Муравьи

Колонии

Группы, в которых живут муравьи, называются колониями. В колонии есть самка муравья, называемая королевой, которая откладывает яйца. Из этих яиц вырастают муравьи. В больших колониях муравьев есть разные виды муравьев, которые вырастают из яиц. Они называются различными кастами муравьев. Некоторые из них рабочие, которые выполняют такую работу, как переноска и рытье, и солдаты, которые сражаются с другими животными. Муравьи-рабочие и муравьи-солдаты - самки. Другой вид муравьев - трутни - это муравьи-самцы.

Очень большие муравьиные колонии иногда называют суперорганизмами. Это означает, что муравьи так хорошо работают вместе, что они похожи на маленькие части одного большого животного. Муравьи не могут долго жить сами по себе, потому что им нужно работать с другими муравьями.

Колонии муравьев есть почти везде на планете Земля. Места, где нет муравьев, - это Антарктида, потому что там очень холодно и мало пищи, далекие места, куда муравьи не могут добраться, или острова, потому что там нет достаточного количества вещей, необходимых муравьям.

Эволюция

Семейство Formicidae относится к порядку Hymenoptera, в который также входят пилильщики, пчелы и осы. Муравьи произошли от представителей отряда веслоногих ос.

Филогенетический анализ позволяет предположить, что муравьи возникли в нижнем меловом периоде около 110-130 миллионов лет назад или даже раньше. По одной из оценок, сделанных на основе исследований ДНК, происхождение муравьев датируется ≈140 млн. лет назад (миа). Другое исследование относит его к юрскому периоду - 185 ± 36 млн лет назад (95% доверительные границы).

После появления цветковых растений около 100 миллионов лет назад муравьи диверсифицировались. Около 60 миллионов лет назад они стали экологически доминирующими.

В 1966 году Э.О. Уилсон и его коллеги обнаружили ископаемые останки муравья (Sphecomyrma freyi) из мелового периода. Образец, помещенный в янтарь, датируемый более чем 80 миллионами лет назад, имеет признаки как муравья, так и осы. Sphecomyrma, вероятно, питалась на земле, но некоторые предполагают, что примитивные муравьи, скорее всего, были хищниками под поверхностью почвы.

В меловом периоде несколько видов примитивных муравьев широко распространились на суперконтиненте Лавразия (северное полушарие). Они были немногочисленны по сравнению с другими насекомыми и составляли около 1% популяции насекомых.

Муравьи стали доминировать после адаптивной радиации в начале кайнозоя. К олигоцену и миоцену муравьи составляли 20-40% всех насекомых, найденных в крупных ископаемых отложениях. Из видов, живших в эпоху эоцена, до наших дней дожил примерно один из десяти родов. Роды, сохранившиеся до наших дней, составляют 56% родов в окаменелостях из балтийского янтаря (ранний олигоцен) и 92% родов в окаменелостях из доминиканского янтаря (по-видимому, ранний миоцен). ^p23

Термиты, хотя их иногда называют белыми муравьями, не являются муравьями и относятся к порядку Isoptera. На самом деле термиты более близки к тараканам и богомолам. Термиты эусоциальны, но сильно отличаются по генетике размножения. Сходная социальная структура объясняется конвергентной эволюцией. Бархатные муравьи выглядят как крупные муравьи, но являются бескрылыми самками ос.

Муравьи, окаменевшие в балтийском янтаре

Развитие и размножение

Жизнь муравья начинается с яйца. Если яйцо оплодотворено, то потомство будет женским (диплоидным), если нет, то мужским (гаплоидным). Муравьи развиваются путем полного метаморфоза: личинка проходит стадию куколки, а затем появляется взрослая особь. Личинку кормят и ухаживают за ней рабочие особи.

Пища поступает к личинкам путем трофаллаксиса - процесса, при котором муравей срыгивает жидкую пищу, находящуюся в его культуре. Таким же образом взрослые особи делят между собой пищу, хранящуюся в "социальном желудке".

Личинки также могут получать твердую пищу, принесенную кормящими рабочими, а у некоторых видов даже могут быть отнесены к пойманной добыче. Личинки растут, проходя через ряд линек, и переходят в стадию куколки.

Дифференциация на королев и рабочих (которые являются самками), а также на различные касты рабочих, у некоторых видов зависит от пищи, которую получают личинки. Генетическое влияние и контроль экспрессии генов в результате питания являются сложными. Определение касты является основным предметом исследований. ^{p351, 372}

Новый рабочий проводит первые несколько дней своей взрослой жизни, ухаживая за королевой и молодыми. Затем он занимается рытьем и другой работой в гнезде, а позже защищает гнездо и добывает корм. Эти изменения иногда происходят довольно внезапно и определяют так называемые временные касты. Объяснение этой последовательности можно найти в том, что кормление животных сопряжено с большими потерями, что делает его приемлемым риском только для муравьев старшего возраста, которые, скорее всего, скоро умрут от естественных причин.

Спаривание

У большинства видов муравьев существует система, при которой спариваться могут только королева и размножающиеся самки. Вопреки распространенному мнению, некоторые муравьиные гнезда имеют несколько королев (полигиния). Жизненная история Harpegnathos saltator является исключительной среди муравьев, поскольку и королева, и некоторые рабочие размножаются половым путем.

Крылатые самцы муравьев, называемые трутнями, выходят из куколок вместе с размножающимися самками (хотя у некоторых видов, например, у армейских муравьев, есть бескрылые королевы) и не делают в жизни ничего, кроме еды и спаривания.

Брачный полет

Большинство муравьев производят новое поколение каждый год. Во время периода размножения, характерного для данного вида, новые репродуктивные особи, крылатые самцы и самки, покидают колонию в так называемом брачном полете. Как правило, самцы вылетают раньше самок. Затем самцы используют визуальные сигналы, чтобы найти общее место для спаривания, например, ориентир, такой как сосна, к которому сходятся другие самцы в этом районе. Самцы выделяют феромон для спаривания, за которым следуют самки. Самки некоторых видов спариваются только с одним самцом, в то время как у других видов они могут спариваться от одного до десяти и более разных самцов. Затем спарившиеся самки ищут подходящее место, чтобы основать колонию. Там они отрывают крылья и начинают откладывать яйца и ухаживать за ними. Самки хранят сперму, полученную во время брачного полета, для избирательного оплодотворения будущих яиц.

Первые вылупившиеся рабочие слабы и меньше, чем последующие, но они сразу же начинают служить колонии. Они расширяют гнездо, добывают пищу и заботятся о других яйцах. Так начинаются новые колонии у большинства видов. У видов, имеющих несколько королев, королева может покинуть гнездо вместе с рабочими, чтобы основать колонию на новом месте,^p143 что напоминает процесс роения у медоносных пчел.

У муравьев отмечен широкий спектр репродуктивных стратегий. Известно, что самки многих видов способны размножаться бесполым путем через партеногенез, а один вид, Mycocepurus smithii, является полностью женским.

Муравьиные колонии могут быть долгожителями. Королевы могут жить до 30 лет, а рабочие - от 1 до 3 лет. Самцы, однако, более скоротечны и живут всего несколько недель. По оценкам, муравьиные королевы живут в 100 раз дольше, чем одиночные насекомые аналогичного размера.

В тропиках муравьи активны в течение всего года, но в более холодных регионах они переживают зиму в состоянии покоя или бездействия. Формы бездействия разнообразны, у некоторых видов, обитающих в умеренном климате, личинки впадают в состояние бездействия (диапауза), а у других - только взрослые особи зимуют в состоянии пониженной активности.

Гнездо муравья-мясоеда во время роения.


Муравьи спариваются.

Использует

Может показаться странным, что у муравьев есть применение, но оно есть. Некоторые люди используют муравьев в пищу, в медицине и в ритуалах. Некоторые виды муравьев используются для борьбы с вредителями (они поедают вредителей, которые уничтожают пищу для людей). При этом они могут повреждать посевы и проникать в здания. Некоторые виды, например красный импортный огненный муравей, живут в местах, куда они попали совершенно случайно.

Похожие страницы

• Муравей-листорез