Atta sexdens - Atta sexdens

Atta sexdens
A. sexdens солдат касты рабочих
Научная классификация
Королевство:	Animalia
Тип:	Членистоногие
Класс:	Насекомое
Порядок:	Перепончатокрылые
Семья:	Formicidae
Подсемейство:	Myrmicinae
Род:	Атта
Виды:	A. sexdens
Биномиальное имя
Atta sexdens (Линней, 1758 )[1]

Atta sexdens это виды из муравей-листорез принадлежность к племени Аттини, родной для Новый мир, от юга США (Техас) до северного Аргентина.^[2] Их нет в Чили. Они срезают листья, чтобы обеспечить субстрат для грибок фермы, которые являются их основным источником пищи. Их общества являются одними из самых сложных в социальные насекомые. A. sexdens является экологически важным видом, но также вредителем сельского хозяйства. Другой Атта виды, такие как Атта Техана, Атта цефалоты и другие имеют похожее поведение и экологию.^{[нужна цитата ]}

Описание

Архитектура колонии

A. sexdens Колонии в основном подземные, с насыпью из выкопанного материала на поверхности. Диаметр колонии может достигать 10 м при глубине 6 м. Колонии содержат до 2000 камер общим объемом более 20 м3.³. Два основных типа камер - это грибные фермы и камеры для отходов. На фермах выращивается грибковая культура, которая поддерживает колонию и хозяев. личинки и куколки. Камеры для отходов расположены на краю колонии и значительно больше. Их используют для утилизации использованной грибной культуры и мертвых муравьев. В зрелой колонии 5–8 миллионов рабочих.^[3]Колония часто является центром большой поляны джунглей. На вершине кургана находятся сооружения, напоминающие замки из песка, окружающие сотни входов в колонию. Размещение отверстий наверху этих структур сводит к минимуму количество дождевой воды, попадающей в колонию. Проемы также играют важную роль в кондиционирование воздуха. Как муравейник и грибок метаболизм нагревают колонию, по центральным проходам поднимается горячий воздух. Одновременно свежие воздуха втягивается из отверстий на краю колонии.^{[нужна цитата ]}

Анатомия

A. sexdens довольно точно следует основному строению тела муравьев. У них есть острые шипы или крючки, торчащие из головы и живота, чтобы сдерживать хищники. Еще одна отличительная черта - относительно большая двухлопастная голова. Его цель - вместить большие мышцы перемещение хорошо развитого челюсти.^{[нужна цитата ]}

Помимо королевы, в колонии четыре касты стерильный работницы, а иногда и несколько крылатых девственниц и самцов:^[4]

• Солдаты физически самая крупная каста рабочих, с шириной головы 3 мм и хорошо развитыми острыми нижними челюстями. Они полностью посвящены защите и не участвуют в управлении колонией. В случае нападения хищника солдаты выбегают из гнезда и пытаются одолеть агрессора. Их укус легко проникает сквозь кожу человека. Каста солдат обходится дорого, поэтому их нет в молодых колониях с менее чем 100 000 рабочих.^{[нужна цитата ]}
• Экскаваторы-фуражиры являются второй по величине кастой со средней шириной головы 2,2 мм. Они несут ответственность за то, что решают разрезать листья и отнести их в колонию, чтобы накормить гриб. Они также раскапывают новые палаты в колонии.^{[нужна цитата ]}
• Специалисты внутри гнезда имеют среднюю ширину головы 1,4 мм. Обычно они остаются внутри колонии, где перерабатывают материал листьев, принесенный собирателями, в меньшую форму. Они также избавляются от отходов, помогают касте садовников-нянек заботиться о более крупных личинках и заботятся о королеве.^{[нужна цитата ]}
• Садовники-медсестры имеют среднюю ширину головки 1 мм. Они физически наименьшая каста, менее массивная, чем более крупные и крепкие солдаты, в несколько сотен раз. Их задачи - заботиться о грибковой культуре и развивающихся яйца, личинки и куколки.
• Королева - самый большой муравей в колонии, в 700 раз превышающий меньшего рабочего. Она также является единственным членом колонии, способным к размножению. Королева живет в специальной камере, где ее постоянно кормят, чистят и охраняют рабочие. Продолжительность жизни королев составляет 10–20 лет.^{[нужна цитата ]}

Внутри каст происходят значительные различия в размерах, некоторые из которых могут быть связаны с разделением труда. Некоторые исследователи выделяют семь каст, а другие вообще отвергают идею касты. Разделение труда также зависит от возраста рабочего. Собирательские экспедиции опасны, поэтому ими занимаются более старые, а значит, более расходуемые члены касты.^{[нужна цитата ]}

Развитие

A. sexdens, как и все муравьи, имеет четыре стадии развития: яйцо, личинка, куколка и взрослая особь.^[5] Их личиночные стадии развития связаны с гифами грибов и обладают уникальными морфологическими особенностями по сравнению с другими муравьями.^[5] Они, как и все перепончатокрылые, гаплодиплоид, что означает, что мужчины гаплоидный (по одному из каждого хромосома ) и самки, включая рабочие, диплоидны (по паре каждой хромосомы). Пол определяется типом отложенного яйца. Неоплодотворенный яйца окажутся самцы, которые используются строго для спаривания и живут недолго. Оплодотворенные яйца производят самок. Каста образовавшегося взрослого зависит от сигналов окружающей среды.^{[нужна цитата ]}

Через три-четыре недели после откладки из яйца вылупляется личинка. В Атта муравьев, личинки питаются выделениями муравьев-садовников и трофические яйца (неоплодотворенные яйца используются в пищу). В личинки окукливаются еще через три-четыре недели. Их куколки бескоконны, как и все подсемейство Myrmicinae. Еще через три-четыре недели из куколок вылупляются взрослые рабочие.^{[нужна цитата ]}

A. sexdens личинки растут в грибном саду. Несмотря на то, что они окружены пищей, они не могут прокормить себя. Их взрослые сестры постоянно кормят и убирают их. Это не примитивная особенность. Напротив, только самые развитые сообщества муравьев могут проявлять к своему потомству такую ​​щедрую заботу, как того требует Атта личинки.^{[нужна цитата ]}

Все яйца самок идентичны при кладке. Каста образовавшегося рабочего определяется условиями, которые, в свою очередь, регулируются взрослыми рабочими. Самый важный фактор - это количество еды. Наибольшее количество еды дает девственные королевы, а немного меньше еды создает солдат. Нехватка одной касты заставляет рабочих производить больше муравьев этой касты. Резкое сокращение рабочей силы может привести к возвращению колонии к кастовой структуре молодой колонии, в которой нет солдат.^{[нужна цитата ]}

Поведение

Собирательство

A. sexdens рабочие корма уезжают на расстояние до 60 м от колонии. Разведчики оставляют за собой след феромоны после того, как они обнаружат источник подходящего растительного материала. Другие рабочие идут по этой тропе к листьям. Они разрезают растительный материал на кусочки, чтобы отдельные муравьи могли унести их в колонию.^{[нужна цитата ]}

Более мелкие рабочие иногда ездят на кусочках листьев, в то время как сборщики несут их. Цель такого поведения точно не известна, но может состоять в защите открытых собирателей от нападений паразитических насекомых. К этим насекомым относятся мухи семейства Phoridae откладывают яйца на фуражиров. Получившиеся личинки поедают муравьев живьем.^{[нужна цитата ]}

Выращивание грибов

A. sexdens, как и все муравьи-листорезы, является микофагом. Они живут в симбиотических отношениях с грибами, принадлежащими к подтип Базидиомицеты. Листья и другой мягкий растительный материал, принесенный собирателями в гнездо, пережевывают до состояния мякоти и удобренный с участием кал. На этот субстрат кладется небольшой кусочек грибка. Каста садовников-медсестер заботится о выращивании, пересадке грибов на свежий субстрат и прополке неправильных видов грибов, таких как паразитические Эсковопсис, которые иногда могут заражать гнезда. Они также используют выделения из своих слюнные железы и форма помощи антибиотик -производство Streptomyces бактерии держать свои грибные сады в строгом монокультура.^[6]

Садовники-медсестры также разрезают мицелий чтобы поесть другие касты. Помимо грибка, A. sexdens взрослые особи питаются растением сок. Они являются единственным источником пищи для муравьев, кроме трофические яйца заложенный королевой, когда колония еще молода.^{[нужна цитата ]}

Подлинность гриба остается загадкой. Известно, что они являются разновидностью базидиомицет семья Lepiotaceae. Некоторые исследователи считают, что все муравьи-грибники выращивать только один вид, Leucocoprinus гонгилофор. Грибок образует особые структуры, называемые гонгилидии, который имеет развился быть съеденным муравьями.^[7]

Уборка

A. sexdens рабочие тратят много времени на уборку друг друга и королевы. Они также распространяют секреты антибиотиков из своих метаплевральные железы на их телах. Собранная при лизании грязь сохраняется в рабочих помещениях. инфрабуккальные полости, которые представляют собой специальные углубления во рту. Цель этих мероприятий - избежать инфекций, особенно паразитический грибы. Несколько видов грибов, например Кордицепс, специально заражают и убивают муравьев.^{[нужна цитата ]}

Все отходы в гнезде, включая инфрабуккальные гранулы, отработанный субстрат из садов и мертвых муравьев, переносятся в камеры для отходов, чтобы избежать заражения. Кал Однако не увлекаются, а используют для удобрения грибных садов. Камеры для отходов больше, чем голова человека, и расположены на краю колонии. Там отходы могут разлагаться, не подвергая опасности муравьев. Из-за высокой концентрации различных питательные вещества в разлагающихся отходах толстая сеть растений корни обычно пронизывает компост.^{[нужна цитата ]}

Размножение

С конца октября до середины декабря A. sexdens колонии производят крылатых девственных маток и самцов. Перед брачный полет молодые королевы посещают грибные сады колонии и кладут небольшой кусочек грибка мицелий в их инфрабуккальных полостях. Во время брачных полетов матки спариваются с несколькими самцами, которые вскоре умирают. Королева сохраняет сперма в особом органе на всю оставшуюся жизнь.^[8]

Подсчитано, что каждую матку осеменяют от 3 до 8 самцов, а количество отцов в колонии составляет от 1 до 5.^[9][10]

Спарившаяся королева приземляется на землю и отрывает свою теперь ненужную крылья. Затем она роет вертикальный туннель на глубину примерно 30 см. В конце туннеля она выкапывает небольшую камеру. Затем королева создает грибной сад, используя кусок, привезенный из ее родовой колонии. Обычно сад удобряют только фекалиями, но иногда королеве необходимо собрать небольшое количество растительного материала. Королева тоже откладывает несколько яиц.^[8]

Затем королева ухаживает за грибным садом и развивающимися личинками, кормя их грибами и трофические яйца. Сама королева в этот период ничего не ест, питаясь жировыми отложениями и уменьшаясь в размерах полета. мышцы. После того, как первый выводок готов, они берут на себя управление молодой колонией, и матка становится строго яйцекладкой. Этот процесс занимает 40–60 дней.^[8]

Сначала колония растет медленно, но через два-три года рост ускоряется. Одна из возможных причин этого заключается в том, что до того, как колония будет создана достаточно для того, чтобы содержать крупных рабочих касты солдат, полезно остаться незамеченным. Солдаты обычно появляются, когда в колонии проживает около 100 000 человек. После того, как количество рабочих достигает 5–8 миллионов, колония перестает расширяться и направляет ресурсы на производство маток и самцов.^[8]

Девственные королевы очень редко бывают успешными. Если предположить, что количество колоний в районе остается постоянным с течением времени, в среднем только одна матка из многих тысяч, посланных колонией, успешно основывает новую. Однако зрелая колония из нескольких миллионов рабочих сталкивается с очень небольшими опасностями. Нет известных хищников, кроме в основном подземных армейских муравьев. Номамирмекс Esenbeckii, активно атакует гнезда и даже другие очень агрессивные армия муравьев проявлять здоровое уважение к A. sexdens колония. Если уберечь от наводнений и человеческой деятельности, колония обычно уничтожается только тогда, когда королева умирает от старости, что дает успешной колонии срок жизни 10–20 лет. За это время колония отправит множество самцов и девственных маток для основания новых колоний.^{[нужна цитата ]}

Значение

Экологическое воздействие

В конце срока службы A. sexdens колония переселилась до 40 000 кг почва. Это дает два важных результата: почва становится аэрированной при рытье туннелей и камер и обогащается питательные вещества как муравьи хоронят свои отходы. Это представляет собой основной способ повторного использования питательных веществ в окружающей среде.^{[нужна цитата ]}

A. sexdens и другие муравьи-листорезы также важны травоядные животные, потребляя 12–17% листьев, производимых массово в неотропический тропические леса. Потребление растительного материала одной колонией сопоставимо с потреблением большой млекопитающее травоядное животное, например корова. A. sexdens и родственные виды, А. цефалоты являются главными насекомое вредители там, где они встречаются, уничтожая посевы на миллиарды долларов своей способностью быстро удалять листья и лишать урожай всего полезного для муравьев. По факту, Атта Муравьи считаются основными травоядными вредителями во многих районах, где они обитают.^[11]

Если A. sexdens должны были распространиться на тропический Африка, результаты предполагаются разрушительными. Поскольку местные растения не разработали защитных соединений против листорезов, в Африке нет паразиты эволюционировали, чтобы заразить их, результаты как для экосистема и сельское хозяйство было бы катастрофой.^{[нужна цитата ]}

использованная литература

1. "Каталог жизни:". www.catalogueoflife.org.
2. Discovery Communications Inc. 2002. "Муравей-листорез" (Он-лайн). Планета животных. По состоянию на 11.03.03 по адресу http://animal.discovery.com/fansites/jeffcorwin/carnival/crawler/leafant.html.
3. Hölldobler, Bert; Уилсон, Эдвард О. (2009). Сверхорганизм: красота, элегантность и странность сообществ насекомых. W. W. Norton & Company. ISBN  9780393067040.
4. EnchantedLearning.com. 2003. "Муравей" (Он-лайн). Проверено 18.03.03 по адресу http://www.enchantedlearning.com/subjects/insects/ant/Antcoloringpage.shtml.
5. Солис, Дэниел Расс; Фокс, Эдуардо Гонсалвеш Патерсон; Чеккато, Марсела; Рейсс, Итамар Кристина; Десио, Памела; Лорензон, Наталья; Да Силва, Натиэль Гонсалвеш; Буэно, Одаир Корреа (август 2012 г.). «О морфологии рабочих неполовозрелых муравьев-листорезов Atta sexdens linnaeus (Hymenoptera: Formicidae)». Микроскопические исследования и техника. 75 (8): 1059–1065. Дои:10.1002 / jemt.22031. PMID  22419653.
6. Поульсен, М. 2002. "Муравьи-листорезы и их грибы" (он-лайн). По состоянию на 19.03.2003 г. http://www.webspawner.com/users/michaelpoulsen2003/index.html.
7. Р. Вирт, Х. Герц, Р. Райель, В. Бейшлаг, Б. Холлдоблер. 2003 г. Растительноядность муравьев-листорезов. Нью-Йорк: Спрингер.
8. Hölldobler, Bert; Холлдоблер, профессор биологии Берта; Уилсон, почетный куратор энтомологии и почетный профессор университетских исследований Эдвард О. Уилсон, Эдвард О. (2009). Сверхорганизм: красота, элегантность и странность сообществ насекомых. W. W. Norton & Company. ISBN  9780393067040.
9. Керр, Уорик. "Tendências evolutivas na replica dos Himenópteros Sociais" (PDF). Науки и письма Рио Кларо.
10. Fjerdingstadt, E.J .; Boomsma, J.J. (2000-11-01). «Частота спаривания королев и родство в молодых колониях Atta sexdens». Насекомые Sociaux. 47 (4): 354–356. Дои:10.1007 / PL00001730. ISSN  1420-9098.
11. Уилсон, Э., Б. Холлдоблер. 1994. Путешествие к муравьям. Кембридж, Массачусетс: Kelknap Press of Harvard University Press.

внешние ссылки

• СМИ, связанные с Atta sexdens в Wikimedia Commons