Муравей - Ant

Муравьи
Временной диапазон: 100–0  млн лет Поздний альбский  - настоящее время
Огненные муравьи 01.jpg
Огненные муравьи
Научная классификация е
Королевство: Animalia
Тип: Членистоногие
Класс: Насекомое
Порядок: Перепончатокрылые
Инфразаказ: Акулеата
Надсемейство: Formicoidea
Семья: Formicidae
Latreille , 1809 г.
Типовой вид
Formica rufa
Подсемейства
Кладограмма из
подсемейства

Martialinae

Leptanillinae

Амблиопонины

Paraponerinae

Agroecomyrmecinae

Понерины

Proceratiinae

Ecitoninae ‡

Aenictinae ‡

Дорилини

Aenictogitoninae ‡

Cerapachyinae ‡ *

Leptanilloidinae ‡

Долиходерины

Aneuretinae

Псевдомирмецины

Myrmeciinae

Эктатоммины

Heteroponerinae

Myrmicinae

Formicinae

Филогения из дошедших до наших дней муравьев подсемейств .
* Cerapachyinae является парафилетическим
‡ Предыдущие подсемейства дориломорф были синонимами Dorylinae Brady et al. в 2014

Муравьи являются eusocial насекомые этого семейства Formicidae и, вместе с соответствующими ос и пчел , принадлежат порядка перепончатокрылых . Муравьи появляются в летописи окаменелостей по всему миру в значительном разнообразии в течение позднего раннего мелового и раннего позднего мелового периода , что свидетельствует о более раннем происхождении . Муравьи произошли от предков веспоидных ос в меловом периоде и разнообразились после появления цветковых растений . Классифицировано более 13 800 из 22 000 видов . Их легко идентифицировать по коленчатым (локтевым) усикам и характерной узловидной структуре, которая образует их тонкую талию.

Муравьи образуют колонии , размер которых варьируется от нескольких десятков хищных особей, живущих в небольших естественных полостях, до высокоорганизованных колоний, которые могут занимать большие территории и состоять из миллионов особей. Более крупные колонии состоят из различных каст бесплодных бескрылых самок, большинство из которых - рабочие (эргаты), а также солдаты (закусочные) и другие специализированные группы. Почти во всех колониях муравьев также есть несколько фертильных самцов, называемых «трутнями», и одна или несколько фертильных самок, называемых « королевы » ( гины ). Колонии описываются как суперорганизмы, потому что муравьи действуют как единое целое, коллективно работая вместе, чтобы поддерживать колонию.

(видео) Муравьи собирают еду

Муравьи колонизировали почти все суши на Земле . Единственные места, где нет местных муравьев, - это Антарктида и несколько отдаленных или негостеприимных островов. Муравьи процветают в большинстве экосистем и могут составлять 15–25% биомассы наземных животных . Их успех во многих средах объясняется их социальной организацией и их способностью изменять среду обитания, использовать ресурсы и защищаться. Их длительная совместная эволюция с другими видами привела к миметическим , комменсальным , паразитическим и мутуалистическим отношениям.

В муравьиных обществах есть разделение труда , общение между людьми и способность решать сложные проблемы . Эти параллели с человеческими обществами давно стали источником вдохновения и предметом изучения. Многие человеческие культуры используют муравьев в кулинарии, лекарствах и обрядах. Некоторые виды ценятся за их роль в качестве биологических агентов борьбы с вредителями . Однако их способность эксплуатировать ресурсы может привести муравьев к конфликту с людьми, поскольку они могут повреждать посевы и вторгаться в здания. Некоторые виды, такие как красный завезенный огненный муравей ( Solenopsis invicta ), считаются инвазивными видами , обосновавшимися в районах, куда они были занесены случайно.

Этимология

Слово муравей и главным образом диалектные формы муравей происходит из анта , emete из среднеанглийских , которые приходят из ǣmette в староанглийском ; все они связаны с нижнесаксонским e (e) mt , empe и разновидностями ( старосаксонское emeta ) и немецким Ameise ( древневерхненемецкое āmeiza ). Все эти слова происходят от западногерманского * ǣmaitjōn , и первоначальное значение слова было «кусающий» (от протогерманского * ai- , «прочь, прочь» + * mait- «разрезать»). Семейное название Formicidae происходит от латинского formīca («муравей»), от которого произошли слова в других романских языках , таких как португальский formiga , итальянский formica , испанский хормига , румынский фурника и французский фурми . Была выдвинута гипотеза, что использовалось протоиндоевропейское слово * morwi-, ср. Санскрит vamrah , греческий μύρμηξ mýrmēx , старославянский mraviji , староирландский moirb , древнескандинавский maurr , голландский мир , шведская myra , датский мир , среднеголландский мир , крымский готический мир .

Таксономия и эволюция

Акулеата

Chrysidoidea

 
 

Веспиды

Rhopalosomatidae

 
 

Помпилиды

Tiphiidae

 

Scolioidea

 

Апоидея

Formicidae

Филогенетическое положение Formicidae

Семейство Formicidae относится к отряду перепончатокрылых , в который также входят пилильщики , пчелы и осы . Муравьи произошли от рода жалящих ос , и исследование 2013 года предполагает, что они являются сестринской группой Apoidea . В 1966 году EO Wilson и его коллеги идентифицировали окаменелые останки муравья ( Sphecomyrma ), который жил в меловой период. Образец, попавший в янтарном знакомстве спины к около 92 миллионов лет назад, возможности найти в некоторой осе, но не нашли в современных муравьях. Sphecomyrma, возможно, была наземным собирателем, тогда как родственные роды Haidomyrmex и Haidomyrmodes подсемейства Sphecomyrminae реконструированы как активные древесные хищники. Более старые муравьи из рода Sphecomyrmodes были обнаружены в янтаре возрастом 99 миллионов лет из Мьянмы . Исследование 2006 года показало, что муравьи возникли на десятки миллионов лет раньше, чем считалось ранее, до 168 миллионов лет назад. После появления цветковых растений около 100 миллионов лет назад они диверсифицировались и заняли экологическое господство около 60 миллионов лет назад. Некоторые группы, такие как Leptanillinae и Martialinae , предположительно произошли от ранних примитивных муравьев, которые, вероятно, были хищниками под поверхностью почвы.

В балтийском янтаре окаменели муравьи

В меловой период несколько видов примитивных муравьев широко распространены на Лавразийском суперконтиненте ( Северное полушарие ). Их было мало по сравнению с популяциями других насекомых, составляя лишь около 1% от всей популяции насекомых. Муравьи стали доминирующими после адаптивной радиации в начале периода палеогена . К олигоцену и миоцену муравьи составляли 20–40% всех насекомых, обнаруженных в крупных отложениях окаменелостей. Из видов, живших в эпоху эоцена , примерно один из 10 родов доживает до наших дней. Выжившие сегодня роды составляют 56% родов окаменелостей балтийского янтаря (ранний олигоцен) и 92% родов окаменелостей доминиканского янтаря (очевидно, ранний миоцен).

Термиты живут колониями, и их иногда называют «белыми муравьями», но термиты не муравьи. Это подотряд Isoptera , и вместе с тараканами они образуют отряд Blattodea . Blattodeans относятся к богомолам , сверчкам и другим крылатым насекомым, которые не претерпевают полной метаморфозы . Подобно муравьям, термиты эусоциальны , у них бесплодны рабочие, но они сильно различаются по генетике размножения. Сходство их социальной структуры с муравьями объясняется конвергентной эволюцией . Бархатные муравьи похожи на больших муравьев, но это бескрылые осы- самки .

Распространение и разнообразие

Область Количество
видов 
Неотропы 2 162
Неарктический 580
Европа 180
Африке 2,500
Азия 2,080
Меланезия 275
Австралия 985
Полинезия 42

Муравьи встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды , и только на нескольких крупных островах, таких как Гренландия , Исландия , части Полинезии и Гавайские острова, отсутствуют местные виды муравьев. Муравьи занимают широкий спектр экологических ниш и эксплуатируют множество различных пищевых ресурсов в качестве прямых или косвенных травоядных, хищников и падальщиков. Большинство видов муравьев - всеядные универсалы , но некоторые - специалисты по кормлению. Об их экологическом превосходстве свидетельствует их биомасса : по оценкам, на долю муравьев приходится 15–20% (в среднем и почти 25% в тропиках) биомассы наземных животных, что превышает таковую у позвоночных .

Размер муравьев варьируется от 0,75 до 52 миллиметров (0,030–2,0 дюйма), самый крупный вид - ископаемая Titanomyrma giganteum , размер королевы которой составлял 6 см ( 2 дюйма).+1 / 2  дюйма) длиной с размахом крыльев 15 см (6 дюймов). Муравьи различаются по цвету; большинство муравьев красного или черного цвета, но некоторые виды имеют зеленый цвет, а некоторые тропические виды имеют металлический блеск . В настоящее время известно более 13 800 видов (с верхними оценками потенциального существования около 22 000; см. Статью Список родов муравьев ), с наибольшим разнообразием в тропиках. Таксономические исследования продолжают решать классификацию и систематизацию муравьев. Онлайн-базы данных о видах муравьев, включая AntWeb и сервер имен перепончатокрылых , помогают отслеживать известные и недавно описанные виды. Относительная легкость, с которой муравьи могут быть отобраны и изучены в экосистемах , сделала их полезными в качестве видов-индикаторов висследованиях биоразнообразия .

Морфология

Схема рабочего муравья ( Neoponera verenae )

По своей морфологии муравьи отличаются от других насекомых наличием коленчатых (локтевых) антенн , метаплевральных желез и сильным сужением их второго брюшного сегмента в узелковидный черешок . Голова, мезосома и метасома - три отдельных сегмента тела (формально tagmata ). Черешок образует узкую перемычку между их мезосомой ( грудная клетка плюс первый сегмент брюшка, который срастается с ней) и брюшной стенкой (брюшко меньше брюшных сегментов черешка). Черешок может быть образована одним или двумя узлами (второй по отдельности или второго и третьего сегментов брюшной полости).

Как и у других насекомых, муравьи имеют экзоскелет , внешнее покрытие, которое обеспечивает защитную оболочку вокруг тела и точку прикрепления мышц, в отличие от внутреннего скелета человека и других позвоночных . У насекомых нет легких ; кислород и другие газы, такие как углекислый газ , проходят через их экзоскелет через крошечные клапаны, называемые дыхальцами . У насекомых также отсутствуют закрытые кровеносные сосуды ; вместо этого у них есть длинная тонкая перфорированная трубка вдоль верхней части тела (называемая « дорсальной аортой »), которая действует как сердце и перекачивает гемолимфу к голове, таким образом стимулируя циркуляцию внутренних жидкостей. Нервная система состоит из брюшной нервной цепочки , которая управляет длиной тела, с несколькими ганглиями и ветвями вдоль пути , достигающей в конечности придатков.

Голова

Муравей-бык с мощными челюстями и относительно большими сложными глазами , обеспечивающими отличное зрение.

Голова муравья содержит множество органов чувств . Как и у большинства насекомых, у муравьев сложные глаза, состоящие из множества крошечных линз, соединенных вместе. Глаза муравьев хороши для точного обнаружения движения, но не дают изображения с высоким разрешением . У них также есть три маленьких глазка (простых глаза) на макушке, которые определяют уровни света и поляризацию . По сравнению с позвоночными , муравьи имеют более размытое зрение, особенно у более мелких видов, а некоторые подземные таксоны полностью слепы . Однако некоторые муравьи, такие как австралийский муравей-бульдог , обладают прекрасным зрением и способны различать расстояние и размер объектов, движущихся на расстоянии почти метра .

К голове прикреплены два усика («щупальца»); эти органы обнаруживают химические вещества, воздушные потоки и вибрации ; они также используются для передачи и приема сигналов через прикосновение. У головы есть две сильные челюсти, нижние челюсти , которые используются для переноски пищи, манипулирования объектами, строительства гнезд и для защиты. У некоторых видов пища хранится в небольшом кармане (инфрабуккальной камере) во рту, поэтому она может передаваться другим муравьям или их личинкам.

Мезосома

И ноги, и крылья муравья прикреплены к мезосоме («грудной клетке»). Ноги оканчиваются крючковатым когтем, который позволяет им цепляться за поверхности и лазать по ним. Только репродуктивные муравьи ( королевы и самцы) имеют крылья. Королевы сбрасывают крылья после брачного полета , оставляя видимые окурки, что является отличительной чертой королев. У некоторых видов встречаются бескрылые королевы ( эргатоиды ) и самцы.

Метасома

В метасоме («брюшке») муравья находятся важные внутренние органы, включая репродуктивную, дыхательную (трахеи) и выделительную системы. Рабочие многих видов изменяют структуру яйцекладки в укусы , которые используются для подавления добычи и защиты их гнезд.

Полиморфизм

Семь муравьев-листорезов разных каст (слева) и две королевы (справа)

В колониях нескольких видов муравьев есть физические касты - рабочие в различных размерных классах, называемых малыми, средними и большими эргатами. Часто более крупные муравьи имеют непропорционально большие головы и, соответственно, более сильные челюсти . Они известны как макрореграты, в то время как более мелкие рабочие известны как микрореграты. Хотя формально таких людей называют «закусочными», таких людей иногда называют «муравьями-солдатами», потому что их более сильные челюсти делают их более эффективными в бою, хотя они по-прежнему являются рабочими, и их «обязанности» обычно не сильно отличаются от второстепенных или средних рабочих. У некоторых видов срединные рабочие отсутствуют, создавая резкое разделение между второстепенными и крупными. Муравьи-ткачи , например, имеют четкое бимодальное распределение размеров. У некоторых других видов размер рабочих постоянно меняется. Самые маленькие и самые большие рабочие в Carebara diversa показывают разницу в сухом весе почти в 500 раз.

Рабочие не могут спариваться; однако из-за гаплодиплоидной системы определения пола у муравьев рабочие ряда видов могут откладывать неоплодотворенные яйца, которые становятся полностью оплодотворенными гаплоидными самцами. Роль рабочих может меняться с возрастом, и у некоторых видов, например, у муравьев- ловушек, молодых рабочих кормят до тех пор, пока их газы не раздуваются, и они действуют как живые емкости для хранения пищи. Этих работников хранения продуктов называют полнителями . Например, эти переполненные рабочие развиваются у североамериканского муравья-ловушки Myrmecocystus mexicanus . Обычно самые крупные рабочие в колонии превращаются в птенцов; и, если реплоты удаляются из колонии, другие рабочие становятся реплетами, демонстрируя гибкость этого конкретного полиморфизма . Первоначально считалось, что этот полиморфизм морфологии и поведения рабочих определяется факторами окружающей среды, такими как питание и гормоны, которые приводят к различным путям развития ; однако генетические различия между рабочими кастами были отмечены у Acromyrmex sp. Эти полиморфизмы вызваны относительно небольшими генетическими изменениями; различия в одном гене Solenopsis invicta могут решить, будет ли колония иметь одну или несколько маток. Австралийский муравей-джек-джемпер ( Myrmecia pilosula ) имеет только одну пару хромосом (самцы имеют только одну хромосому, поскольку они гаплоидны ), наименьшее число, известное для любого животного, что делает его интересным объектом для исследований в области генетики и развития. биология социальных насекомых.

Размер генома

Размер генома - фундаментальная характеристика организма. Было обнаружено, что у муравьев крошечные геномы, причем эволюция размера генома, как предполагается, происходит за счет потери и накопления некодирующих областей, в основном мобильных элементов , а иногда и за счет дупликации всего генома. Это может быть связано с процессами колонизации , но для подтверждения этого необходимы дальнейшие исследования.

Жизненный цикл

Гнездо муравьев- мясоедов во время роения

Жизнь муравья начинается с яйца ; если яйцеклетка оплодотворена, потомство будет женским диплоидом , в противном случае - мужским гаплоидом . Муравьи развиваются путем полного метаморфоза, при этом стадии личинки проходят стадию куколки, прежде чем стать взрослой. Личинка в основном неподвижна, ее кормят и ухаживают рабочие. Пища предоставляется личинкам посредством трофаллаксиса - процесса, при котором муравей извергает жидкую пищу, содержащуюся в его урожае . Так же и взрослые делятся едой, хранящейся в «социальном желудке». Личинки, особенно на более поздних стадиях, также могут получать твердую пищу, такую ​​как трофические яйца , куски добычи и семена, принесенные рабочими.

Личинки проходят серию из четырех или пяти линьок и переходят в стадию куколки. Куколка имеет свободные придатки, не сросшиеся с телом, как у куколки бабочки . Дифференциация на маток и рабочих (которые обе являются самками) и разные касты рабочих зависит у некоторых видов от питания, которое получают личинки. Генетические влияния и контроль экспрессии генов средой развития сложны, и определение касты продолжает оставаться предметом исследований. Крылатые муравьи-самцы, называемые трутнями (в старой литературе называемые «анер»), выходят из куколок вместе с обычно крылатыми размножающимися самками. У некоторых видов, например армейских муравьев , есть бескрылые королевы. Личинки и куколки должны содержаться при довольно постоянной температуре, чтобы обеспечить правильное развитие, и поэтому часто перемещаются между различными помещениями для расплода в колонии.

Новые эргейты проводят первые несколько дней своей взрослой жизни, заботясь о королеве и детеныше. Затем она переходит к рытью и другой работе с гнездами, а затем к защите гнезда и поиску пищи. Эти изменения иногда бывают довольно внезапными и определяют так называемые временные касты. Объяснение последовательности подсказано высокими потерями, связанными с добычей пищи, что делает его приемлемым риском только для муравьев постарше, которые, вероятно, скоро умрут от естественных причин.

Колонии муравьев могут быть долгожителями. Королевы могут жить до 30 лет, а рабочие - от 1 до 3 лет. Однако самцы более преходящи, они довольно недолговечны и выживают всего несколько недель. По оценкам, муравьиные королевы живут в 100 раз дольше одиночных насекомых того же размера.

В тропиках муравьи активны круглый год, но в более прохладных регионах они переживают зиму в состоянии покоя, известном как спячка . Формы бездействия разнообразны: у некоторых видов с умеренным климатом личинки переходят в неактивное состояние ( диапауза ), тогда как у других взрослые особи в одиночку проводят зиму в состоянии пониженной активности.

Крыловидный муравей, Prenolepis imparis

Размножение

Медовые муравьи ( Prenolepis imparis ) спаривание

У видов муравьев отмечен широкий спектр репродуктивных стратегий. Известно, что самки многих видов способны к бесполому размножению посредством телитокозного партеногенеза . Выделения из дополнительных желез самцов у некоторых видов могут закупоривать отверстие женских половых органов и препятствовать повторному спариванию самок. У большинства видов муравьев есть система, в которой только королева и размножающиеся самки имеют возможность спариваться. Вопреки распространенному мнению, некоторые муравьиные гнезда имеют несколько маток, в то время как другие могут существовать без королев. Рабочих, способных к размножению, называют « воротами геймеров », а колонии, в которых нет королев, в таком случае называют колониями геймеров; колонии с матками называются правыми матками.

Дроны также могут спариваться с существующими матками, войдя в чужую колонию, например, с армейскими муравьями . Когда дрон изначально подвергается нападению рабочих, он выпускает феромон для спаривания . Если он распознан как мат, он будет передан ферзь для мат. Самцы также могут патрулировать гнездо и сражаться с другими, хватая их челюстями, прокалывая их экзоскелет и затем помечая их феромоном. Отмеченный самец интерпретируется рабочими муравьями как захватчик и убит.

Оплодотворенная королева муравьев-мясоедов начинает раскапывать новую колонию

Большинство муравьев унивольтинны , каждый год производя новое поколение. В течение определенного для вида периода размножения крылатые самки и крылатые самцы, известные энтомологам как alates , покидают колонию в так называемом брачном полете . Брачный полет обычно происходит в конце весны или начале лета, когда погода жаркая и влажная. Жара облегчает полет, а свежевыпавший дождь делает почву более мягкой, чтобы матки могли копать гнезда. Самцы обычно бегут раньше самок. Затем самцы используют визуальные подсказки, чтобы найти общую площадку для спаривания, например, ориентир, такой как сосна, к которой сходятся другие самцы в этом районе. Самцы выделяют феромон для спаривания, за которым следуют самки. Самцы поднимаются на самок в воздухе, но реальный процесс спаривания обычно происходит на земле. Самки некоторых видов спариваются только с одним самцом, но у других они могут спариваться с десятью или более разными самцами, сохраняя сперму в своих сперматеках . В Cardiocondyla Элегансе , работники могут перевозить вновь появились матки в другие конспецифичных гнезда , где бескрылые самцы из несвязанных колоний могут спариваться с ними, поведенческой адаптацией , которая может уменьшить вероятность инбридинга.

Затем спарившиеся самки ищут подходящее место для начала колонии. Там они отламывают крылья, используя шпоры большеберцовой кости, и начинают откладывать яйца и ухаживать за ними. Самки могут выборочно оплодотворять будущие яйцеклетки спермой, хранящейся для производства диплоидных рабочих, или откладывать неоплодотворенные гаплоидные яйца для производства трутней. Первые рабочие, которые вылупятся, известны как наниты, и они слабее и меньше, чем более поздние рабочие, но они сразу же начинают служить колонии. Они увеличивают гнездо, добывают корм для еды и заботятся о других яйцах. Виды , которые имеют несколько маток могут быть царица , оставляя гнездо вместе с некоторыми рабочими , чтобы основать колонию на новом месте, процесс сродни роится в пчелах .

Поведение и экология

Коммуникация

Два рабочих Camponotus sericeus общаются с помощью прикосновений и феромонов
Муравьев привлекает сахар. На этом изображении показаны муравьи, роящиеся на стакане с кока-колой.

Муравьи общаются друг с другом с помощью феромонов , звуков и прикосновений. Использование феромонов в качестве химических сигналов более развито у муравьев, таких как красный муравей-комбайн , чем у других групп перепончатокрылых . Как и другие насекомые, муравьи воспринимают запахи своими длинными, тонкими и подвижными усиками. Парные антенны предоставляют информацию о направлении и интенсивности запахов. Поскольку большинство муравьев живут на земле, они используют поверхность почвы, чтобы оставлять следы феромонов, по которым могут следовать другие муравьи. У видов, которые собирают пищу группами, собиратель, который находит пищу, отмечает тропу на обратном пути в колонию; по этому следу следуют другие муравьи, затем эти муравьи усиливают след, когда возвращаются с пищей в колонию. Когда источник пищи исчерпан, возвращающиеся муравьи не отмечают новых следов, и запах медленно рассеивается. Такое поведение помогает муравьям справляться с изменениями в окружающей их среде. Например, когда установленный путь к источнику пищи блокируется препятствием, собиратели покидают путь, чтобы исследовать новые маршруты. Если муравей добивается успеха, он оставляет новый след, отмечая кратчайший путь по возвращении. По успешным тропам следует больше муравьев, укрепляя лучшие маршруты и постепенно определяя лучший путь.

Муравьи используют феромоны не только для создания следов. Раздавленный муравей испускает феромон тревоги, который заставляет ближайших муравьев бешено атаковать и привлекает еще больше муравьев издалека. Некоторые виды муравьев даже используют « пропагандистские феромоны», чтобы запутать вражеских муравьев и заставить их драться между собой. Феромоны производятся широким спектром структур, включая железы Дюфура , ядовитые железы и железы задней кишки , пигидия , прямой кишки , грудины и задней голени . Феромоны также обмениваются, смешиваются с пищей и передаются трофаллаксисом , передавая информацию внутри колонии. Это позволяет другим муравьям определять, к какой группе задач (например, добыча пищи или содержание гнезда) принадлежат другие члены колонии. У видов муравьев с кастой маток, когда доминирующая королева перестает производить определенный феромон, рабочие начинают выращивать новых маток в колонии.

Некоторые муравьи издают звуки с помощью стрижки , используя сегменты брюшной полости и их нижние челюсти. Звуки могут использоваться для общения с членами колонии или с другими видами.

Защита

A Plectroctena sp. нападает на другого в своем роде, чтобы защитить свою территорию.

Муравьи атаковать и защищаться от укусов, а во многих видов, по жгучей, часто путем инъекций или распыления химических веществ, таких как муравьиная кислота в случае формицины муравьев, алкалоиды и пиперидинов в огненных муравьев и различных белковых компонентов в других муравьев. Муравьи-пули ( Paraponera ), обитающие в Центральной и Южной Америке , считаются наиболее болезненными из всех насекомых, хотя обычно они не смертельны для человека. Этому укусу присвоена наивысшая оценка по индексу боли Шмидта .

Укус муравьев-джемперов может быть смертельным, и против него разработано противоядие .

Огненные муравьи , виды Solenopsis , уникальны тем, что имеют ядовитый мешок, содержащий пиперидиновые алкалоиды. Их укусы болезненны и могут быть опасны для сверхчувствительных людей.

Ткач муравей в боевом положении, мандибулы настежь

Муравьи-ловушки из рода Odontomachus оснащены челюстями, называемыми ловушками-челюстями, которые закрываются быстрее, чем любые другие хищные придатки в животном мире . Одно исследование Odontomachus bauri зафиксировало максимальную скорость от 126 до 230 км / ч (от 78 до 143 миль в час), при этом челюсти смыкались в среднем в течение 130 микросекунд . Также было замечено, что муравьи использовали свои челюсти в качестве катапульты, чтобы выбросить злоумышленников или броситься назад, чтобы избежать угрозы. Перед тем как нанести удар, муравей чрезвычайно широко раскрывает свои челюсти и фиксирует их в этом положении с помощью внутреннего механизма. Энергия накапливается в толстой мышечной ткани и резко выделяется при возбуждении сенсорных органов, похожих на волосы на внутренней стороне нижних челюстей. Челюсти также позволяют выполнять медленные и точные движения для других задач. Челюсти-ловушки также встречаются у других понеринов, таких как Anochetus , а также у некоторых родов трибы Attini , таких как Daceton , Orectognathus и Strumigenys , которые рассматриваются как примеры конвергентной эволюции .

Малазийский вид муравьев из группы Camponotus cylindricus имеет увеличенные нижнечелюстные железы, которые доходят до их желудка. Если бой принимает худший оборот, рабочий может совершить заключительный акт суицидного альтруизма , разорвав мембрану желудка, в результате чего содержимое нижнечелюстных желез выйдет из передней части головы, выпуская ядовитые, разъедающие секреции. содержащие ацетофеноны и другие химические вещества, которые обездвиживают атакующих мелких насекомых. Впоследствии рабочий умирает.

Суицидальная защита рабочих также отмечена у бразильского муравья Forelius pusillus , у которого небольшая группа муравьев покидает безопасное гнездо, запечатывая вход снаружи каждый вечер.

Отверстия в муравейниках предотвращают попадание воды в гнездо во время дождя.

Помимо защиты от хищников, муравьям необходимо защищать свои колонии от патогенов . Некоторые рабочие муравьи поддерживают гигиену колонии, и их деятельность включает в себя некрофоризацию или уничтожение мертвых товарищей по гнезду. Олеиновая кислота была идентифицирована в качестве соединения , высвобождаемого из мертвых муравьев , которые спусковое necrophoric поведения в Atta Mexicana в то время как работники Linepithema humile реагируют на отсутствие характерных химических веществ ( dolichodial и iridomyrmecin ) присутствует на кутикуле их жизнь nestmates , чтобы вызвать подобное поведение.

Гнезда могут быть защищены от физических угроз, таких как наводнение и перегрев, за счет продуманной архитектуры гнезд. Рабочие Cataulacus muticus , древесного вида, который обитает в дуплах растений, реагируют на наводнение, выпивая воду внутри гнезда и выводя ее наружу. Camponotus anderseni , который гнездится в дуплах древесины в мангровых зарослях, справляется с погружением под воду, переключаясь на анаэробное дыхание .

Обучение

Два муравья-ткача идут в тандеме .

Многие животные могут обучаться поведению путем имитации, но муравьи могут быть единственной группой, кроме млекопитающих, где наблюдается интерактивное обучение. Хорошо осведомленный собиратель Temnothorax albipennis может привести наивного товарища по гнезду к недавно обнаруженной пище в процессе тандемного бега . Последователь получает знания через своего ведущего наставника. Лидер очень чувствителен к прогрессу ведомого и замедляется, когда ведомый отстает, и ускоряется, когда ведомый подходит слишком близко.

Контролируемые эксперименты с колониями Cerapachys biroi предполагают, что особь может выбирать роли гнезда на основе своего предыдущего опыта. Целое поколение идентичных рабочих было разделено на две группы, результаты которых в добыче пищи контролировались. Одна группа постоянно награждалась добычей, в то время как другая была уверена, что другая потерпела неудачу. В результате члены успешной группы активизировали свои попытки собрать пищу, в то время как неудачная группа отваживалась все меньше и меньше раз. Месяц спустя успешные собиратели продолжали выполнять свою роль, в то время как другие перешли на специализацию по уходу за выводком.

Строительство гнезда

Многие виды муравьев строят сложные гнезда, но другие виды ведут кочевой образ жизни и не строят постоянных построек. Муравьи могут образовывать подземные гнезда или строить их на деревьях. Эти гнезда можно найти в земле, под камнями или бревнами, внутри бревен, в полых стеблях или даже в желудях. Материалы, используемые для строительства, включают почву и растительный материал, и муравьи тщательно выбирают места для своих гнезд; Temnothorax albipennis будет избегать участков с мертвыми муравьями, поскольку они могут указывать на присутствие вредителей или болезней. Они быстро покидают устоявшиеся гнезда при первых признаках угрозы.

В бродячие муравьи Южной Америки, такие как Eciton burchellii видов, и муравьи водителя Африки не строят постоянные гнезда, но вместо этого, чередуйте кочевания и этапы , где рабочие образуют временное гнездо ( бивуак ) из своих собственных тел, по держат друг друга вместе.

Рабочие муравьев-ткачей ( Oecophylla spp.) Строят гнезда на деревьях, склеивая листья вместе, сначала стягивая их вместе с рабочими мостиками, а затем заставляя своих личинок производить шелк, когда они перемещаются по краям листьев. Подобные формы строительства гнезд наблюдаются у некоторых видов Polyrhachis .

Formica polyctena , среди других видов муравьев, строит гнезда, в которых поддерживается относительно постоянная внутренняя температура, что способствует развитию личинок. Муравьи поддерживают температуру гнезда, выбирая место, материалы гнезда, контролируя вентиляцию и поддерживая тепло от солнечного излучения, активности рабочих и метаболизма, а в некоторых влажных гнездах - микробной активности в материалах гнезда.

Некоторые виды муравьев, например те, которые используют естественные полости, могут быть оппортунистическими и использовать контролируемый микроклимат внутри человеческих жилищ и других искусственных сооружений для размещения своих колоний и структур гнезд.

Выращивание еды

Myrmecocystus , муравьи-пчелы , хранят пищу для предотвращения голода в колониях.

Большинство муравьев - универсальные хищники, падальщики и непрямые травоядные, но некоторые из них разработали специальные способы добывания пищи. Считается, что многие виды муравьев, которые занимаются косвенным травоядным питанием, полагаются на специальный симбиоз со своими кишечными микробами, чтобы повысить питательную ценность собираемой пищи и позволить им выжить в бедных азотом регионах, таких как пологи тропических лесов. Муравьи-листорезы ( Атта и Акромирмекс ) питаются исключительно грибами, которые растут только в их колониях. Они постоянно собирают листья, которые привозят в колонию, разрезают на мелкие кусочки и помещают в грибные сады. Ergates специализируется на смежных задачах в соответствии со своими масштабами. Самые большие муравьи режут стебли, более мелкие рабочие пережевывают листья, а самые маленькие ухаживают за грибком. Муравьи-листорезы достаточно чувствительны, чтобы распознавать реакцию грибка на другой растительный материал, очевидно, обнаруживая химические сигналы от грибка. Если выясняется, что какой-либо тип листьев токсичен для грибка, колония больше не будет его собирать. Муравьи питаются структурами, производимыми грибами, называемыми гонгилидиями . Симбиотические бактерии на внешней поверхности муравьев производят антибиотики, которые убивают попавшие в гнездо бактерии, которые могут нанести вред грибам.

Навигация

След муравья

Муравьи- фуражиры преодолевают расстояние до 200 метров (700 футов) от своего гнезда, а запаховые тропы позволяют им найти дорогу обратно даже в темноте. В жарких и засушливых регионах муравьи, добывающие пищу в дневное время, умирают от высыхания , поэтому возможность найти кратчайший путь обратно к гнезду снижает этот риск. Дневные пустынные муравьи из рода Cataglyphis, такие как пустынный муравей Сахара, перемещаются, отслеживая направление, а также пройденное расстояние. Пройденные расстояния измеряются с помощью внутреннего шагомера, который ведет счет сделанных шагов, а также путем оценки движения объектов в их поле зрения ( оптический поток ). Направления измеряются по положению солнца. Они объединяют эту информацию, чтобы найти кратчайший путь обратно в свое гнездо. Как и все муравьи, они также могут использовать визуальные ориентиры, если таковые имеются, а также обонятельные и тактильные подсказки для навигации. Некоторые виды муравьев могут использовать магнитное поле Земли для навигации. В сложных глазах муравьев есть специализированные клетки, которые обнаруживают поляризованный свет от Солнца, который используется для определения направления. Эти поляризационные детекторы чувствительны в ультрафиолетовой области светового спектра. У некоторых видов армейских муравьев группа собирателей, отделившихся от основной колонны, иногда может повернуться вспять и образовать круговую муравейную мельницу . После этого рабочие могут постоянно бегать, пока не умрут от истощения.

Передвижение

У самок рабочих муравьев нет крыльев, а репродуктивные самки теряют крылья после спаривания, чтобы начать свои колонии. Поэтому, в отличие от своих предков-ос, большинство муравьев путешествуют пешком. Некоторые виды способны прыгать. Например, прыгающий муравей Джердона ( Harpegnathos saltator ) может прыгать, синхронизируя действие своих средних и задних пар ног. Есть несколько видов планирующих муравьев, включая Cephalotes atratus ; это может быть обычным признаком древесных муравьев с небольшими колониями. Муравьи с этой способностью могут контролировать свое горизонтальное движение, чтобы ловить стволы деревьев, когда они падают с вершины леса.

Другие виды муравьев могут образовывать цепи, перекрывая промежутки над водой, под землей или сквозь пространства в растительности. Некоторые виды также образуют плавучие плоты, которые помогают им пережить наводнения. Эти плоты также могут иметь значение, позволяя муравьям колонизировать острова. Polyrhachis sokolova , вид муравьев, обитающий в австралийских мангровых болотах, может плавать и жить в подводных гнездах. Поскольку у них нет жабр , они отправляются в захваченные карманы с воздухом в затопленных гнездах, чтобы дышать.

Сотрудничество и конкуренция

Муравьи-мясоеды, питающиеся цикадами : социальные муравьи сотрудничают и коллективно собирают пищу

Не у всех муравьев одно и то же общество. Австралийские муравьи-бульдоги - одни из самых больших и самых прикорневых муравьев. Как практически все муравьи, они эусоциальны , но их социальное поведение развито слабо по сравнению с другими видами. Каждый охотится в одиночку, используя свои большие глаза вместо химических чувств, чтобы найти добычу.

Некоторые виды (например, Tetramorium caespitum ) нападают и захватывают соседние колонии муравьев. Другие менее экспансионистские, но столь же агрессивные; они вторгаются в колонии, чтобы украсть яйца или личинки, которых они либо едят, либо выращивают в качестве рабочих или рабов. Экстремальные специалисты среди этих муравьев-налетчиков рабов , такие как муравьи Амазонки , неспособны прокормить себя и нуждаются в захваченных рабочих, чтобы выжить. Захваченные рабочие порабощенного Temnothorax видов развили контр-стратегию, уничтожая только женские куколка подчиненных решений Temnothorax атепсапиза , но щадя мужчина (которые не принимают участие в работорговле рейдерстве как взрослые).

Рабочий Харпегнатос сальтатор (прыгающий муравей) вступил в бой с королевой конкурирующей колонии (вверху)

Муравьи идентифицируют своих родственников и сородичей по запаху, который исходит из выделений, содержащих углеводороды, которые покрывают их экзоскелеты. Если муравей отделен от своей первоначальной колонии, он в конечном итоге потеряет запах колонии. Любой муравей, который войдет в колонию без соответствующего запаха, подвергнется нападению. Кроме того, причина, по которой две отдельные колонии муравьев будут атаковать друг друга, даже если они принадлежат к одному виду, заключается в том, что гены, ответственные за производство феромонов, у них разные. Однако аргентинский муравей не обладает этой характеристикой из-за отсутствия генетического разнообразия и из-за этого стал глобальным вредителем.

Виды муравьев-паразитов проникают в колонии муравьев-хозяев и становятся социальными паразитами; Такие виды, как Strumigenys xenos , полностью паразитируют и не имеют рабочих, а вместо этого полагаются на пищу, собранную их хозяевами Strumigenys perplexa . Эта форма паразитизма наблюдается у многих родов муравьев, но муравьи-паразиты обычно являются видами, тесно связанными со своим хозяином. Чтобы проникнуть в гнездо муравья-хозяина, используются различные методы. Паразитическая матка может проникнуть в гнездо-хозяин до того, как вылупится первый выводок, приживаясь до того, как разовьется запах колонии. Другие виды используют феромоны, чтобы сбить с толку муравьев-хозяев или заставить их перенести паразитическую королеву в гнездо. Некоторые просто пробиваются в гнездо.

Конфликт между полами из одного вида наблюдается в некоторых видов муравьев с этими репродукторы , по- видимому , конкурирующих , чтобы произвести потомство, так тесно связанные с ними , насколько это возможно. Самая крайняя форма предполагает получение клонального потомства. Крайний сексуальный конфликт наблюдается у Wasmannia auropunctata , где королевы производят диплоидных дочерей посредством телитокозного партеногенеза, а самцы производят клонов посредством процесса, в результате которого диплоидное яйцо теряет свой материнский вклад и производит гаплоидных самцов, являющихся клонами отца.

Отношения с другими организмами

Паук Myrmarachne plataleoides (показана самка) имитирует муравьев-ткачей, чтобы избежать хищников.

Муравьи образуют симбиотические ассоциации с рядом видов, в том числе с другими видами муравьев, другими насекомыми, растениями и грибами. На них также охотятся многие животные и даже некоторые грибы. Некоторые виды членистоногих проводят часть своей жизни в муравейниках, либо охотясь на муравьев, их личинок и яйца, потребляя пищевые запасы муравьев, либо избегая хищников. Эти инквилины могут иметь большое сходство с муравьями. Природа этой мимикрии муравьев (мирмекоморфия) варьируется, с некоторыми случаями, связанными с мимикрией Бейтса , где мимикрия снижает риск нападения хищников. Другие демонстрируют васманновскую мимикрию , форму мимикрии, наблюдаемую только у инквилинов.

Муравей собирает падь с тли

Тля и другие двукрылые насекомые выделяют сладкую жидкость, называемую медвяной росой , когда они питаются соком растений . Сахар, содержащийся в медвяной росе, является высокоэнергетическим источником пищи, который собирают многие виды муравьев. В некоторых случаях тля выделяет падь в ответ на то, что муравьи постукивают их своими антеннами. Муравьи, в свою очередь, удерживают хищников от тлей и перемещают их из одного места кормления в другое. При миграции в новый район многие колонии уносят с собой тлю, чтобы обеспечить постоянный приток медвяной росы. Муравьи также склонны собирать мучнистых червецов для сбора медвяной росы. Мучнистые червецы могут стать серьезным вредителем ананасов, если муравьи защищают мучнистых червецов от их естественных врагов.

Муравьи пасут мирмекофильных (любящих муравьев) гусениц семейства бабочек Lycaenidae (например, голубые, медные или косолапые), выгоняют их в места кормления днем ​​и приносят в муравейники ночью. У гусениц есть железа, которая выделяет медвяную росу, когда муравьи массируют их. Некоторые гусеницы издают вибрации и звуки, которые воспринимаются муравьями. Похожую адаптацию можно увидеть у бабочек-шкиперов седых, которые излучают вибрации, расправляя крылья, чтобы общаться с муравьями, которые являются естественными хищниками этих бабочек. Другие гусеницы эволюционировали от любящих муравьев к поеданию муравьев: эти гусеницы-мирмекофаги выделяют феромон, который заставляет муравьев вести себя так, как будто гусеница - одна из их собственных личинок. Затем гусеницу отводят в муравейник, где она питается личинками муравья. Ряд специализированных бактерий был обнаружен в виде эндосимбионтов в кишечнике муравьев. Некоторые из доминирующих бактерий принадлежат к отряду Hyphomicrobiales , представители которого известны как азотфиксирующие симбионты в бобовых культурах, но виды, обнаруженные у муравьев, не обладают способностью фиксировать азот. Муравьи-грибники , составляющие трибу Attini , в том числе муравьи-листорезы , культивируют определенные виды грибов из родов Leucoagaricus или Leucocoprinus семейства Agaricaceae . В этом мутуализме муравьиных грибов оба вида зависят друг от друга в своем выживании. Муравей Allomerus decemarticulatus развил трехстороннюю ассоциацию с растением-хозяином, Hirtella Physophora ( Chrysobalanaceae ), и липким грибком, который используется для улавливания их насекомых-жертв.

Муравьи могут получать нектар из цветов, таких как одуванчик , но опыление цветов известно очень редко.

Лимонные муравьи создают дьявольские сады , убивая окружающие растения своими укусами и оставляя чистый участок лимонных муравьёв ( Duroia hirsuta ). Эта модификация леса предоставляет муравьям больше мест для гнездования внутри стволов деревьев дуроя . Хотя некоторые муравьи получают нектар из цветов, опыление муравьями происходит довольно редко, одним из примеров является опыление орхидеи Leporella fimbriata, которое вызывает псевдокопуляцию самцов Myrmecia urens с цветками, передавая при этом пыльцу. Одна теория, которая была предложена из-за редкости опыления, заключается в том, что секреция метаплевральной железы инактивирует и снижает жизнеспособность пыльцы. У некоторых растений есть особые структуры, выделяющие нектар, внецветковые нектарники , которые обеспечивают пищу муравьям, которые, в свою очередь, защищают растение от более разрушительных травоядных насекомых. Такие виды, как бычковатая акация ( Acacia cornigera ) в Центральной Америке, имеют полые колючки, в которых обитают колонии жалящих муравьев ( Pseudomyrmex ferruginea ), которые защищают дерево от насекомых, разгуливающих млекопитающих и эпифитных лиан. Исследования изотопной маркировки показывают, что растения также получают азот от муравьев. В свою очередь, муравьи получают пищу из богатых белками и липидами тел Бельтов . Известно, что на Фиджи Филидрис нагазау (Dolichoderinae) выборочно выращивают виды эпифитных сквамеллярий (Rubiaceae), которые производят большие домачи, внутри которых гнездятся колонии муравьев. Муравьи сажают семена, и ростки молодых сеянцев сразу же заполняются, а муравьиные фекалии в них способствуют быстрому росту. Подобные ассоциации распространения обнаружены и с другими долиходеринами в этом регионе. Другой пример этого типа эктосимбиоза происходит от дерева Macaranga , стебли которого приспособлены для размещения колоний муравьев Crematogaster .

Семена многих видов растений адаптированы для распространения муравьями. Распространение семян муравьями или мирмекохорией широко распространено, и новые оценки показывают, что почти 9% всех видов растений могут иметь такие ассоциации муравьев. Часто муравьи, рассеивающие семена, осуществляют направленное рассредоточение, откладывая семена в местах, которые увеличивают вероятность выживания семян до воспроизводства. Некоторые растения в засушливых, подверженных пожарам системах особенно зависят от муравьев в плане их выживания и распространения, поскольку семена транспортируются в безопасное место под землей. Многие семена, рассредоточенные по муравьям, имеют особые внешние структуры, элайосомы , которые используются муравьями в качестве пищи. Муравьи могут существенно изменять скорость разложения и круговорот питательных веществ в своем гнезде. Путем мирмекохории и модификации почвенных условий они существенно изменяют растительность и круговорот питательных веществ в окружающей экосистеме.

Конвергенция , возможно, форма мимикрии , видно в яйцах рукояти насекомых . Они имеют съедобную структуру, похожую на элайосомы, и попадают в муравейник, где вылупляются молодые.

Мясо муравей стремящейся общий цикадки нимфу

Большинство муравьев являются хищниками, а некоторые охотятся и получают пищу от других социальных насекомых, включая других муравьев. Некоторые виды специализируются на добыче термитов ( Megaponera и Termitopone ), в то время как некоторые Cerapachyinae охотятся на других муравьев. Некоторые термиты, в том числе Nasutitermes corniger , образуют ассоциации с определенными видами муравьев, чтобы отпугнуть хищных видов муравьев. Тропическая оса Mischocyttarus drewseni покрывает цветоножку своего гнезда средством, отпугивающим муравьи. Предполагается, что многие тропические осы могут строить свои гнезда на деревьях и укрывать их, чтобы защитить себя от муравьев. Другие осы, такие как A. multipicta , защищаются от муравьев, сбивая их с гнезда с гудением крыльев. Пчелы без жала ( Тригона и Мелипона ) используют химическую защиту от муравьев.

Мухи из рода Bengalia ( Calliphoridae ) Старого Света охотятся на муравьев и являются клептопаразитами , хватая добычу или выводок из челюстей взрослых муравьев. Бескрылые и безногие самки малайзийской форидной мухи ( Vestigipoda myrmolarvoidea ) живут в гнездах муравьев рода Aenictus и находятся под присмотром муравьев.

Грибы родов Cordyceps и Ophiocordyceps заражают муравьев. Муравьи реагируют на заражение, взбираясь на растения и погружая свои челюсти в ткани растений. Гриб убивает муравьев, растет на их останках и дает плодовое тело . Похоже, что грибок изменяет поведение муравья, помогая распространить его споры в микроместо обитания, которое лучше всего подходит для гриба. Паразиты Strepsipteran также манипулируют своим хозяином-муравьем, чтобы взбираться по стеблям травы, чтобы помочь паразиту найти себе пару.

Нематода ( Myrmeconema neotropicum ), поражающая половых муравьев ( Cephalotes atratus ), заставляет черные жгуты рабочих становиться красными. Паразит также изменяет поведение муравья, заставляя его высоко нести свои желудки. Заметные красные клещи птицы принимают за спелые плоды, такие как Hyeronima alchorneoides , и едят. Помет птицы собирают другие муравьи и скармливают их молодняку, что приводит к дальнейшему распространению нематод.

Пауки (например, этот прыгающий паук Menemerus ) иногда питаются муравьями.

Изучение колоний Temnothorax nylanderi в Германии показало, что рабочие, паразитированные ленточным червем Anomotaenia brevis (муравьи - промежуточные хозяева, окончательные хозяева - дятлы), жили намного дольше, чем рабочие без паразитов, и имели более низкий уровень смертности, сравнимый с уровнем смертности королев тот же вид, который живет целых два десятилетия.

Южноамериканские ядовитые лягушки-дротики из рода Dendrobates питаются в основном муравьями, а токсины в их коже могут поступать от муравьев.

Армейские муравьи собирают пищу широкой передвижной колонной, нападая на любых животных на этом пути, которые не могут убежать. В Центральной и Южной Америке Eciton burchellii - роящийся муравей, наиболее часто посещаемый птицами, « преследующими муравьев », такими как муравьиные птицы и древолазы . Такое поведение когда-то считалось мутуалистическим , но более поздние исследования показали, что птицы паразитируют . Прямой клептопаразитизм (птицы, крадущие еду из рук муравьев) встречается редко и был отмечен у голубей инков, которые собирают семена у входа в гнезда, когда их переносят виды Pogonomyrmex . Птицы, которые преследуют муравьев, поедают много насекомых-жертв и, таким образом, снижают успех муравьев в поисках пищи. Птицы проявляют своеобразное поведение, называемое муравьем, которое пока полностью не изучено. Здесь птицы отдыхают на муравейниках или собирают муравьев на свои крылья и перья; это может быть средством для удаления эктопаразитов у птиц.

Муравьеды , трубкозубы , ящеры , ехидно и numbats имеют специальные приспособления для живущих на диете муравьев. Эти приспособления включают длинные липкие языки для захвата муравьев и сильные когти для проникновения в муравейники. Было обнаружено, что бурые медведи ( Ursus arctos ) питаются муравьями. Около 12%, 16% и 4% объема их фекалий весной, летом и осенью, соответственно, составляют муравьи.

Отношения с людьми

Муравьи- ткачи используются в качестве биологического средства борьбы с выращиванием цитрусовых на юге Китая.

Муравьи выполняют множество экологических функций, которые полезны для человека, включая подавление популяций вредителей и аэрацию почвы . Использование муравьев-ткачей при выращивании цитрусовых на юге Китая считается одним из старейших известных способов биологической борьбы . С другой стороны, муравьи могут причинять неудобства, когда вторгаются в здания, или причинять экономический ущерб.

В некоторых частях мира (в основном в Африке и Южной Америке) большие муравьи, особенно армейские , используются в качестве хирургических швов . Рана прижимается и по ней накладываются муравьи. Муравей захватывает края раны своей нижней челюстью и фиксируется на месте. Затем тело отрезают, а голова и нижние челюсти остаются на месте, чтобы закрыть рану. Большие головы закусочных (солдат) муравья-листореза Atta cephalotes также используются местными хирургами для закрытия ран.

Некоторые муравьи обладают ядовитым ядом и имеют медицинское значение . Виды включают Paraponera clavata (tocandira) и Dinoponera spp. (ложные tocandiras) Южной Америки и Myrmecia муравьи Австралии.

В Южной Африке муравьи используются для сбора семян ройбуша ( Aspalathus linearis ), растения, используемого для приготовления травяного чая. Растение широко разбрасывает семена, что затрудняет сбор вручную. Черные муравьи собирают и хранят эти и другие семена в своем гнезде, где люди могут собирать их в массовом порядке . С одного муравейника можно собрать до 200 г семян.

Хотя большинство муравьев выживают при попытках людей истребить их, некоторые из них находятся под большой угрозой исчезновения. Это, как правило, островные виды, которые развили особые черты и рискуют быть вытесненными интродуцированными видами муравьев. Примеры включают находящийся под угрозой исчезновения шри-ланкийский реликтовый муравей ( Aneuretus simoni ) и Adetomyrma venatrix с Мадагаскара.

EO Wilson подсчитал, что общее количество отдельных муравьев, живущих в мире в любой момент времени, составляет от одного до десяти квадриллионов ( короткая шкала ) (то есть от 10 15 до 10 16 ). Согласно этой оценке, общая биомасса всех муравьев в мире примерно равна общей биомассе всего человеческого рода. Согласно этой оценке, на каждого человека на Земле приходится примерно 1 миллион муравьев.

Как еда

Жареные муравьи в Колумбии
Личинки муравьев на продажу в Исаане , Таиланд

Муравьев и их личинок едят в разных частях света. В мексиканских эскамолах используются яйца двух видов муравьев . Они считаются разновидностью икры насекомых и могут продаваться по цене до 40 долларов США за фунт (90 долларов США за кг), потому что они сезонные и их трудно найти. В колумбийском департаменте Сантандера , Hormigas culonas (примерно интерпретирован как «большое дне муравьи») Atta laevigata жарится жива и съела.

В некоторых районах Индии , а также на всей территории Бирмы и Таиланда пасту из зеленого муравья-ткача ( Oecophylla smaragdina ) подают в качестве приправы к карри. Яйца и личинки муравьев- ткачей, а также муравьи, могут быть использованы в тайском салате , ям ( тайский : ยำ ), в блюде под названием ям кхай мот даенг ( тайский : ยำ ไข่ มดแดง ) или в салате из красных муравьин, блюдо который происходит из Иссана или северо-восточного региона Таиланда. Сэвилл-Кент в « Натуралисте в Австралии» писал: «У зеленого муравья красота - это не только кожа. Их привлекательная, почти сладкая полупрозрачность, возможно, вызвала первые очерки об их употреблении в пищу человеком». Размоченные в воде, наподобие лимонной тыквы, «эти муравьи образуют приятный кислый напиток, который пользуется большой популярностью у уроженцев Северного Квинсленда и даже ценится многими европейцами».

В первое лето в Сьерре , Джон Muir отмечает , что Digger индейцы из Калифорнии съели щекотание, кислые gasters из крупных смоль муравьев плотника . Мексиканские индейцы едят repletes , или живой медовые горшки, из меда муравья ( Myrmecocystus ).

Как вредители

Крошечный муравей-фараон - главный вредитель больниц и офисных зданий; он может делать гнезда между листами бумаги.

Некоторые виды муравьев считаются вредителями, в первую очередь те, которые встречаются в человеческих жилищах, где их присутствие часто проблематично. Например, присутствие муравьев нежелательно в стерильных местах, таких как больницы или кухни. Некоторые виды или роды, обычно классифицируемые как вредители, включают аргентинского муравья , иммигрантского уличного муравья , желтого сумасшедшего муравья , полосатого сахарного муравья , муравья-фараона , красного древесного муравья , черного муравья-плотника , душистого домашнего муравья , красного импортированного огненного муравья и европейского огненного муравья . Некоторые муравьи будут совершать набеги на хранящуюся пищу, некоторые будут искать источники воды, другие могут повредить внутренние конструкции, некоторые могут напрямую повредить сельскохозяйственные культуры (или помогая сосущим вредителям). Некоторые будут ужалить или кусать. Адаптивный характер колоний муравьев делает практически невозможным уничтожение целых колоний, и большинство методов борьбы с вредителями направлены на контроль местных популяций и, как правило, являются временными решениями. Популяции муравьев управляются с помощью комбинации подходов, в которых используются химические, биологические и физические методы. Химические методы включают использование инсектицидной приманки, которую муравьи собирают в пищу и доставляют обратно в гнездо, где яд непреднамеренно распространяется на других членов колонии через трофаллаксис . Управление основано на видах, а методы могут варьироваться в зависимости от местоположения и обстоятельств.

В науке и технике

Рабочие Camponotus nearcticus, путешествующие между двумя формикариями через соединительную трубку

Наблюдаемое людьми с незапамятных времен, поведение муравьев было задокументировано, а тема ранних писаний и басен переходила из одного века в другой. Те, кто использует научные методы, мирмекологи , изучают муравьев в лаборатории и в естественных условиях. Их сложные и изменчивые социальные структуры сделали муравьев идеальными модельными организмами . Ультрафиолетовое зрение было впервые обнаружено у муравьев сэром Джоном Лаббоком в 1881 году. Исследования на муравьях проверяли гипотезы в экологии и социобиологии и сыграли особенно важную роль в изучении предсказаний теорий родственного отбора и эволюционно стабильных стратегий . Колонии муравьев могут быть изучены путем выращивания или временного содержания в муравейниках , специально построенных вольерах со стеклянными рамами. Людей можно отслеживать для изучения, отмечая их цветными точками.

Успешные методы , используемые муравьиных колоний, были изучены в области информатики и робототехники , чтобы произвести распределение и отказоустойчивых систем для решения задач, например , оптимизация колонии муравьев и Ant робототехники . Эта область биомиметики привела к исследованиям передвижения муравьев, поисковым машинам, использующим «следы сбора пищи», отказоустойчивому хранилищу и сетевым алгоритмам.

Как домашние животные

С конца 1950-х до конца 1970-х годов муравьиные фермы были популярными развивающими детскими игрушками в Соединенных Штатах. В некоторых более поздних коммерческих версиях вместо почвы используется прозрачный гель, что обеспечивает лучшую видимость за счет стресса муравьев неестественным светом.

В культуре

Муравьи Эзопа : иллюстрация Майло Винтера , 1888–1956 гг.
Муравей на гербе Мультии

Антропоморфизированные муравьи часто использовались в баснях и детских сказках, чтобы показать трудолюбие и совместные усилия. Они также упоминаются в религиозных текстах. В Книге Притч в Библии муравьи служат хорошим примером для людей их усердной работы и сотрудничества. Эзоп сделал то же самое в своей басне «Муравей и кузнечик» . В Коране говорится , что Сулейман услышал и понял, как муравей предупреждает других муравьев вернуться домой, чтобы не быть случайно раздавленным Сулейманом и его марширующей армией. [ Коран 27:18 ] , В некоторых частях Африки муравьи считаются посланниками божеств. Некоторые индейские мифы , такие как мифология хопи , рассматривают муравьев как самых первых животных. Часто говорят, что укусы муравьев обладают целебными свойствами. Утверждается, что укус некоторых видов Pseudomyrmex снимает лихорадку. Укусы муравьев используются в церемониях инициации некоторых индейских культур Амазонки как испытание на выносливость.

Общество муравьев всегда очаровывало людей, и о нем писали как с юмором, так и серьезно. Марк Твен написал о муравьях в своей книге 1880 года «Бродяга за границей» . Некоторые современные авторы использовали пример муравьев, чтобы прокомментировать отношения между обществом и индивидуумом. Примеры - Роберт Фрост в его стихотворении «Ведомственный» и Т.Х. Уайт в его фантастическом романе « Король прошлого и будущего» . Сюжет научно-фантастической трилогии « Les Fourmis» французского энтомолога и писателя Бернара Вербера разделен между мирами муравьев и людей; Муравьи и их поведение описаны с использованием современных научных знаний. Герберт Уэллс написал об умных муравьях, разрушающих человеческие поселения в Бразилии и угрожающих человеческой цивилизации, в своем научно-фантастическом рассказе 1905 года «Империя муравьев» . В последнее время были созданы мультфильмы и трехмерные анимационные фильмы с участием муравьев, в том числе Antz , A Bug's Life , The Ant Bully , Ant and the Aardvark , Ferdy the Ant и Atom Ant . Известный мирмеколог Э. О. Уилсон написал рассказ «Trailhead» в 2010 году для журнала The New Yorker , в котором с точки зрения муравьев описываются жизнь и смерть королевы муравьев, а также взлет и падение ее колонии. Французский нейроанатом, психиатр и евгеник Огюст Форель считал, что муравьиные общества являются моделями человеческого общества. С 1921 по 1923 год он опубликовал пятитомную работу, в которой исследовались биология муравьев и общество.

В начале 1990-х годов видеоигра SimAnt , имитирующая колонию муравьев, получила в 1992 году награду Codie за «Лучшую программу моделирования».

Муравьи также являются довольно популярным источником вдохновения для многих научно-фантастических насекомых , таких как муравьи из игры Эндера , жуки звездолетов , гигантские муравьи из фильмов « Они!». и Империя Муравьев , супергерой Marvel Comics Человек-Муравей , и муравьи, мутировавшие в супер-интеллект в Фазе IV . В компьютерных стратегических играх виды, основанные на муравьях, часто выигрывают от увеличения производительности из-за их целеустремленности, например, Клаконы в серии игр Master of Orion или ChCht в Deadlock II . Этим персонажам часто приписывают коллективный разум - распространенное заблуждение о колониях муравьев.

Смотрите также

использованная литература

Цитированные тексты

дальнейшее чтение

внешние ссылки