Войти
| Pogonomyrmex barbatus | |
|---|---|
 | |
| P. barbatus из Техас, США | |
| Научная классификация | |
| Королевство: | Animalia |
| Тип: | Arthropoda |
| Класс: | Insecta |
| Порядок: | Hymenoptera |
| Семейство: | Formicidae |
| Подсемейство: | Myrmicinae |
| Племя: | Myrmicini |
| Род: | Pogonomyrmex |
| Вид: | P. barbatus |
| Биномиальное название | |
| Pogonomyrmex barbatus . Smith, 1858 | |
Pogonomyrmex barbatus - вид муравьев-собирателей из рода Погономирмекс. Его общие названия включают красный муравей и красный муравей-комбайн . Эти крупные (5–7 мм) муравьи предпочитают засушливые чапаральные среды обитания и являются родными для юго-запада США. Гнезда устраивают под землей (глубиной до 2,5 м) на открытых участках. Их рацион состоит в основном из семян, и, следовательно, они участвуют в мирмекохории, взаимодействии между муравьями и растениями, посредством которого муравьи получают питательные вещества, а растения получают выгоду от распространения семян. Муравьев-жнецов часто принимают за огненных муравьев, но они не имеют близкого родства с какими-либо видами огненных муравьев, местными или завезенными.
Гнезда красных муравьев-жнецов характеризуются отсутствием роста растений и мелкой галькой, окружающей вход в туннель, который обычно спускается под значительным углом. Оболочки семян могут быть разбросаны по всему гнезду. На пастбищах, таких как ранчо, из-за отсутствия растительной жизни колонии красных муравьев-комбайнов очень легко обнаружить, а там, где их много, они могут серьезно вторгнуться в пастбища, доступные для домашнего скота.
Холмы обычно бывают плоскими и широкими, от 0 до 100 мм (от 0,0 до 3,9 дюйма) в высоту и от 300 до 1200 мм (от 12 до 47 дюймов) в диаметре. Сообщалось о еще больших обнаженных областях, порядка 10 м (110 кв. Футов). От насыпи обычно ведут от трех до восьми троп, как «руки». Эти тропы используются муравьями, чтобы собирать и приносить еду обратно в насыпь. Муравьи-разведчики каждое утро первыми выходят из кургана. Они ищут пропитание и отмечают свой путь, возвращаясь к насыпи, чтобы предупредить рабочих муравьев. Муравьи-рабочие следуют по запаху и собирают еду. Другие муравьи-рабочие чистят, вытягивают и обычно ухаживают за насыпью, маткой и выводком. Все муравьи в колониях - самки, за исключением крылатых самцов, рожденных в период размножения.
Репродуктивной единицей популяций муравьев является колония. Одиночная девственная матка спаривается с несколькими самцами в месте репродуктивной агрегации, образованном самцами муравьев-сборщиков. Затем она летит на новое место, чтобы произвести на свет колонию потомства.
Основной источник пищи для красных муравьев-жнецов обычно состоит из семян, которые они копят в большом количестве. Пищу сначала измельчают до консистенции хлеба с помощью больших челюстей муравьев, а затем хранят в амбаре, обеспечивая доступ колонии к пище круглый год. Сбор семян от имени красных муравьев-комбайнов приносит пользу их экосистеме благодаря процессу мирмекохории, в котором муравьи помогают рассеивать семена во время поиска пищи. И растения, и муравьи выигрывают от этой взаимосвязи: растения увеличивают диапазон своего распространения и плотность, в то время как муравьи получают выгоду от приобретения питательных веществ и обеспечения более надежного снабжения пищей при будущих урожаях. Обычно это понимается как взаимное взаимодействие. Мертвых насекомых также собирают во время кормодобывания.
Красные муравьи-сборщики Было проведено много исследований по кормлению поведением красных муравьев-сборщиков. В процессе сбора корма больше всего задействованы три типа рабочих: патрульные гнезда, патрульные и сборщики. В определенный день патрульные гнезда первыми выходят из гнезда, чтобы оценить безопасность и прибыльность добычи. Колония получает большую часть воды в результате метаболизма жиров в семенах. Если пищи мало или если день особенно жаркий, энергетические и водные преимущества кормодобывания могут быть перевешены затратами на энергию и воду. В этом случае колония может быть вынуждена полагаться на свои обширные продовольственные запасы. Семена могут храниться в гнезде в течение месяцев или даже нескольких лет.
Колония способна общаться посредством кратковременного антенного контакта, включающего передачу кутикулы углеводороды. Могут быть задействованы и другие зрительные, временные и обонятельные сигналы. Основываясь на отчетах патрульных, они могут покинуть гнездо, чтобы определить наилучшее возможное направление поиска пищи. Это решение основано на различных экономических факторах, таких как наличие пищи и поведение соседних гнезд при кормлении. Когда оба типа патрульных возвращаются, собиратели оценивают скорость их возвращения, чтобы решить, покидать ли гнездо в поисках пищи. В эксперименте с имитацией патруля частота возвращения одного патрульного каждые 10 секунд стимулировала наивысший уровень активности в поисках пищи. Этот коэффициент возврата указывает на высокую доступность корма и хорошие условия кормодобывания, поэтому существует благоприятное соотношение затрат и выгод для собирателей. Если частота возвращения патрульных слишком высока, это может быть предупреждением об опасности, например, появлением хищной ящерицы. Более низкая частота возвращения может указывать на недостаток доступной пищи или сильную конкуренцию.
Муравьи добывают пищу по химическим сигналам, которые иногда уводят муравьев на расстояние до 50–60 м от гнезда. Как только муравей решил добыть корм, он почти всегда будет продолжать до тех пор, пока не найдет пищу, чтобы вернуться в гнездо; 90% вернувшихся фуражиров «успешны». Таким образом, возврат фуражиров является хорошим индикатором наличия корма. Логично предположить, что на общую активность собирателей влияет количество возвращающихся собирателей. Когда пищи много, фуражиры быстро ее находят и сразу возвращаются в гнездо. Фуражиры, все еще находящиеся в гнезде, интерпретируют это как означающее, что поиски пищи будут прибыльными: низкое энергопотребление с высокой вероятностью получения семян. Следовательно, увеличивается активность кормления. Точно так же снижение доступности пищи, на что указывает снижение скорости возвращения собирателей, заставляет колонию снижать свою активность в поисках пищи.
Способность колонии быстро регулировать свое поведение в поисках пищи очень важна, поскольку их источник пищи переменная и разрозненная. Эта регулирующая способность варьируется сама по себе, на нее влияют доступность пищи, текущая потребность в питании и состояние колонии. Колонии с большей вероятностью приспосабливаются к изменяющейся норме возвращения собирателей, когда интенсивность кормодобывания высока, что может быть связано с тем, что различия просто сложнее обнаружить при низких нормах. В целом, красный муравей-комбайн демонстрирует замечательные способности в социальном познании, анализе затрат и выгод и поведенческой экономике.
Популяции муравьев-комбайнов действуют без централизованного контроля. система посредством децентрализованной системы химической связи, посредством процесса химической сигнализации. Собирательство регулируется с помощью контуров положительной и отрицательной обратной связи. Возвращение муравьев в колонию стимулирует уход за пищей. Когда муравьи возвращаются в колонию с большей скоростью с семенами, это, в свою очередь, приводит к увеличению количества исходящих собирателей. По мере того как меньше муравьев с семенами возвращается в колонию, количество уходящих собирателей уменьшается. Результатом является регулирование кормодобывания относительно обилия доступной пищи в любой момент времени. Взаимодействие между возвращающимися и уходящими собирателями осуществляется в масштабе секунд. Обычно уходящему собирателю требуется всего от трех до восьми секунд, чтобы покинуть гнездо в результате увеличения числа успешных вернувшихся собирателей.
Относительное изобилие доступной пищи измеряется средним временем, затраченным на поиск корма на одно семя, а не чем расстояние, пройденное, чтобы найти каждое семя. Когда пищи больше, собирателям требуется меньше времени. Более быстрый сбор корма сигнализирует о более высокой скорости уходящих собирателей, увеличивая урожай корма по сравнению с изобилием в этом районе. Семена используются в качестве источника воды для муравьев и часто хранятся в гнезде от нескольких месяцев до нескольких лет.
Межвидовая конкуренция существует между популяциями муравьев-собирателей, представляя проблемы для успешного кормодобывания. Одним из примеров этого является конкуренция за доступ к семенным ресурсам между видами муравьев-собирателей Novomessor cockerelli и Pogonomyrmex barbatus. Муравьи Novomessor cockerelli вступают в конкуренцию с колониями Pogonomyrmex barbatus, «забивая» входы в гнезда песком и небольшими камнями. Это задерживает активность P. barbatus на один-три часа, сдвигая начало кормодобывания на более позднее время дня, когда температура существенно выше. Это снижает производительность двумя способами; во-первых, муравьи задерживаются и, следовательно, у них меньше времени на поиск корма; во-вторых, высокие температуры почвы преждевременно загоняют муравьев обратно в гнезда, сокращая диапазон возможных кормлений. Исследования показали, что затронутые популяции P. barbatus не предпринимали усилий, чтобы компенсировать вмешательство в их деятельность, например, за счет увеличения количества кормов. Таким образом, закупорка гнезд соперничающими видами препятствует общей продуктивности рабочих муравьев у вида Pogonomyrmex barbatus.
Красный вход в гнездо муравья-комбайна Красный Муравьи-собиратели - эусоциальные насекомые, для которых характерны высокий уровень сотрудничества и организованное разделение труда. Каста рабочих бесплодна. Как и у большинства видов муравьев, размножение осуществляется кастой спаривания, состоящей из крылатых крылатых (репродуктивных особей), которые живут в гнезде, пока погода не позволит им улететь и спариться. После совокупления самец обычно умирает, а оплодотворенная матка возвращается на землю в поисках подходящего места для гнездования. После того, как она выбрала место, она сбрасывает крылья и начинает размножаться, создавая новую колонию. Она производит «рабочих муравьев » в течение 1–20 лет до своей смерти. Известно, что некоторые королевы живут до 30 лет в дикой природе.
У P. barbatus репродуктивные и непродуктивные задачи разделены на кастовую систему, как обсуждалось выше. Некоторые особи специализируются на репродуктивной функции, в то время как другие муравьи несут ответственность за непродуктивные функции, такие как защита, уход за выводком и добыча пищи. Система разделения труда естественно возникает в связи с формированием группы, а не как вторичная адаптация; в противном случае одиночные муравьи-матки, собранные в принудительное объединение, если разделение труда возникло бы в группах, у которых отсутствует эволюционная история таких социальных механизмов.
Среди непродуктивных рабочих муравьев P. barbatus пять основных Выполняются следующие задачи: добыча пищи, содержание гнезда, защита, работа на кучу и сбор. Роли не постоянны, и химические взаимодействия определяют, когда определенные муравьи занимаются определенной деятельностью. По сути, эти задачи относительно изменчивы и не могут рассматриваться как отдельные процессы. Изменение поведения от имени одной группы запускает поведенческие переходы в других группах рабочих муравьев.
Репродуктивная каста P. barbatus ответственна за образование новых колоний. Одна королева муравьев основывает каждую колонию. Большое количество крылатых муравьев-самцов и девственных муравьев-маток прилетают к местам спаривания после дождей в середине лета. Чтобы создать успешную колонию, королевы P. barbatus должны спариваться с самцами двух разных линий. Одна линия приводит к появлению муравьев, которые становятся рабочими колонии. Это муравьи, отвечающие за непродуктивные задачи колонии. Другая линия производит репродуктивных самок муравьев. После спаривания с муравьями-самцами в месте скопления царица улетает, чтобы основать новую колонию. Прибыв на новое место гнездования, королева теряет крылья и строит гнездо в земле. Затем вход в гнездо закрывается, чтобы она могла безопасно отложить яйца. Так родилась колония. В течение следующих шести-восьми недель появляется основной выводок непродуктивных рабочих муравьев, который начинает добывать корм и строить колонию.
Спаривание является многолетним и видоспецифичным между подвидами красного муравья-комбайна. Самцы отличают репродуктивных самок своего вида от самок других видов с помощью феромонов. Это происходит в результате сексуально стимулирующих феромонов, выделяемых ядовитыми железами репродуктивных самок P. barbatus. Эти феромоны прекрасно обнаруживаются самцами данного вида при физическом контакте, что приводит к стимуляции сексуального поведения.
Спаривание происходит в местах репродуктивной агрегации. Эти участки первоначально отмечаются выделениями из нижнечелюстных желез самцов. Эти выделения привлекают как самок, так и дополнительных самцов, что приводит к сильной конкуренции самцов за самцов. Система спаривания внутри P. barbatus сравнима с поведением lek, выполняемым многими видами позвоночных. Муравьи-самцы собираются вместе и вместе выделяют феромон, привлекающий репродуктивных самок. Чем больше присутствует самцов, выделяющих феромон, тем сильнее влечение к самкам. Хотя эта практика сильно благоприятствует определенным самцам и оставляет многих других без самок, собрание самцов в целом привлекает больше самок, чем выброс феромона от имени одинокого самца. Следовательно, более желательно, чтобы менее привлекательные самцы оставались в токе, чем пытались привлечь самок самостоятельно.
В репродуктивных скоплениях муравьев P. barbatus сильная мужское соревнование существует. Самцы участвуют в общих показах спаривания, чтобы привлечь самок. Муравьи-самцы пытаются спариться с любой встреченной самкой, но самки сопротивляются совокуплению самцов. Следовательно, общее спаривание в значительной степени способствует размножению с более крупными или более стойкими самцами, которые способны одолеть самок и успешно совокупляться. Муравьи-самцы совокупляются как можно дольше, что, вероятно, ограничит доступ самок к другим самцам, чтобы их сперма выжила для воспроизводства.
Красные муравьи-сборщики - любимая пища для пустынные рогатые ящерицы. Муравьи-жнецы энергично защищают свои колонии от реальных или предполагаемых нападений со стороны крупных или мелких животных. Они могут яростно кусать, и их укусы ядовиты и болезненны. Эффект распространяется по лимфатической системе, иногда вызывая опасные реакции, особенно у животных, чувствительных или страдающих аллергией на их яд.
С годами их количество сокращается, и это часто связывали с конкуренцией за пищу с инвазивным красным импортированным огненным муравьем и аргентинским муравьем. Их сокращение затронуло многие местные виды, особенно те, для которых красный муравей-комбайн является основным источником пищи, например, техасская рогатая ящерица.
СМИ, связанные с Pogonomyrmex barbatus на Wikimedia Commons