Муравьи

Муравьи - общественные насекомые семейства Formicidae и, наряду со связанными семействоми ос и пчел, принадлежат отряду Hymenoptera. Они представляют собой разнообразную группу более чем 12 000 разновидностей, с более высоким разнообразием в тропиках. Они известны своими высоко организованными колониями и гнездами, которые иногда состоят из миллионов особей. Особи разделены на подплодородные, и более обычно бесплодные - самки ("рабочие"), плодородные самцы ("трутни") и плодородные самки ("королевы"). Колонии могут занимать и использовать широкую область земли, чтобы содержать себя. Колонии муравьев иногда описываются как суперорганизмы, потому что колония, кажется, работает как единый организм.

Колонии муравьев можно встретить почти на всех континентах на Земле. Единственные места, испытывающие недостаток в местных разновидностей муравьев - Антарктида, Остров Гренландия, Исландия, части Полинезии, Гавайских островов и других отдаленных островов. Если сложить все их индивидуальные вклады, они могут составить до 15 - 25 % общей земной биомассы животных.

Термиты, иногда называемые белыми муравьями, близко не связаны с муравьями, хотя они тоже имеют подобные социальные структуры. Бархатные муравьи, напоминая больших муравьев, являются бескрылыми женскими осами.

Развитие

Семейство Formicidae принадлежит отряду Hymenoptera, который также включает пчел и ос. Муравьи – это вид, полученный внутри вида ос. Филогенетический анализ указывает, что муравьи развились от ос в середине Мелового периода приблизительно 120 - 170 миллионов лет назад. После увеличения покрытосемянных растений приблизительно 100 миллионов лет назад, они разнообразили и приняли экологическое господство приблизительно 60 миллионов лет назад. Несколько окаменелостей из Мелового периода являются промежуточными по форме между осами и муравьями, добавляя дальнейшее свидетельство для родословной осы. Как и у других Hymenoptera, генетическая система, найденная у муравьев - гаплодиплоидия.

В 1966 году Уилсон и другие исследователи получили первые останки окаменелости муравья (Sphecomyrma freyi) с Меловой эры. Экземпляр был пойман в ловушку в янтарь из Нью-Джерси пробыл там больше чем 80 миллионов лет. Эта разновидность обеспечивает самое ясное свидетельство связи между современными муравьями и несоциальными осами. Меловые муравьи имеют особенности подобные осе и современные подобные муравьям особенности.

В течение Меловой эры, только несколько разновидностей примитивных муравьев были широко распространены на суперконтиненте Лауразия (северное полушарие). Они были недостаточны по сравнению с другими насекомыми (только около 1 %). Муравьи стали доминирующими после адаптивной радиации в начале Третичного Периода. Из разновидностей, существующих в эпохи Мела и Эоцена, только 1 из приблизительно 10 родов является теперь исчезнувшим. 56 % родов, представленных на Балтийских янтарных окаменелостях (ранний Олигоцен), и 96 % родов, представленных в доминиканских янтарных окаменелостях (очевидно ранний Миоцен) все еще живут сегодня.

Морфология

Муравьи отличны в их морфологии от других насекомых тем, что имеют изогнутые усики- антенны, метаплевральные миндалины, и наличием второй брюшной доли, сжатой в подобную узлу петиолу. Муравьи также имеют узкую талию между их мезосомой (головогрудью), и брюхом (живот меньше брюшных долей в петиоле). Петиола(первый сегмент брюшка у перепончатокрылых) может быть сформирован одним или двумя узлами.

Тела муравьев, как и у других насекомых, имеют внешний скелет, панцирь, который обеспечивает защитный кожух вокруг тела и место для расположения мускул, в отличие от внутренней скелетной структуры людей и других позвоночных животных. Насекомые не имеют легких, но кислород и другие газы, как например, углекислый газ, проходят через их панцирь через крошечные клапаны, названные вентиляторами. Насекомые также испытывают недостаток в закрытых кровеносных сосудах, но имеют длинную, тонкую, перфорированную трубу по верхней части тела (названной "спинной аортой"), которая функционирует как сердце, в котором она качает гемолимфу к голове, таким образом, создавая некоторое обращение в пределах внутренних жидкостей. Их нервная система состоит из брюшного нервного узла, управляющего телом, с несколькими ганглиями и ветвями по пути в каждую оконечность.

Три главных разделения тела муравья - голова, головогрудь и брюхо.

Голова муравья имеет много важных частей. Муравьи имеют сложные глаза, подобные мухам, с многочисленными крошечными линзами, сложенными вместе, что позволяет им обнаруживать движение очень хорошо. Они также имеют три маленьких фасетки на вершине головы, которые обнаруживают свет и темноту. Большинство муравьев имеет плохое зрение, а часть является слепой в целом. Некоторые муравьи имеют исключительное зрение, включая бульдожьего муравья Австралии. Также на голове находятся два усика- антенны, которые являются специальными органами, которые помогают муравьям обнаруживать химикалии. Антенны используются в коммуникации, обнаруживая феромоны, выпущенные другими муравьями. Антенны также используются для исследования пространства, помогая в сенсорно определить то, что находится перед ними. Голова также имеет две сильных челюсти. Нижние челюсти используются, чтобы переносить пищу, управлять объектами, муравейниками и для защиты. В некоторых разновидностях маленький карман во рту хранит пищу для того, чтобы пройти к другим муравьям или их развивающимся личинкам.

Грудная клетка муравья – то место, где все шесть ног начинаются. В конце каждой ноги - крючковатый коготь, который помогает муравьям подниматься и висеть на поверхности. Большинство королев и самцов муравьев имеют крылья; королевы теряют крылья после свадебного полета, оставляющего видимые остатки - отличающаяся особенность королев. Бескрылые королевы (ergatoids) и самцы также существуют.

Брюхо ("живот") муравья содержит много важных внутренних органов, включая репродуктивные органы. Многие разновидности муравьев использовали жало для того, чтобы подчинить добычу и защищать свои муравейники.

Коммуникация

Муравьи общаются друг с другом через химикалии, названные феромонами, эти сигналы более развиты в разновидностях муравьев, чем в других перепончатокрылых группах. Как и другие насекомые, муравьи улавливают феромоны своими длинными и тонкими антеннами, которые являются довольно мобильными. Так как муравьи проводят жизнь в контакте с землей, поверхность почвы дает хорошее место, чтобы оставить след феромона, который может ощущаться другими муравьями. В тех разновидностях, которые носят фураж в группах, когда фуражир находит пищу, он отмечает след на пути назад к колонии, и это ощущают другие муравьи, которые укрепляют след, когда они возвращаются к колонии. Когда пища исчерпана, новые следы не отмечаются, возвращая муравьев, и аромат медленно рассеивается. Это поведение помогает муравьям приспосабливаться к изменениям в их окружающей среде. Когда установленная дорожка к источнику пищи блокируется новым препятствием, фуражиры оставляют дорожку, чтобы исследовать новые маршруты. В случае успеха муравей возвращается и оставляет новый след, отмечающий самый короткий маршрут. Успешные следы сопровождаются большим количеством муравьев, и каждый укрепляет след большим количеством феромона (муравьи будут следовать за самыми сильно отмеченными следами). Дом часто располагается по ориентирам и положением солнца; сложные глаза муравьев имеют специализированные ячейки, которые обнаруживают поляризованный свет, используемый, чтобы определить направление.

Муравьи используют феромоны и в других целях также. Сраженный муравей испустит сигнальный феромон, который в высокой концентрации сообщит соседним муравьям о нападении; и в более низкой концентрации, просто привлечет их. Чтобы смутить врагов, некоторые разновидности муравьев используют "феромоны пропаганды", которые заставляют их врагов бороться друг с другом.

Некоторые муравьи также производят звуки скрипением, используя доли брюха, а также используя свои нижние челюсти. Скрипы могут служить для общения среди членов колонии, так же как и для взаимодействия с другими разновидностями.

Читайте далее: