Muurahaiset ovat hyönteisperhe (Formicidae), joka yhdessä mehiläisten ja ampiaisten kanssa muodostaa lahkon Hymenoptera (Hymenoptera). Tähän mennessä on kirjattu yli 22 000 lajia, joista 13 800 on kuvattu, ja niiden arvioidaan muodostavan jopa 25 prosenttia maan eläinperäisestä biomassasta. Haluatko tietää lisää muurahaisten käyttäytymisestä?
Nämä selkärangattomat erottuvat epätavallisesta eusosiaalisuudestaan ja super-organismien muodostumisesta, eli ne pystyvät luomaan monimutkaisia rakenteita, jotka ylittävät paljon kunkin jäsenensä summan. Epäilemättä Hymenoptera edustaa kiehtovaa evoluutiostrategiaa, ja meillä on vielä paljon opittavaa niistä.
Muurahaisten ominaisuudet
Muurahaiset ovat Hymenoptera, mutta ne kuuluvat myös luokkaan Insecta. Hyönteisinä niillä on useita heinäsirkkaiden, kovakuoriaisten, mantisien ja muiden yhteisiä ominaisuuksia, kuten pää, rintakehä ja vatsa, 6 raajaa ja erittäin merkittäviä pään antenneja.
Muurahaisten, kuten muillakin hyönteisillä, ulkoluuranko, joka suojelee niitä ympäristöltä, koostuu tässä tapauksessa epikutikulasta ja kitiinistä. Lisäksi on huomioitava, että heillä ei ole käytössään keuhkoja ja hengitysteitä, vaan happea pääsee heidän kehoonsa eksoskeleton kautta spiracleiksi kutsuttujen huokosten kautta.
Päätasolla nämä selkärangattomat ovat erittäin kehittyneitä. Heillä on pari lateraalista yhdistelmäsilmää, 3 ocellia pään yläosassa – jotka havaitsevat valon tasot ja polarisaation – ja pari antennia, jotka pystyvät tallentamaan kemikaaleja, ilmavirtoja ja tärinää.Kuten tulemme näkemään myöhemmillä riveillä, nämä ovat tärkeitä viestinnässä.
Rintakehä tai mesosooma sisältää kuusi motorista raajaa ja siivet, joita esiintyy kuningattareilla ja uroksilla lisääntymishetkellä. Toisa alta vatsa eli metasoma suojaa eläimen kaikkia elintärkeitä elimiä, mukaan lukien lisääntymis-, hengitys- ja eritysjärjestelmät. Mielenkiintoista on, että joillakin lajeilla on muunneltuja lisääntymiselimiä, kuten pistoolia.
Jokaisella muurahaislajilla on omat ominaisuutensa, mutta ne kaikki noudattavat yhteistä yleistä vartalosuunnitelmaa.
Muurahaisten käyttäytyminen
Kuten olemme sanoneet, maailmassa on ollut yli 22 000 muurahaislajia. Yleisten määrittäminen näin suuressa taksonissa on pelottava tehtävä, mutta yhteisten esivanhempien olemassaolo ja evoluution lähentyminen ovat tehneet joistakin piirteistä soveltuvia melkein kaikkiin muurahaishideihin.Tässä muutamia esimerkkejä:
- Muurahaisten käyttäytymistä ohjaavat sukulaisten valintamekanismit.
- Kilpailua on saman lajin ja populaation yksilöiden välillä, populaatioiden (pesäkkeiden) ja lajien välillä.
- Pysäkkeet näyttävät hierarkiat pesäkkeiden valvontaprosesseissa. Saman siirtokunnan jäsenten välinen kilpailu muokkaa yhteisön dynamiikkaa.
- Yhdyskunnat jaetaan kasteihin, yleensä työläisiin, sotilaisiin, kuningattareihin ja miehiin.
- Rotuja on muotoiltu luonnollisella valinnalla, jotta koko pesäkkeen biologinen kunto olisi mahdollisimman suuri, ei yksittäisten yksilöiden.
Yhdyskuntadynamiikan lisäksi muurahaisilla on usein pakollisia suhteita tiettyihin kasvi- ja selkärangattomiin lajeihin. Ne ovat välttämättömiä maaperän biogeokemiallisten kiertokulkujen ylläpitämisessä, erinomaisia proteiinin lähteitä eri lajeille, ja niillä on vertaansa vailla oleva rooli muun muassa siementen leviämisessä.
Seuraavaksi tutkimme joitakin muurahaisten käyttäytymismalleja. He eivät jätä sinua välinpitämättömäksi sukulaisvalinnasta eusosiaalisuuteen.
Kastit muurahaispesässä
Yleensä väitetään, että muurahaiset jakavat yhdyskuntansa kasteihin, vaikka tämä linja hämärtyy joissakin lajeissa. Joka tapauksessa seuraavat yhteiskunnalliset organisaatiot voidaan mainita muurahaispesässä:
- Reina: on siirtokunnan pilari, "sydän" ja "aivot" samanaikaisesti. Kun kuningatar lisääntyy siivekäs uroksen kanssa, hän hautaa itsensä ja alkaa munimaan, mikä vastaa tulevia työntekijöitä. Kuningatar muurahainen voi elää jopa 30 vuotta lajista riippuen. Se on diploidi (2n), yksinkertaisesti sanottuna, sillä on täydellinen "geneettinen kuva" .
- Työntekijä: työntekijät ovat siirtokunnan "käsiä" . He elävät yleensä 1-3 vuotta ja suorittavat kaikki muurahaispesän tehtävät gallerioiden rakentamisesta ruoan etsimiseen.Tutkimusten mukaan ero työntekijästä kuningattareksi voi riippua ravinnonsaannista toukkavaiheessa. Ne ovat myös diploideja (2n).
- uros: Urokset ovat siittiöpusseja, joissa on jalat, koska niiden ainoa tarkoitus on lisääntyä ja kuolla. On huomattava, että ne ovat haploideja (n) eläviä olentoja, mikä tarkoittaa, että heillä on puolet naisten ja työntekijöiden geneettisestä tiedosta - yksi kromosomisarja -
Tämä sääntö ei kuitenkaan päde kaikkiin muurahaisiin. Joillekin lajeille on ominaista esittelyorganisaatiot, joissa kaikki työntekijät ovat potentiaalisesti lisääntymiskykyisiä, mutta yksi tai ryhmä valitaan muiden yläpuolelle dominanssimekanismien avulla (Gamergate). Diacamma rugosum on tästä erinomainen esimerkki.
Muurahaiset ja sukulaisvalikoima
Nopeasti ja yksinkertaisesti sanottuna, sukulaisten valinta tai sukulaisvalinta yrittää selittää eläinkunnan ” altruismia”, eli miksi on olemassa eläviä olentoja, jotka auttavat sukulaisiaan, vaikka se merkitsee heille huomattavaa energiainvestointia.Tämä oletus perustuu Hamiltonin yhtälöön:
rB>C
(r) edustaa geneettistä suhdetta dynamiikan molempien komponenttien välillä, (B) altruistisen käyttäytymisen suorittavan henkilön saamaa hyötyä ja (C) lisääntymiskustannuksia, joita käyttäytyminen aiheuttaa hyväntekijän auttamiseksi. Toisin sanoen, mitä suurempi eläinten välinen suhde (r), sitä todennäköisemmin yhdyskunnan yksilö auttaa sukulaistaan tai "esimiestään" .
Tätä teoriaa voidaan soveltaa myös hymenopteroihin, erityisesti muurahaisiin. Työläiset "kieltävät" lisääntymiskykynsä suosiakseen kuningattaren kykyä, koska se ilmenee "vastuussa" evoluution tasolla, koska he ovat kaikki hyvin läheisiä sukulaisia. Tässä strategiassa yhteisten geenien leviämistä sukupolvien välillä suositaan yksilöllisen lisääntymisen sijaan.
Näiden teorioiden mielenkiintoisuudesta huolimatta kaikkea muurahaiskäyttäytymistä ei voida selittää sukulaisten valinnalla. Monet ammattilaiset keskustelevat hakemuksista tänään.
Muurahaisten käyttäytyminen eusosiaalisina ja yhteistyökykyisinä olentoina
Muurahaiset ovat selkeä esimerkki äärimmäisyyksiin vedetystä eusosiaalisuudesta, olipa kyseessä sukulaisvalinnan tai muiden mekanismien perusteella. Näissä erottamattomissa yhteisöissä aikuiset kuuluvat kahteen tai useampaan päällekkäiseen sukupolveen, huolehtivat yhteistoiminnallisesti jälkeläisistään, eikä v altaosa jäsenistä ole lisääntymiskykyisiä (työläisiä).
Näissä siirtokunnissa luonnollinen valinta ei vaikuta yksilöön, vaan koko väestöön, joten kaikki jäsenet tekevät keskenään äärimmäistä yhteistyötä. Tästä syystä, jos hierarkia tai sosiaalinen rakenne rikkoutuu, koko muurahaispesä romahtaa. Toisin sanoen, jos kuningatar kuolee, työntekijät kuolevat hänen kanssaan - paitsi aiemmin mainitut Gamergates.
Muurahaispesässä työntekijän elämällä ei ole merkitystä. Se uhrataan ilman ongelmia, jos se pelastaa toukat tai kuningattaren.
Muurahaiset superorganismeina
Kuten olemme aiemmin sanoneet, jokainen muurahaiskeko on monimutkainen organismi, joka olettaa jotain kaikkien osien summan "ulkopuolella" . Kaikilla superorganismeilla on seuraavat ominaisuudet:
- Pysäkkeen osat elävät yhteisessä rakenteessa (muurahaiskeko tai pesä), joka suojaa kuningatarta ja toukkia ja mahdollistaa ravinnon. Pesien lämpötila ja kosteus ovat yksilöllisiä kullekin lajille ja sen komponentit voivat muuttaa sitä.
- Kuningatar tai äiti on superorganismin "sydän" ja "aivot" . Tämä voi elää jopa 100 kertaa pidempään kuin sen kokoon ja morfologiaan nähden on odotettu.
- Yhdyskunnan jäsenet jakavat toimintoja. Jotkut heistä huolehtivat toukista, toiset metsästävät ja toiset rakentavat gallerioita ja pitävät muurahaispesän puhtaana.
Kaikki nämä monimutkaiset vuorovaikutukset tuovat joukon käsittämättömiä etuja. Muurahaiset tuottavat enemmän jälkeläisiä kuin tavalliset hyönteiset, elävät paljon pidempään biologisena yksikkönä ja pystyvät ylläpitämään riippumattomuutta ulkoisesta ympäristöstä.
Erittäin selkeä esimerkki tästä yhtenäisestä monimutkaisuudesta on Myrmecocystus mexicanus -laji. Näissä muurahaiskekoissa valittu ryhmä työntekijöitä ruokkii ja täyttää mahalaukun – metasooman sipulimäisen osan – fysiologisiin rajoihin. Sitten ne roikkuvat muurahaispesän solun katosta, muuttuvat liikkumattomiksi ja toimivat elävinä ravintovaroina.
Viestintä
Keräjämuurahaiset kulkevat jopa 200 metrin päähän pesästä. Antenniensa ansiosta ne pystyvät havaitsemaan siirtokunnan muiden jäsenten lähettämät feromonit ja pääsevät siten turvallisesti takaisin asutuskeskukseensa. Nämä jäljet ovat hyödyllisiä myös ruoan lähteiden, vaarojen, muiden pesäkkeiden ja monen muun merkitsemiseen.
Tämän lisäksi jotkin kuivista ympäristöistä peräisin olevat vuorokausilajit – kuten Cataglyphis bicolor – pystyvät orientoitumaan eri tavoin. Kuten tutkimukset osoittavat, tämä laji edustaa eräänlaista "askelmittaria" ja työntekijät laskevat askeleita, joita he ovat ottaneet muurahaispesästä tiettyyn kohteeseen.Ne ottavat myös vertailukohteita ympäristössä ja Auringon sijainnin.
Muurahaisten ruokintakäyttäytyminen
Yleensä ajattelee, että muurahainen kerää siemeniä ja pieniä roskia ruokkimaan itsensä, mutta kaikki muurahaiset eivät noudata tätä strategiaa. Jotkut lajit ruokkivat sieniä, joita ne kasvavat muurahaiskekoissaan (Acromyrmex) ja toiset ovat käytännössä tiukkoja lihansyöjiä (mm. Odontomachus, Harpegnathos ja Myrmecia).
Selkein esimerkki saalistusstrategiasta ovat ansaleuat, erityisesti Odontomachus-sukuun kuuluvat. Tällä ryhmällä on eläinkunnan toiseksi nopeimmat saalistuslisäkkeet, koska ne pystyvät sulkemaan leukansa keskimäärin 130 mikrosekunnissa, kuten tutkimukset osoittavat. Yhdessä niiden pistimen kanssa, joka pystyy erittämään myrkkyjä, tämä tekee niistä tappamiskoneita.
Lopuksi emme voi unohtaa Myrmecia-suvun muurahaisia, jotka tunnetaan myös härkämuurahaisina niiden levinneisyysalueella (Australia).Tähän taksoniin sisältyvät 93 lajia erottuvat voimakkaista leukoistaan, erinomaisesta näkökyvystään ja voimakkaista myrkyllisistä aineistaan. Vaikka ne eivät ole tappavia ihmisille, anafylaktisten sokkien aiheuttamia kuolemia on havaittu.
Useimmat muurahaislajit ovat raadonsyöjiä, yleisiä petoeläimiä tai kasvinsyöjiä. Jotkut ovat kuitenkin kehittäneet hyvin erikoistuneita ruokintastrategioita.
Lopullisia huomautuksia muurahaisten käyttäytymisestä
Kuten olet ehkä nähnyt, muurahaisten maailma ulottuu paljon pidemmälle kuin kevään tai kesän piknik-hyökkäys. Jotkut muurahaiset elävät puissa ja niiden toukat luovat todellisia verkkokampoja (Polyrhachis-sukellus), toiset viljelevät sieniä, joista ne ruokkivat (Atta ja Acromyrmex) ja toiset metsästävät väsymättä suuria saalista (Myrmecia).
Jos jokin on meille selvää näiden rivien lukemisen jälkeen, se on, että muurahaisilla on meille paljon opetettavaa evoluution ja monimutkaisten yhteiskuntien suhteen. Epäilemättä he ovat elävä esimerkki siitä, että yhtenäisyys on voimaa.