват модифицирани репродуктивни органи като жила.
Всеки вид мравка има свои собствени характеристики, но всички следват общ общ план на тялото.
Поведение на мравките
Както казахме, в света има повече от 22 000 вида мравки. Установяването на общи черти в такъв голям таксон е трудна задача, но съществуването на общи предшественици и еволюционната конвергенция са направили някои характеристики приложими за почти всички мравици.Ето няколко примера:
- Поведението на мравките се управлява от механизми за подбор на роднини.
- Има конкуренция между индивиди от един и същи вид и популация, между популации (колонии) и между видове.
- Колониите показват йерархии в процесите за контрол на колониите. Конкуренцията от членове на една и съща колония оформя динамиката на общността.
- Колониите са обособени в касти, обикновено работници, войници, кралици и мъже.
- Породите са оформени чрез естествен подбор, за да се увеличи максимално биологичната годност на цялата колония, а не на отделни индивиди.
В допълнение към динамиката на колониите, мравките често имат задължителни връзки с определени видове растения и безгръбначни. Те са от съществено значение за поддържането на биогеохимичните цикли в почвите, отличен източник на протеин за различни видове и играят несравнима роля в разпръскването на семената, наред с други неща.
След това изследваме някои от поведенията на мравките. От подбор на роднини до еусоциалност, те няма да ви оставят безразлични.
Кастите в мравуняка
По принцип се твърди, че мравките разделят колониите си на касти, въпреки че тази граница е малко размита при някои видове. Във всеки случай в мравуняка могат да бъдат цитирани следните социални организации:
- Reina: е стълбът на колонията, "сърцето" и "мозъкът" едновременно. Когато кралицата се възпроизвежда с крилат мъжки, тя се заравя и започва да снася яйца, които ще съответстват на бъдещите работници. Кралицата на мравка може да живее до 30 години, в зависимост от вида. Той е диплоиден (2n), просто казано, има пълна „генетична картина“.
- Работник: работниците са „ръцете“ на колонията. Те обикновено живеят от 1 до 3 години и изпълняват всички задачи на мравуняка, от изграждането на галерии до търсенето на храна.Според проучвания, разграничаването от работничка до кралица може да зависи от хранителния прием в стадия на ларвата. Те също са диплоидни (2n).
- Мъжки: Мъжките са семенни торбички с крака, тъй като единствената им цел е да се възпроизвеждат и да умират. Трябва да се отбележи, че те са хаплоидни (n) живи същества, което означава, че притежават половината генетична информация от жените и работниците - един набор от хромозоми -
Това правило обаче не важи за всички мравки. Някои видове се характеризират с представяне на организации, в които всички работници са потенциално репродуктивни, но един или група са избрани над останалите чрез механизми за доминиране (Gamergate). Diacamma rugosum е отличен пример за това.
Мравките и изборът на роднини
Казано бързо и просто, подборът на роднини или подборът на роднини се опитва да обясни „алтруизма“ в животинското царство, тоест защо има живи същества, които помагат на своите роднини, въпреки че това включва значителни енергийни инвестиции за тях.Тази постулация се основава на уравнението на Хамилтън:
rB>C
(r) представлява генетичната връзка между двата компонента на динамиката, (B) ползата, получена от лицето, изпълняващо алтруистичното поведение и (C) репродуктивната цена, която поведението води до подпомагане на благодетеля. С други думи, колкото по-голяма е връзката между животните (r), толкова по-вероятно е даден индивид в колонията да помогне на своя роднина или „висшестоящ“.
Тази теория може да се приложи и към ципокрилите, особено към мравките. Работниците се „отричат“ от репродуктивната си способност, за да предпочитат тази на кралицата, тъй като тя излиза „на сметка“ на еволюционно ниво, тъй като всички те са много близки роднини. В тази стратегия разпространението на общи гени между поколенията се предпочита пред индивидуалното възпроизвеждане.
Въпреки интереса на тези теории, не всяко поведение на мравките може да се обясни с подбор на роднини. Много професионалисти обсъждат приложения днес.
Поведението на мравките като еусоциални и кооперативни същества
Независимо дали чрез подбор на роднини или други механизми, мравките са ясен пример за еусоциалност, доведена до крайност. В тези неразделни общности възрастните принадлежат към 2 или повече припокриващи се поколения, съвместно се грижат за своето потомство и по-голямата част от членовете не са способни да се възпроизвеждат (работници).
В тези колонии естественият подбор не действа върху индивида, а върху цялото население, така че всички членове си сътрудничат помежду си по екстремен начин. Поради тази причина, ако йерархията или социалната структура са нарушени, целият мравуняк се срива. С други думи, ако кралицата умре, работниците умират с нея - с изключение на споменатите по-рано Gamergates.
В мравуняка животът на работника не е от значение. Пожертва се без проблем, ако спаси ларвите или кралицата.
Мравките като суперорганизми
Както казахме преди, всеки мравуняк е сложен организъм, който предполага нещо "отвъд" сумата от всички негови части. Всички суперорганизми споделят следните характеристики:
- Компонентите на колонията живеят в обща структура (мравуняк или гнездо), която осигурява защита на кралицата и ларвите и позволява осигуряването на храна. Температурата и влажността на гнездата са уникални за всеки вид и нейните компоненти могат да ги модулират.
- Кралицата или майката е "сърцето" и "мозъкът" на суперорганизма. Това може да живее до 100 пъти по-дълго от очакваното за неговия размер и морфология.
- Членовете на колонията споделят функции. Някои от тях се грижат за ларвите, други ловуват, а трети изграждат галерии и поддържат мравуняка чист.
Всички тези сложни взаимодействия носят серия от невероятни ползи. Мравките произвеждат повече потомство от обикновеното насекомо, живеят много по-дълго като биологична единица и са способни да поддържат известна степен на независимост от външната среда.
Много ясен пример за тази единна сложност е представен от вида Myrmecocystus mexicanus. В тези мравуняци избрана група работници се хранят и пълнят своя гастер - луковична част от метазома - до физиологични граници. След това те висят от тавана на клетка в мравуняка, стават неподвижни и действат като запаси от жива храна.
Комуникация
Мравките събирачи изминават разстояния до 200 метра от гнездото. Благодарение на своите антени, те са способни да откриват феромоните, излъчвани от други членове на колонията, и по този начин пристигат безопасно обратно в своя популационен център. Тези следи също са полезни за маркиране на източници на храна, опасности, други колонии и много други.
Освен това, някои дневни видове от сухи среди - като Cataglyphis bicolor - са способни да се ориентират по различни начини. Както показват проучванията, този вид представлява един вид "крачкомер" и работниците броят стъпките, които са направили от мравуняка до определена дестинация.Те също така приемат за референтни обекти в околната среда и позицията на Слънцето.
Хранително поведение на мравките
По принцип човек обикновено има идеята за мравка, която събира семена и малки отпадъци, за да се храни, но не всички мравки следват тази стратегия. Някои видове се хранят с гъби, които отглеждат в мравуняците си (Acromyrmex), а други са практически стриктно месоядни (Odontomachus, Harpegnathos и Myrmecia и др.).
Най-яркият пример за хищническата стратегия са челюстите-капани, особено тези, принадлежащи към рода Odontomachus. Тази група има вторите най-бързи хищни придатъци в животинското царство, тъй като те са способни да затворят челюстите си средно за 130 микросекунди, както показват проучванията. В съчетание с жилото им, способно да отделя токсини, това ги превръща в машини за убиване.
Накрая, не можем да забравим мравките от рода Myrmecia, известни също като мравки бикове в техния район на разпространение (Австралия).93-те вида, включени в този таксон, се отличават с мощните си челюсти, отличното си зрение и мощните си токсини. Въпреки че не са смъртоносни за хората, са установени смъртни случаи от анафилактичен шок.
Повечето видове мравки са чистачи, обикновени хищници или направо тревопасни. Някои обаче са разработили много специализирани стратегии за хранене.
Последни бележки за поведението на мравките
Както може би сте видели, светът на мравките далеч надхвърля нашествието на пикник през пролетта или лятото. Някои мравки живеят по дърветата и техните ларви създават истински паяжини (Polyrhachis dives), други култивират гъби, с които се хранят (Atta и Acromyrmex), а трети неуморно ловуват голяма плячка (Myrmecia).
Ако нещо ни е ясно, след като прочетем тези редове, то е, че мравките имат на какво да ни научат по отношение на еволюцията и сложните общества. Без съмнение те са живият пример, че единството е сила.