Allomerus decemarticulatus - Allomerus decemarticulatus
| Allomerus decemarticulatus | |
|---|---|
 | |
| Научная классификация | |
| Королевство: | |
| Тип: | |
| Учебный класс: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | |
| Разновидность: | A. decemarticulatus |
| Биномиальное имя | |
| Allomerus decemarticulatus Mayr, 1878 | |
Allomerus decemarticulatus является Амазонка муравей разновидность найдено в тропиках Южная Америка.[1] Этот вид больше всего отличается трудолюбивостью и экстремальностью рабочих. хищное поведение, который включает симбиоз с обоими растение и грибковый разновидность.[2]Они обитают в листовых карманах растений-хозяев, Hirtella Physophora. Эти карманы в листьях представляют собой области внутри растения между листья и корень. Каждая колония, насчитывающая около 1200 рабочих, обитает на одном дереве; однако муравьи рассредоточены среди листовых карманов, обычно 40 рабочих на карман. Их рацион в основном состоит из крупных насекомых, которые ловятся на растении, но они также едят некоторые виды пищевые тела производятся заводом, а также его нектар. Они умеют снимать добыча, который намного больше их самих, построив платформу, которая действует как ловушка для ничего не подозревающей добычи. Муравьи прячутся в ловушке и нападают, когда насекомое приземляется на него. Этот метод является примером хищничество из засады.[2]
Физические характеристики
Длина рабочего около 2 мм, ширина головы и длина около 0,6 мм. В Королева примерно вдвое больше, с шириной головы 1,05 мм, длиной головы 0,98 мм и общей длиной 5,53 мм. У рабочих 10-члениковые усики, откуда они и получили свое название. У них также густая шерсть с длинными волосами на голове (более 0,13 мм) и более короткими на животе (менее 0,07 мм). У них коричневато-желтые тела и беловатые волосы.[1]
Среда обитания
A. decemarticulatus это Неотропический вид, обитающий в амазонских тропиках Южной Америки. Вид обитает в H. Physophora, чей классифицировать ограничивается Бразилией и Французской Гвианой.[3] Они живут и охотятся H. Physophora, живущие в мешочках с листьями и патрулирующие стебель растения в поисках добычи.[4]
Растительный мутуализм
Отношения между A. decemarticulatus и H. Physophora очень специализированный. H. Physophora небольшое дерево в амазонском тропический лес который находится в подлесок.[2] Это также пример мирмекофит, потому что он содержит муравейникДоматия, мешочки для листьев и полые камеры, в которых постоянно гнездятся муравьи. Эти листовые мешочки возникают, когда край листа, прилегающий к черешок кудри под. В результате получаются две полые сферы по обе стороны от стебля листа. Муравьи живут внутри этих доматий. На каждое дерево приходится только одна колония, но эта колония делится на множество разных доматов. Также в пакетиках для листьев расположены экстрафлоровые нектарники, которые обеспечивают муравьев нектаром, производимым растением, а также некоторыми пищевыми телами, которые обеспечивают муравьям дополнительное питание по мере их созревания, чтобы стать собирателями и насекомыми-хищниками. Это первый известный случай, когда экстрафлоровые нектарники наблюдаются внутри antdomatia.[4]
Пока это выглядит просто паразитизм муравьями, как будто они просто используют растение для еды и укрытия. Однако растение также сильно выигрывает от этих отношений. С помощью своих ловушек и хищников муравьи защищают растение от других насекомых и растений-паразитов. Любое насекомое, которое может убить или съесть растение, быстро захватывается и убивается муравьями, что также приносит им пользу.[2][3][4]
В специализированных сооружениях завода обнаруживается очень интересный коэволюция и симбиоз между этими двумя видами. Недавнее исследование, проведенное Céline Leroy et al. (2008) выявили многие характеристики, которые растение приспособило для содержания муравьев. Во-первых, доматии располагаются рядом со стеблями, которые муравьи используют для охоты. Во-вторых, они содержат нектарники и пищевые тела для муравьев, если у них нет других источников пищи. В-третьих, меньше хлоропласты находится внутри доматии, что означает, что она имеет более низкий фотосинтетический емкость. В-четвертых, устьица были найдены внутри доматии, хотя и с меньшей плотностью, возможно, для захвата углекислый газ от муравьев дыхание происходит внутри. Наконец, был больший депозит в размере целлюлоза найдены в доматии, что приведет к более толстому клеточная стенка и более жесткая поверхность, чтобы выдержать вес муравьев. Эти данные показывают, что области, которым суждено стать доматией, передаются по наследству и являются результатом совместной эволюции; они были созданы исключительно для поддержки этого конкретного вида муравьев.[4]
Грибковый симбиоз
Рядом с доматией, где живут муравьи, растет множество различных видов грибов. Фактически, когда королева-основательница впервые начинает откладывать яйца в доматии нового H. Physophora, то гифы нескольких разных видов грибов полностью закроет вход в доматию. Когда рабочие муравьи созревают, им фактически приходится прокладывать себе путь через грибковый покров, чтобы выбраться за пределы растения. Однако, что еще более примечательно, из всех этих видов грибов, A. decemarticulatus будет выращивать только один конкретный вид. Этот грибок сажистый плесень которое, согласно одному исследованию Марио X. Руис-Гонсалес и др. (2010), характеризуется близкородственными гаплотипы (генетические маркеры) в порядке Chaetothyriales. Муравьи используют эту форму для создания своих ловушек.[5]
Еще одно примечательное наблюдение: в отличие от типичных мутуализм Между муравьями и грибами эти муравьи не получают питания от грибка. Они строго манипулируют физиология гриба, чтобы построить ступу для ловушки, способной поймать гораздо более крупную добычу.[5]
Изготовление ловушек
Само по себе изготовление этой ловушки - невероятный поступок. Рабочие сооружают ловушки на стеблях растения, в основном делая приподнятую полую платформу на одной секции стебля. Сама конструкция просто выглядит как часть растения, будто немного выросла в ширину. Муравьи также проделают в этой платформе небольшие отверстия, которые немного шире их собственного тела. Отдельные рабочие будут прятаться в этих отверстиях под поверхностью, невидимые для своей добычи снаружи. Они будут выставлять голову наружу от растения с челюсти откройтесь, ожидая добычи.[2][3]
Фактическое изготовление ловушки происходит путем первой стрижки растительных волосков (трихомы ) от узкого вертикального отрезка стебля за пределами доматии. Затем муравьи расставят эти волоски, чтобы очертить структуру ловушки, и извергнут плесень, которая действует как паста и удерживает трихомы вместе. Они используют свои грибковые связи, чтобы собрать эту плесень, собирая мицелий от грибка, выросшего на растении. Эта форма будет продолжать расти между трихомами и вокруг отверстий, заполняя и укрепляя структуру.[2][5]
Хищное поведение
Как правило, на стебле растения встречается небольшое количество муравьев. На каждый лист приходится около 40 рабочих, но, как правило, только несколько человек будут патрулировать снаружи. Как только насекомое приземлится на растение, ближайший муравей сразу же всплывет и схватится за нога, антенна, крыло, или какой-то другой придаток добычи. Этот муравей будет тянуть добычу, которая попытается убежать, потянув в противоположном направлении. Однако муравей редко отпускает свою хватку. Муравей обездвиживает добычу и, проявляя чрезвычайную силу, будет удерживать гораздо более крупную добычу для растения, когда все больше муравьев прибудет из этой области. Эта способность удерживать добычу чрезвычайно важна, потому что муравьи движутся и собираются довольно медленно.[2]
После того, как первый муравей обездвиживает добычу, он выпускает феромоны, чтобы позвать других муравьев в эту область. Первые несколько появившихся муравьев схватятся за разные ноги и потянут в противоположных направлениях, «раскидывая» добычу.[2] Это в основном идентично средневековый тактика пыток "стойкая пытка ". От шести до шестнадцати муравьев будут участвовать в этом расправе. Пока жертва лежит неподвижно и беспомощно, рабочие муравьи собираются вместе и либо помогают удержать добычу, если это необходимо, либо начинают жалить и кусать ее. при этом они используют производимый яд, чтобы парализовать и убить добычу. После этого группа рабочих отнесет тело обратно в колонию, где оно расчленяется и разрезается на мелкие кусочки, чтобы их съесть.[2]
Это удивительно ужасное хищное поведение - отличный пример сотрудничества между одиночным и совместным хищничеством. Первый муравей сначала будет действовать в одиночку в своем хищничестве, но после этого другие муравьи присоединятся к охоте, а еще один вернется на доматию, чтобы набрать еще больше муравьев, чтобы помочь удержать и в конечном итоге расчленить добычу. Это также демонстрирует, насколько эффективнее может быть группа людей, чем индивидуум, работающий в одиночку. Ни один муравей никогда не сможет убить такую большую добычу; они могут сделать это только путем общения и сотрудничества.[2]
Это хищное поведение очень эффективно против относительно большой добычи, которую потребляют муравьи. Дежан и другие исследователи (2001) проверили пределы его эффективности, подвергнув муравьев воздействию термиты и кузнечики, которые примерно в 40 и 142,2 раза больше размеров рабочих муравьев соответственно. Итак, сингл Allomerus decemarticulatus Рабочий, удерживающий кузнечика, примерно равен 175-фунтовому человеку, держащему в руках сопротивляющийся 25000-фунтовый объект, который активно пытается убежать. Когда термитов обнажили, каждого схватили муравьи; никто не ушел. Однако в случае с кузнечиками все были схвачены по крайней мере за одну ногу, но из 20 представленных пятеро были схвачены полностью, 12 сбежали, но потеряли ногу, которую цеплял рабочий, а семь прыгнули.[2]
Любая добыча, которая имеет способность прыгать или улетать, всегда будет более эффективно убегать, чем нелетающие насекомые, такие как термиты. Однако во многих случаях те, кто все же убегает, все равно теряют ногу или другой придаток, как 60% кузнечиков в этом эксперименте. Поскольку добыча намного больше, чем муравьи, даже использование этого придатка в качестве источника пищи - победа. Например, задняя лапа кузнечика все еще примерно в 12,4 раза больше одиночного муравья и сама по себе является большим ресурсом.[2]
Другие взаимодействия с животными
Если множественные отношения A. decemarticulatus не были достаточно сложными, они также часто взаимодействуют с ошибкой убийцы, Zelus annulosus, который часто находится на H. Physophora растения. Однако эти насекомые имеют адаптированные физиологические и поведенческие характеристики, которые позволяют им избегать нападений хищников. A. decemarticulatus, при этом сохраняя мутуалистические отношения с растением.[6]
Подобно муравьям, Z. annulosus обычно живет младше H. Physophora особи, у которых самки откладывают яйца на стебель. По мере того как они начинают развиваться, молодые клопы будут жить среди трихом стебля и охотиться на листьях растения. Отношения между жуком-убийцей и растением действуют независимо от отношений между муравьями и растением. Однако одно различие между этими двумя отношениями заключается в том, что жуки-убийцы не получают никакой пищи от растений, как это делают муравьи.[6]
Z. annulosus в основном приспособился жить и охотиться A. decemarticulatus. Вид насекомых-убийц использует это растение для выращивания нимфы потому что трихомы растения отпугивают более крупные виды муравьев, которые могут убить молодых развивающихся насекомых. Кроме того, клопы выделяют липкое вещество, которое позволяет им ходить по этим трихомам, избегая ловушек A. decemarticulatus. Итак, в отношениях между Z. annulosus и H. Physophora, клоп получает укрытие от потенциальных крупных муравьев-хищников, а растение получило вторую линию защиты от травоядных. Жук-убийца также мирно сожительствует на растении с муравьями. Они охотятся в аналогичных местах на растении, но предполагается, что жуки-убийцы активно избегают любых муравьев, потому что они намного быстрее, чем муравьи.[6]
Актуальность для социобиологии
Просто наблюдая за стеблем одного H. Physophora индивидуально, мы видим сложные взаимодействия между четырьмя различными видами: муравьем, растением, грибком и насекомым-убийцей, а также всей добычей, которая приземляется на растение. Растение отдает хищникам немного собственных ресурсов, но при этом получает две формы защиты от травоядных и паразитических растений. Для растения эта защита стоит гораздо больше, чем потеря пищи. Растение максимизировало свою пригодность, установив два отдельных и независимых отношения, которые не очень дороги, но очень полезны. Насекомые также получают выгоду, учитывая безопасную среду обитания и постоянный корм для других насекомых, которые приземляются на добычу. В перспективе A. decemarticulatus, они не отдают активно свои ресурсы растению или жучку-убийце. Они просто живут среди них, используют свои ресурсы и охотятся.
Что касается хищнического поведения A. decemarticulatus, подобное поведение наблюдалось и у других видов муравьев, например, симбиоз с растениями (например, Псевдомирмекс ферругинея ),[7] выращивание грибка (как в муравьи-листорезы ),[8] и подкрадываться и устраивать засаду на более крупную добычу (как в Azteca andreae, еще один вид, изученный Дежаном).[9] Однако, что наиболее примечательно, Allomerus decemarticulatus похоже, включает в себя все эти продвинутые формы поведения, чтобы создать мощный инструмент для обмана впечатляюще крупной добычи.
Рекомендации
- ^ а б Фернандес, Ф. (2007). "Род мирмициновых муравьев Алломерус Майр (Hymenoptera: Formicidae) ". Caldasia. 29 (1): 159–175.
- ^ а б c d е ж грамм час я j k л Dejean, A .; Solano, P.J .; Belin-Depoux, M .; Cerdan, P .; Корбара, Б. (2001). «Хищное поведение патрульных Allomerus decemarticulatus рабочие (Formicidae: Myrmicinae) на своем растении ". Социобиология. 37: 571–578.
- ^ а б c Grangier, J .; Dejean, A .; Malé, P .; Оривель, Дж. (2008). «Косвенная защита в высокоспецифическом мутуализме муравьев». Naturwissenschaften. 95 (10): 909–916. Дои:10.1007 / s00114-008-0398-4. PMID 18496661.
- ^ а б c d Leroy, C .; Jauneau, A .; Quilichini, A .; Dejean, A .; Оривель, Дж. (2008). «Сравнение анатомо-морфологического строения листовых пластинок и листовой надводки муравьиного растения. Hirtella Physophora (Chrysobalanaceae) ". Анналы ботаники. 101 (4): 501–507. Дои:10.1093 / aob / mcm323. ЧВК 2710197. PMID 18222908..
- ^ а б c Руис-Гонсалес, М .; Malé, P.G .; Leroy, C .; Dejean, A .; Gryta, H .; Jargeat, P .; Quilichini, A .; Оривель, Дж. (2010). "Специфическая, не связанная с питанием связь между грибком аскомицетом и Алломерус муравьи ". Письма о биологии. 7 (3): 475–479. Дои:10.1098 / рсбл.2010.0920. ЧВК 3097849. PMID 21084334.
- ^ а б c Revel, M .; Dejean, A .; Céréghino, R .; Ру, О. (2010). "Убийца среди хищников: отношения между растительными муравьями, мирмекофитами-хозяевами и Reduviidae". Zelus annulosus". PLoS ONE. 5 (10): e13110. Дои:10.1371 / journal.pone.0013110. ЧВК 2948506. PMID 20957040.
- ^ Janzen, DH. (1967). «Взаимодействие акации бычьей (Акация корнигера L.) с обитателем муравья (Псевдомирмекс ферругинея Ф. Смит) в Восточной Мексике ». Бюллетень науки Канзасского университета. 47: 315–558. OCLC 9363167.
- ^ Speight, Martin R .; Ватт, Аллан Д.; Хантер, Марк Д. (1999). Экология насекомых. Blackwell Science. п. 156. ISBN 978-0-86542-745-7.
- ^ Дежан, Ален; Лерой, Селин; Корбара, Бруно; Ру, Оливье; Céréghino, Régis; Оривель, Жером; Булай, Рафаэль (2010). «Древесные муравьи используют« принцип липучки »для захвата очень крупной добычи». PLoS ONE. 5 (6): e11331. Дои:10.1371 / journal.pone.0011331. ЧВК 2892516. PMID 20593032.