Informacja

Jaki rodzaj to ta królowa mrówek?

Jaki rodzaj to ta królowa mrówek?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Wierzę, że jest albo Lasiusem, albo Formicą, ale jestem amatorem, więc dziękuję za wszelką pomoc. Ta królowa jest całkowicie czarno-szara, z gasterem, który wygląda jak kamienne oko tygrysa, ale jest szary. Nie ma na niej czerwieni ani brązu. Ma około 1,5 cm długości i znalazłem ją w środkowej Minnesocie. Po złapaniu złożyła jaja przez noc. Wiem, że zdjęcie jest okropne dzięki mojemu telefonowi, ale było to najlepsze, jakie jej dostałem.


Jaki rodzaj to ta królowa mrówek? - Biologia


Jesteśmy w trakcie konceptualnej rewolucji w naukach biologicznych, gdy tradycyjne granice między ekologią, biologią molekularną, rozwojową i ewolucyjną załamują się. Ogólnym celem badań w laboratorium Abouheif jest integracja tych dziedzin, aby zrozumieć, w jaki sposób geny i środowisko wchodzą w interakcje podczas rozwoju oraz w jaki sposób ta interakcja generuje nowość w złożonych systemach biologicznych.

Ta dziedzina badań nazywa się Eko-Evo-Devo, co jest skrótem od Ekologicznej Ewolucyjnej Biologii Rozwojowej. Opiera się na przełomowym odkryciu, że istnieje wysoce konserwatywny zestaw genetyczny „lsquotool”, który kontroluje rozwój wszystkich zwierząt. Ten zestaw narzędzi składa się ze stosunkowo niewielkiej liczby genów regulatorowych, takich jak Hox geny (patrz Rysunek 1 poniżej), które odgrywają kluczową rolę w tworzeniu segmentów wzdłuż przedniej i tylnej osi wszystkich zwierząt podczas rozwoju. Hox geny są zgrupowane w genomie i ulegają ekspresji w tej samej kolejności, co ich fizyczna lokalizacja na chromosomie. Na przykład Hox gen wargowy (czerwone ramki na rysunku 1 poniżej) zajmuje pierwszą pozycję w grupie i jest wyrażona na końcu głowy zwierząt, podczas gdy Hox gen abdB znajduje się na końcu gromady i jest wyrażony na samym końcu ogona wszystkich zwierząt (niebieskie kwadraty w Rysunek 1 poniżej). Zachowanie fizycznej lokalizacji, ekspresji i funkcji Hox geny u wszystkich zwierząt to jedno z wielkich odkryć biologii, które fascynuje mnie przez ostatnie 20 lat


Rysunek 1: Zdjęcie od Billie J. Swalla „Budowanie rozbieżnych planów ciała z podobnymi ścieżkami genetycznymi”

Więc jeśli wszystkie te zwierzęta mają podobne geny w swoim zestawie narzędzi genetycznych, jak Hox geny, jak to się dzieje, że zwierzęta wyewoluowały, by mieć tak różnorodne formy? W jaki sposób nowe cechy ewoluowały w złożonych układach biologicznych, aby zwierzęta były tak różnorodne w formie, jest centralną kwestią biologii ewolucyjnej, która pozostaje nierozwiązana od ponad 100 lat. Eko-Evo-Devo, dzięki swojemu integracyjnemu podejściu, daje nadzieję na rozwiązanie tego problemu, a w konsekwencji przyniesie wiele ważnych korzyści, takich jak zrozumienie, w jaki sposób powstają i różnicują się złożone systemy we wszystkich skalach biologicznych lub uczynienie teorii ewolucji bardziej przewidywalną i oczywiście bardziej praktyczną. korzyści, takich jak poprawa hodowli zwierząt/roślin, ochrona bioróżnorodności i medycyna.


Skupiamy się przede wszystkim na społecznościach mrówek jako modelu dla naszych Eko-Evo-Devo studia. Podział pracy w społecznościach mrówek, który w swojej złożoności rywalizuje ze społeczeństwami ludzkimi, uczynił mrówki jednym z najbardziej zróżnicowanych ekologicznie i odnoszących sukcesy ewolucyjnie organizmów na naszej planecie, z

15000 gatunków stanowiących ponad połowę światowej biomasy owadów. Kluczową cechą, która wzmocniła podział pracy u mrówek, jest ewolucja nowych kast morfologicznych, takich jak uskrzydlona królowa i jej bezskrzydłe robotnice (zob. Rysunek 2).


Rysunek 2: Królowa i robotnica z rodzaju mrówek Lasius. Zdjęcie od Alexa Wilda

Różnice między królowymi a robotnicami mogą być dramatyczne – królowe mają w pełni funkcjonalne skrzydła, są aktywne reprodukcyjnie i mogą żyć do 30 lat, podczas gdy robotnice nie mają skrzydeł, rozmnażają się rzadko i żyją zaledwie kilka miesięcy. Te dramatyczne różnice między kastami nazywane są „bdquopolifenicznymi”, co oznacza, że ​​rozwijają się one w dużej mierze w wyniku wywołanych przez środowisko różnic w ekspresji genów podczas rozwoju królowej i robotnicy.

Głównym celem laboratorium w Abouheif jest odkrycie, w jaki sposób nowe kasty robotników powstały podczas trzech głównych przemian w ewolucji mrówek. Te przejścia oznaczają postępujący wzrost złożoności społeczeństw mrówek, począwszy od:

  1. Pochodzenie eusocjalności (prawdziwe zachowanie społeczne)
  2. „Punkt bez powrotu” (kiedy eusocjalność staje się nieodwracalna, ponieważ zdolność reprodukcyjna pracowników jest znacznie zmniejszona)
  3. Dywersyfikacja pojedynczej kasty robotniczej w złożony system podkast morfologicznych i behawioralnych.

Rysunek 3: Bezskrzydły robotnica podstawowego gatunku mrówek Saltator Harpagnathos. Zdjęcie od Alexa Wilda

Pierwsze poważne przejście podczas ewolucji mrówek &ndash, zapoczątkowanie eusocjalności &ndash nastąpiło

150 milionów lat temu i wiąże się z pochodzeniem nowej bezskrzydłej kasty robotniczej (zob Rysunek 3). W przeciwieństwie do później wyewoluowanych rodów mrówek, gdzie różnice morfologiczne między kastami są uderzające, społeczeństwa w rodach przodków składają się z kast królowych i robotnic, które są morfologicznie podobne i mogą zarówno kojarzyć się, jak i rozmnażać (porównaj Rysunek 4 do Rysunek 1). Jedyną poważną różnicą morfologiczną między kastami jest obecność skrzydeł u królowych i ich brak u robotnic, co uważa się za kluczowy etap genetyczny uniemożliwiający robotnice rozproszenie się z ich kolonii (zob. Rysunek 4).


Rysunek 4: Królowa (w środku) i robotnica (u góry) z podstawowego gatunku mrówek (lewa strona) oraz sieć genów regulująca rozwój skrzydeł (prawa strona). Zdjęcie mrówek od Alexa Wild

Poszukujemy mechanizmów rozwojowych i genetycznych, które mogły doprowadzić do utraty skrzydeł w kaście robotniczej.


Rysunek 5: Królowa i robotnice z rodzaju mrówek Monom. Zdjęcie od Alexa Wilda

Drugie ważne przejście podczas ewolucji mrówek – punkt bez powrotu – uważa się za punkt, w którym euspołeczność staje się nieodwracalna poprzez ewolucję kas robotniczych, które są morfologicznie odrębne i wykazują zmniejszoną zdolność reprodukcyjną w stosunku do kasty królowej (zob. Rysunek 5). Artykuły z laboratorium Abouheif (Khila i Abouheif 2008 i 2010) sugerują, że jesteśmy bliscy odkrycia nowego mechanizmu rozwojowego leżącego u podstaw tej zmniejszonej zdolności do reprodukcji u pracowników (zob. Rysunek 6).


Rysunek 6: Oocyt królowej mrówek z alfa-tubuliną na zielono, aktyną na czerwono i jądrami na niebiesko. Zdjęcie z Khila i Abouheif 2010.


Rysunek 7: Drobne mrówki robotnice (najmniejsze), żołnierze (średnie) i superżołnierze (supersize) z rodzaju Feidole. Zdjęcie od Alexa Wilda

Trzecie główne przejście w ewolucji mrówek charakteryzuje się dywersyfikacją pojedynczej kasty robotnic w złożony system podkast robotnic, jak ten występujący w rodzaju mrówek Feidole (Rysunek 7). Niedawne odkrycie w laboratorium Abouheif (Rajakumar et al., 2012, Nauki ścisłe) wykazały, że geny przodków, które pozostawały uśpione przez miliony lat, można ożywić dzięki odpowiednim bodźcom środowiskowym. W rodzaju mrówek można zaobserwować trzy rodzaje robotników &ndash robotników drobnych, żołnierzy i superżołnierzy &ndash Feidole. Chociaż superżołnierze zginęli w tym rodzaju około 35 do 65 milionów lat temu, pokazaliśmy, że możliwe jest odblokowanie tego ukrytego potencjału genetycznego poprzez zastosowanie wysokich dawek hormonu na krytycznym etapie rozwoju larw. Prekursory skrzydeł zwane „skrzydłymi dyskami imaginalnymi” oraz sieć genów regulująca rozwój skrzydeł (Rysunki 4 i 8) są kluczem do zrozumienia tych uśpionych potencjałów genetycznych u mrówek.

Cyfra 8: Skrzydło wyimaginowany dysk królowej ukazujący ekspresję spalt gen (patrz sal w sieci genów regulujących rozwój skrzydeł na rycinie 3 po lewej).

Te uśpione potencjały istnieją u wszystkich zwierząt, co odzwierciedla sporadyczne pojawianie się cech przodków u osobników, które normalnie nie powinny ich mieć. Te cechy, takie jak zęby ptaka i bosaka i palce węża i bosaka, są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie, ale tradycyjnie uważa się je za bdquofreaks, które w niewielkim stopniu przyczyniają się do procesu ewolucyjnego. Nasze odkrycie pokazuje, że te uśpione potencjały genetyczne, raz uruchomione, działają jak surowce dla ewolucji, zmieniając ten tradycyjny pogląd. Naszym następnym krokiem jest odkrycie mechanizmów rozwojowych i genetycznych kierujących ewolucją nowych podkast robotnic u mrówek.

Razem te trzy projekty przybliżą nas o krok do zrozumienia pochodzenia i zróżnicowania złożonego systemu biologicznego.

Laboratorium Abouheif chciałoby uprzejmie podziękować następującym agencjom finansującym za wsparcie finansowe tych badań:


Zachowane: 44 ważne gatunki, 23 ważne podgatunki

Obrazy strony taksonu:






Przegląd:

Dystrybucja:

Biologia:

Kasta królowych nie istnieje w Diakamma. Unikalne dla tego rodzaju robotnice wyłaniają się z kokonów z parą małych unerwionych wyrostków piersiowych („gemmae”), które są homologiczne ze skrzydłami. Okaleczenie prowadzi do trwałej zmiany trajektorii życia, ponieważ pracownicy, którym brakuje klejnotów, nigdy nie łączą się w pary. Jest to w przeciwieństwie do innych mrówek bez królowej, w których robotnice ustanawiają hierarchię dominacji, aby regulować reprodukcję. w Diakamma tylko jeden robotnik zachowuje swoje klejnoty w każdej kolonii, jest ona bramą gracza (związana robotnica składająca jaja) i odgryza klejnoty nowo powstałym robotnikom. Okaleczenie powoduje degenerację połączeń neuronalnych między włoskami czuciowymi na powierzchni gemma&rsquos a ośrodkowym układem nerwowym, co może tłumaczyć nieodwracalność zmian w indywidualnym zachowaniu

Bibliografia:

Bitsch, J. i C. Peeters (1991) Moignons alaires et morphologie thoracique chez l'ouvrière de la fourmi Diacamma australe (Fabricius) (Hym. Formicidae Ponerinae). Byk. Soc. entomol. Francja, 96: 213-221.

Peeters, C. i J. Billen (1991) Nowatorski gruczoł zewnątrzwydzielniczy w wyrostkach piersiowych ("gemmae") mrówki bez królowej Diacamma australe. Doświadczenia, 47: 229-231.

Leczenie taksonomiczne (dostarczone przez Plazi)

[[ pracownik ]] Der Kopf ist. oval die Mandibeln lang dreieckig, der Winkel zwischen dem Hinter und Kaurande sehr stumpf, der letztere etwa um ein Drittheil laenger als der Hinterrand, mit kleinen spitzen Zaehnen bewaffnet. Der dreieckige Clypeus ist in der Mitte dachfoermig gewoelbt, sein Vorderrand ist in der Mitte vorgezogen und bogenfoermig gekruemmt, nicht gezaehnt, hinten ist der Clypeus zwischen den Stirnleisten und eingitzigt. Die Stirnleisten sind vorne ungleichseitig dreieckig und reichen convergirend bis zur Hoehe der Augen, der vordere aeussere Rand ist etwas convex, der innere gerade. Der Schaft der zwoelfgliedrigen Fuehler ueberragt ziemlich viel den Hinterrand des Kopfes, die Geissel ist gegen das Ende nur unbedeutend dicker, fast fadenfoermig, das erste Geisselglied ist das kuerzeste, daseng steels zweite als das Glieder nehmen stetig an Laenge ab, nur das Endglied ist wieder laenger und beilaeufig so lang als das zweite Glied. Die ovalen Netzaugen sitzen in der Mitte an den Seiten des Kopfes. Die Ocellen fehlen. Der Hinterkopf ist abgerundet und schmaeler als der Kopf zwischen den Augen, nur am Hinterhauptloche ausgerandet. Der Thorax vorne etwas breiter als hinten und gerundet, ohne Dornen. Das Pronotum ist fast gleichfoermig gewoelbt und so hoch als das Metanotum. Das Mesonotum erscheint oben nur als ein querer schmaler Streifen. Das Metanotum ist laenger als der halbe Thorax, dessen Basaltheil doppelt so lang als der geneigte abschuessige Theil. Die Schuppe ist kugelig-knotenfoermig, vorne, oben und an den Seiten convex, hinten flach, so hoch als der Hinterleib und oben hinten mit zwei nach oben und etwas nach hinten gerichteten Spitzen. Der Hinterleib ist laenglich oval, besonders von den zwei ersten Segmenten, welche durch eine ziemlich tiefe Einschnuerung von einander getrennt sind, beeckt. Die Sporne sind gefiedert. die Krallen einfach.


Jaki rodzaj to ta królowa mrówek? - Biologia

Mrówka Crematogaster ashmeadi (Emery) jest powszechnie znana jako mrówka akrobata. Istnieje prawdopodobnie 10 gatunków Kremogaster na Florydzie i Crematogaster ashmeadi jest powszechnie spotykany w całym stanie (Deyrup, komunikacja osobista). Przedstawiciele tego rodzaju są określani jako akrobaty ze względu na elastyczny sposób, w jaki robotnik utrzymuje swój brzuch (gaster) nad resztą ciała.

Rysunek 1. mrówka akrobata robotnicza, Crematogaster ashmeadi Szmergiel. Zdjęcie: Emily V. Heffernan, University of Florida.

Dystrybucja (powrót do góry)

Mrówki akrobaty są powszechnie spotykane na Florydzie iw południowo-wschodnich Stanach Zjednoczonych (Tschinkel 2002). Uważa się je za rodzime na Florydzie i można je znaleźć w większości hrabstw (Ferster et al. 2000). Są one nawet rejestrowane z małych, namorzynowych wysp w Florida Keys (Hölldobler i Wilson 1990). Mrówki akrobaty zostały zarejestrowane jako szkodniki w hrabstwach Collier, Hillsborough, Palm Beach, Pinellas i Polk (Klotz et al. 1995).

Rysunek 2. Dystrybucja na Florydzie Crematogaster ashmeadi (Szmergiel).

Opis (Powrót do góry)

Mrówki akrobatyczne to małe i średnie mrówki, zwykle o długości od 2,6 do 3,2 mm. Mają bardzo lśniące korpusy, które mają zmienny kolor od jasnoczerwonego do brązowego lub czarnego. Najbardziej wyróżniającą się cechą mrówki akrobatki jest brzuch w kształcie serca, który w razie poruszenia unosi się nad klatką piersiową.

Crematogaster ashmeadi ma dwusegmentowy ogonek, z przyczepem podszypułkowym na grzbietowej powierzchni żołądka. Gaster jest ostro zakończony i wyposażony w żądło, które może lub nie może być wywinięte (Ferster et al. 2000). Na propodeum znajduje się para krótkich kolców, a na głowie lub mesosoma kilka włosów. Trudno jest zidentyfikować mrówki do gatunków w rodzaju Kremogaster, ale nadchodzi nowy klucz taksonomiczny dla gatunków z Florydy (Deyrup, komunikacja osobista). Crematogaster ashmeadi można odróżnić od innych gatunków błyszczącymi bokami pronotalnymi i ogólnie ciemnym kolorem (u żywych okazów).

Rysunek 3. Królowa mrówka akrobata, Crematogaster ashmeadi Szmergiel. Zdjęcie: Emily V. Heffernan, University of Florida.

Biologia i zachowanie (powrót do góry)

Crematogaster ashmeadi to mrówki nadrzewne, gniazdujące na drzewach i zgniłym drewnie. Mrówki akrobaty są najbardziej dominującym gatunkiem mrówek nadrzewnych w nadbrzeżnych lasach sosnowych północnej Florydy, stanowiąc 80-90% mrówek w tym ekosystemie leśnym (Tschinkel 2002). Obfitość tych mrówek czyni je głównymi czynnikami ekologicznymi w tych długolistnych lasach sosnowych (Tschinkel i Hess 1999). Jako takie są najważniejszym źródłem pożywienia dla zagrożonego wyginięciem dzięcioła czerwonolistnego, Picoides borealis, a zatem uzasadniają dalsze badania (Tschinkel 2002).

Na każdym drzewie takich nadbrzeżnych, równinnych lasów sosnowych zwykle znajduje się kolonia mrówek akrobata, zamieszkująca wykopane komory larw kosydów i korników. Mrówki akrobatyczne są niezwykle terytorialne i na każdym drzewie istnieje tylko jedna kolonia, chociaż duża kolonia może rozprzestrzenić się na maksymalnie trzy sosny, jeśli drzewa znajdują się blisko siebie. Mrówki akrobaty same nie uszkadzają drzew, lecz przemieszczają się do przestrzeni i komór wydrążonych i opuszczonych przez inne owady (Tschinkel 2002). Założycielskie królowe Crematogaster ashmeadi szukaj opuszczonych galerii drążących drewno chrząszczy w martwych gałęziach sadzonek sosny długolistnej. Królowe wykorzystują te chodniki jako komory założycielskie do zakładania nowych kolonii, a na gniazdo znajduje się tylko jedna królowa (Hahn i Tschinkel 1997). Królowe produkują minimalne robotnice, które wychowują lęg i rozpoczynają żerowanie. Królowa następnie kładzie większe jednokształtne robotnice i ostatecznie przenosi się wraz z czerwiem do chodników ekstermitów na poziomie gruntu lub pod nim (Tschinkel 2002). Larwy są karmione tylko regurgitacjami pokarmowymi pochodzącymi od robotnic (Hölldobler i Wilson 1990). Kolonie zawierają jedną królową, ale może wystąpić wiele miejsc gniazdowania. Komunikacja i koordynacja zadań kolonii musi być ściśle skoordynowana, ponieważ kolonia jest rozłożona na całej wysokości sosny, a królowa znajduje się na samym dole drzewa (Tschinkel 2002).

Rysunek 4. Robotnicy i potomstwo mrówki akrobaty, Crematogaster ashmeadi Szmergiel. Zdjęcie: JL Castner, University of Florida.

Robotnicy są zwykłymi padlinożercami i drapieżnikami, żerują na długości od 30 do 40 m drzew na żywe i martwe owady (Tschinkel 2002). Pracownicy są również często obserwowani, gdy pielęgnują owady wysysające soki (Ferster et al. 2000). Kremogaster sp. z o.o. mrówki wydzielają feromon ciągnący się z kości piszczelowej, który pozwala im podążać szlakami w górę iw dół pnia drzewa jako drogi łączące z dobrymi źródłami pożywienia (Hölldobler i Wilson 1990).

Mrówki akrobaty nie gniazdują w zdrowym drewnie, ale znajdują się w wilgotnym lub gnijącym drewnie (Swoboda i Miller 2003). Możliwości gniazdowania mrówek akrobatów często zależą od aktywności owadów drążących dziuple, takich jak gąsienice ćmy kosydy, termity oraz chrząszcze buprestidae i cerambicyd (Tschinkel 2002).

Rysunek 5. Robotnicy mrówki akrobaty, Crematogaster ashmeadi Emery, pielęgnujący mszyce. Zdjęcie: LJ Buss, University of Florida.

Status szkodnika (powrót do góry)

W porównaniu z innymi gatunkami mrówek szkodnikowych, mrówki akrobatki są zwykle mało uciążliwe dla ludzi. Właściciele domów mogą narzekać, że te mrówki są na podwórku i żerują poza domem. Mogą gniazdować na drzewach na posesji właściciela lub w zbutwiałym drewnie wokół domu w miejscach takich jak werandy i okapy (Ferster et al. 2000). Są rzadkie w pomieszczeniach, ale można je zaobserwować w poszukiwaniu słodyczy lub białka. Kiedy zostaną znalezione jako gniazdujące w domu, atakują wilgotne lub gnijące drewno często wokół okien i rynien odpływowych. Można je również znaleźć w wilgotnej płycie piankowej lub izolacji. Te mrówki w minimalnym stopniu uszkadzają drewno, ale ich frass może być problemem dla właścicieli domów. Ich obecność wskazuje również na obecność drewna mokrego i/lub gnijącego (Swoboda i Miller 2003).

Ankieta z 1995 roku przeprowadzona przez Klotz et al. pokazał, że z rodzaju Kremogaster, tylko Crematogaster ashmeadi pojawił się jako mrówka szkodnika na Florydzie. Podczas szeroko zakrojonych badań napotkano go dziewięć razy, a sześć z tych zdarzeń miało miejsce w pomieszczeniach. Z powodu ich ograniczonego występowania w tej ankiecie, C. ashmeadi określane są jako mrówki okazjonalne (Klotz et al. 1995).

Zarządzanie (powrót do góry)

Kontrolę mrówek akrobatów można zwykle przeprowadzić poprzez ograniczenie dostępu do domu lub innych struktur (Ferster et al. 2000). Zarządzanie można przeprowadzić poprzez uszczelnienie zewnętrznych pęknięć, przez które wchodzą pracownicy. Usunięcie gałęzi lub zgniłych kłód i pniaków zwykle usuwa miejsce gniazda i problem. Odcięcie gałęzi i materiału drzewnego, które dotykają domu, dodatkowo ograniczy dostęp mrówek do domu.

Kolonie mrówek akrobatów, które żyją w ścianach, można leczyć eliminując wilgotne drewno i inne źródła wilgoci. Jeśli problemy utrzymują się, owadobójcze spraye lub kurz można wstrzyknąć do zaatakowanych pustych przestrzeni w ścianach (Swoboda i Miller 2003).

Wybrane referencje (powrót do góry)

  • Deyrupa M. (2003). Zaktualizowana lista mrówek z Florydy (Hymenoptera: Formicidae). Entomolog z Florydy 86: 43-48. (nie jest już dostępny online)
  • Ferster B, Deyrup M, Scheffrahn RH, Cabrera BJ. (2000). Mrówki szkodników na Florydzie. (29 lipca 2014)
  • Hölldobler B, Wilson EO. (1990). Mrówki. Belknap Press z Harvard University Press. Cambridge, MA. 732 s.
  • Hahn DA, Tschinkel WR. (1997). Osadnictwo i rozmieszczenie królowych założycielskich kolonii mrówki nadrzewnej, Crematogaster ashmeadi, w długolistnym lesie sosnowym. Owady Sociaux 44: 323-336.
  • Klotz JH, Mangold JR, Vail KM, Davis, Jr. LR i Patterson RS. (1995). Badanie szkodników miejskich (Hymenoptera: Formicidae) z półwyspu Floryda. Entomolog z Florydy 78: 109-118.
  • Swoboda L, Miller DN. (2003). Akrobata mrówka. Virginia Cooperative Rozszerzenie wiedzy dla Wspólnoty Narodów. (nie jest już dostępny online)
  • Tschinkel WR. (2002). Historia naturalna mrówek nadrzewnych, Crematogaster ashmeadi. Journal of Insect Science 2:1-15. (29 lipca 2014).
  • Tschinkel WR, Hess CA. (1999). Nadrzewna społeczność mrówek w lesie sosnowym w północnej Florydzie. Roczniki Amerykańskiego Towarzystwa Entomologicznego 92: 63-76.

Autor : Emily V. Saarinen, University of Florida
Zdjęcia: Emily V. Saarinen i Lyle J. Buss, University of Florida
Projekt strony: Don Wasik, Jane Medley
Numer publikacji: EENY-333
Data publikacji: sierpień 2004. Ostatnia aktualizacja: lipiec 2014. Recenzja: grudzień 2017.

Instytucja równych szans
Redaktor i koordynator wyróżnionych stworzeń: dr Elena Rhodes, University of Florida


Laboratorium Trible

368 Budynek Północno-Zachodni
Cambridge MA 02138

Kolonia mrówek to superorganizm: każda jednostka zależy od funkcjonowania grupy i przyczynia się do jej funkcjonowania. Kolonia mrówek jest zatem analogiczna do jednolitego organizmu, takiego jak roślina lub zwierzę, którego komórki współpracują ze sobą, tworząc większą całość.

Podobnie jak komórki, zachowanie grupowe u mrówek jest aranżowane przez ciągłą komunikację między jednostkami. U mrówek osiąga się to dzięki szerokiej gamie feromonów. Podobnie jak komórki, mrówki w kolonii zazwyczaj różnicują się w linię zarodkową (kasta reprodukcyjna królowej) i somę (kasta (kasty) robotnic niereprodukcyjnych) poprzez plastyczność fenotypową.

W naszym laboratorium staramy się zrozumieć wyrafinowane cechy biologii mrówek z perspektywy genetyki molekularnej i ewolucyjnej biologii rozwojowej. Osiągamy to poprzez przyjmowanie nowych organizmów modelowych, które idealnie nadają się do mechanistycznych badań laboratoryjnych. Należą do nich klonalna mrówka-raider, Ooceraea biroii mrówki z rodzaju Leptothorax, z których oba posiadają ewolucyjnie istotną zmienność genetyczną, którą można badać w kontekście laboratoryjnym.


Jaki rodzaj to ta królowa mrówek? - Biologia

ten Formicidae są prawdopodobnie najbardziej udanymi członkami klasy Insecta, dominując nad większością innych organizmów samą liczbą. Jako członkowie zakonu Błonkoskrzydłe, mrówki są blisko spokrewnione z pszczołami i osami, chociaż te owady tylko czasami są towarzyskie, wszystkie znane mrówki są w pełni przystosowane do kolonialnego stylu życia.

Wszyscy znamy podstawową strukturę kolonii mrówek, ale rozbieżne zachowania i adaptacje przejawiane przez różne gatunki mogą potencjalnie wypełnić większą ilość literatury naukowej niż reszta Insecta razem wzięta, a ich złożone życie przynosi stały strumień nowych odkryć wszystkim, którzy dbać o ich przyjrzenie się. Oto tylko kilka z najbardziej niezwykłych form przybieranych przez te podziemne hordy.


Większość mrówek w kolonii, niezdolnych do samodzielnego rozmnażania, nie ma innego celu, jak tylko chronić swoje matki, królowe i młodsze rodzeństwo. spokojnie i pozostawić bezużyteczne zwłoki? Członkowie Camponotus saundersi kolonie mają specjalny zestaw dużych mięśni szczęk, które biegną prawie przez całą długość ich ciała i łączą się z gruczołami wypełnionymi trucizną. Gdy nie ma innej alternatywy, mrówki gwałtownie napinają te mięśnie, rozrywając się i rozpryskując toksyczne chemikalia w twarz wroga.

Członkowie rodzaju Cefaloty są często nazywane „żółwimi” mrówkami po szerokich, spłaszczonych tarczach głowy kasty żołnierzy. Jedynym celem tej dziwnej adaptacji jest mniej więcej życie korek, doskonale uszczelnia wejście do kolonii. Zamiast budować własne, mrówki te zazwyczaj kolonizują opuszczone tunele chrząszczy drążących drewno, a ich czopki są dostosowane do odpowiednich rozmiarów dla właściwych nor chrząszczy.

Oprócz wysoce wyspecjalizowanych nakryć głowy, niektórzy Cefaloty są również przystosowane do szybownictwo, ich aerodynamiczne ciała umożliwiają im powrót do drzewa domowego, jeśli spadną z wyższych gałęzi.

Podobnie jak nasze własne niemowlęta, twoje typowe larwy mrówek są niczym więcej niż bezradnymi pasożytami, pielęgnowanymi i chronionymi przez swoje starsze siostry, dopóki nie osiągną wystarczającej dojrzałości, aby zacząć miotać brudem. Jednak niektóre gatunki zaczynają swój wkład w kolonię zaraz po wykluciu. „Tkacz” lub „krawiec” lubi mrówki Oecophylla smaragdina są tak nazwane ze względu na ich gniazda na wierzchołkach drzew z ciasno związanych liści, zszytych w całości za pomocą tych samych jedwabnych larw, których używają do przepoczwarzenia. Grupy dorosłych łączą się ze sobą szczękami i stopami, aby ciągnąć ze sobą liście i gałązki, podczas gdy inne szybko wiążą je larwami noszonymi delikatnie w żuchwach.

mięsożerne Odontomach są znane jako mrówki „pułapki” ze względu na ich bardzo niezwykłe „sprężynowe” żuwaczki, takie jak pułapka na myszy. Żaden znany drapieżnik nie wykazuje szybszego brania, którego siła może przekraczać 300-krotność masy ciała mrówki. Te kłapiące szczęki są tak potężne, że zaobserwowano mrówki przyciskają szczęki do ziemi, by rzucić się do tyłu w jednej z najdziwniejszych taktyk ewakuacyjnych w królestwie zwierząt. Szczęki mogą być nawet używane do katapultowania intruzów lub małych, niechcianych obiektów z wejścia do kolonii.

U niektórych mrówek Myrmekocystus rodzaju, pewna część robotnic staje się tak zwanymi mrówkami „miodowymi doniczkami” lub bardziej technicznie „pełnymi”. Cukry, tłuszcze i inne płynne pokarmy są karmione przez innych pracowników, aż ich brzuchy puchną czasami do rozmiarów winogron, którymi karmią się ich współlokatorzy w nagłych wypadkach. Zbyt rozdęte opuszczenie kolonii same, przepełnione są trzymane głęboko pod ziemią i silnie strzeżone, ponieważ wiele innych stworzeń - w tym miejscowych ludzi - uważa je za zdobycz, a inne mrówki mogą nawet próbować ukraść je na własny użytek.


Większość owadów wchodzących do dzbanów mięsożernych Nepenthes rośliny są skazane na utonięcie w wodnistej jamie, gdzie wkrótce są rozkładane przez enzymy trawienne rośliny. mrówka stolarz Camponotus schmitzijednak tworzy głęboką symbiozę z Nepenthes bicalcarata, „kłaczkowata” roślina dzbanowa. Zagnieżdżone w grubej, wydrążonej łodydze złowrogo wyglądającej pułapki, mrówki swobodnie wychodzą i wychodzą ze śmiercionośnej sadzawki, wspinając się głęboko w płyn, aby rozerwać uwięzione owady. Te mrówki, które nie żyją nigdzie indziej, są całkowicie uzależnione od swojego żywego domu, aby złapać zdobycz, a sam dzban w rzeczywistości zależy od pracy mrówek, aby wydobyć wystarczającą ilość składników odżywczych, aby utrzymać każdą pułapkę, wzajemna zależność, którą dopiero niedawno wywnioskowano. Owady są dosłownie częścią procesu trawiennego rośliny, podobnie jak bakterie jelitowe zwierząt.

Żyje wyłącznie w górnych gałęziach drzewa Hirtella physophora, malutki Allomerus decemarticulatus uzbraja swoje terytorium w pomysłowy i makabryczny mechanizm pułapkowy. Łączenie włosów z ich drzewa z własną śliną i żywym symbiotykiem grzybRobotnicy budują puste konstrukcje podziurawione maleńkimi otworami, czające się w środku z rozwartymi maleńkimi szczękami. Nawet stosunkowo słoniowate owady przypieczętują swoją zgubę jednym błędnym krokiem na tym żywym polu minowym, każda stopa i czuły kontakt z mrówką jest natychmiast wciągana do środka, przyszpilając i rozciągając ofiarę, podczas gdy inne robotnice roją się nad jej bezbronnym ciałem, kłując ją na śmierć i zaczynając ją ciąć oprócz.


Normalna kolonia mrówek składa się głównie z bezpłodnych robotnic i żołnierzy wyklutych z jaj jednej królowej, okresowo produkujących uskrzydlone, reprodukcyjne samce i samice, które opuszczają gniazdo i tworzą własne kolonie. Niektóre gatunki kończą jednak całą tę skomplikowaną sprawę i pozwalają komuś innemu wykonać całą pracę. Solenopsis daguerrei jest tylko jednym z takich gatunków, składającym się wyłącznie z królowych i samców bez kasty robotników lub żołnierzy. Po kryciu samica lokalizuje kolonię innego gatunku mrówek, węszy ich królową i zaczepia się o jej ciało, używając feromonów, aby całkowicie zamaskować jej obecność, wyrywając pokarm prosto z ust żywiciela. Kolonia nie może odróżnić jaj najeźdźcy od własnych i będzie starannie chronić i hodować nowe pokolenie pasożytów, podczas gdy ich własna królowa powoli umiera z głodu.


Wampiry kanibali

Naprawdę żyjące zgodnie ze swoją potoczną nazwą, „mrówki draculi” z rodzaju Adetomyrma dojrzali członkowie kolonii są uzbrojeni w złośliwe szczęki i paraliżujące żądła, ale stawonogi, na które polują i zabijają - najczęściej jadowite stonogi wielokrotnie większe od nich - nie są przeznaczone do samodzielnego spożycia, ich dieta składa się wyłącznie z hemolimfy (owaczej „krew”) od ich młodszego, larwalnego rodzeństwa. Utrzymywane przy życiu i zdrowe na diecie złożonej z sparaliżowanej ofiary, ślepe i pozbawione kończyn pędraki są rozcinane ostrymi żuchwami dorosłego osobnika i wysysane z krwi w okresowych, nieśmiercionośnych ilościach. Chociaż zachowanie jest rutynowe dla tych gatunków, larwy stają się wyraźnie niespokojne, gdy głodny robotnik wchodzi do ich komnaty, a nawet podejmują daremne próby ucieczki. Nie powinno dziwić, że gatunek tak brutalny jest uważany za biologicznie bliższy osom niż prawie każdy inny rodzaj mrówek.


Nowe gatunki mrówek nazwane w uznaniu różnorodności płci

Nowo odkryta miniaturowa mrówka-pułapka z wiecznie zielonych lasów tropikalnych Ekwadoru nosi ciekawą łacińską nazwę Strumigenys ayersthey, wśród setek, które również są nazwane na cześć ludzi, ale kończą się na -ae (od kobiet) i -i (od mężczyzn). To sprawia, że ​​nowo opisana mrówka jest prawdopodobnie jedynym gatunkiem na świecie, który ma naukowe imię z przyrostkiem -oni, sławiąc w ten sposób różnorodność płci.

Owad został po raz pierwszy znaleziony przez Philippa Hoenle z Politechniki w Darmstadt w Niemczech podczas wspólnego badania Reserva Río Canandé w 2018 roku. Rezerwat należy do organizacji pozarządowej Jocotoco i chroni niewielką część wysoce zagrożonych obszarów bioróżnorodności, zwanych Czeka&ostry.

Hoenle skontaktował się z ekspertem taksonomicznym Douglasem Booherem z Yale University. Wkrótce Booher odpowiedział z podekscytowaniem, że ten gatunek różni się od żadnego innego z ponad 850 gatunków należących do jego rodzaju. W rezultacie zespół opisał nieznany wcześniej nauce gatunek i jego niezwykłą morfologię szczęki pułapkowej w artykule badawczym, opublikowanym w recenzowanym, ogólnodostępnym czasopiśmie. Klawisze Zoo.

Co ciekawe, nie był to żaden inny jak wokalista i autor tekstów amerykańskiego zespołu rocka alternatywnego R.E.M. Michael Stipe, który dołączył do Boohera w pisaniu sekcji etymologii do artykułu badawczego. To ta część publikacji, w której honorują wspólnego przyjaciela, aktywistę i artystę Jeremy'ego Ayersa oraz wyjaśniają pochodzenie nazwy gatunku.

„W przeciwieństwie do tradycyjnych praktyk nazewnictwa, które identyfikują jednostki jako jedną z dwóch różnych płci, wybraliśmy niezlatynizowaną portmanteau honorującą artystę Jeremy'ego Ayersa i reprezentującą osoby, które nie identyfikują się z konwencjonalnymi binarnymi przypisaniami płci. Strumigenys ayersthey„„Oni” rozpoznają niebinarne identyfikatory płci, aby odzwierciedlić niedawną ewolucję w użyciu zaimków angielskich – „oni, oni, ich” i odnoszą się do bardziej inkluzywnego i ekspansywnego rozumienia identyfikacji płciowej”.

Obecna praktyka nomenklatury dotycząca nazywania gatunków zwierząt po ludziach rozróżnia tylko imiona męskie i żeńskie, oferując odpowiednio zakończenie -ae dla kobiety lub -i dla mężczyzny.

Zespół badawczy dodatkowo proponuje, aby sufiks -they mógł być używany dla pojedynczych nazw honorowych identyfikatorów niebinarnych.

Zapytany o wybór nazwy dla mrówki, Booher powiedział: „Tak piękne i rzadkie zwierzę było po prostu gatunkiem, który celebruje zarówno biologiczną, jak i ludzką różnorodność. Niewielkie zmiany w języku miały duży wpływ na kulturę. Język jest dynamiczny i tak samo powinna być zmiana w nazewnictwie gatunków – podstawowy język nauki”.

Dokonując wyboru, zespół zachęca społeczność naukową do dotrzymania kroku takim firmom, jak Oxford English Dictionary, Merriam-Webster Unabridged Dictionary i HSBC Bank, które również dostosowały swoje własne praktyki instytucjonalne, użycie języka i uznanie, aby reprezentować różnorodność płci.

"The discovery of such an unusual rare ant highlights the importance of scientific exploration and conservation of the Chocó region in Ecuador, which is at the same time one of the most biodiverse and threatened areas on our planet," the researchers add in conclusion.

Strumigenys ayersthey can be distinguished by its predominantly smooth and shining cuticle surface and long trap-jaw mandibles, which make it unique among nearly a thousand species of its genus. The researchers haven't been able to obtain more specimens of the species, which suggests that it's rare.


Life Cycle

Carpenter ants undergo complete metamorphosis, in four stages from egg to adult. Winged males and females emerge from the nest to mate beginning in the spring. These reproductives, or swarmers, do not return to the nest after mating. Males die, and females establish a new colony.

The mated female lays her fertilized eggs in a small wood cavity or in another protected location. Each female lays about 20 eggs, which take 3 to 4 weeks to hatch. The first larval brood is fed by the queen. She secretes fluid from her mouth to nourish her young. Carpenter ant larvae look like white grubs and lack legs.

In three weeks, the larvae pupate. It takes an additional three weeks for the adults to emerge from their silken cocoons. This first generation of workers forages for food, excavates and enlarges the nest, and tends to the young. The new colony will not produce swarmers for several years.


Strict monandry in the ponerine army ant genus Simopelta suggests that colony size and complexity drive mating system evolution in social insects

Altruism in social insects has evolved between closely related full-siblings. It is therefore of considerable interest why some groups have secondarily evolved low within-colony relatedness, which in turn affects the relatedness incentives of within-colony cooperation and conflict. The highest queen mating frequencies, and therefore among the lowest degrees of colony relatedness, occur in Apis honeybees and army ants of the subfamilies Aenictinae, Ecitoninae, and Dorylinae, suggesting that common life history features such as reproduction by colony fission and male biased numerical sex-ratios have convergently shaped these mating systems. Here we show that ponerine army ants of the genus Simopelta, which are distantly related but similar in general biology to other army ants, have strictly monandrous queens. Preliminary data suggest that workers reproduce in queenright colonies, which is in sharp contrast to other army ants. We hypothesize that differences in mature colony size and social complexity may explain these striking discrepancies.


Obejrzyj wideo: Silne mrowki: (Sierpień 2022).