Atta sexdens

Atta sexdens
A. sexdens pracownik kasty żołnierza
Klasyfikacja naukowa
Królestwo:	Animalia
Gromada:	stawonogi
Klasa:	owady
Zamówienie:	błonkoskrzydłe
Rodzina:	Formicidae
Podrodzina:	Myrmicinae
Rodzaj:	ata
Gatunek:	A. płeć
Nazwa dwumianowa
Atta sexdens ( Linneusz , 1758 )

Atta sexdens to gatunek mrówki liściastej należący do plemienia Attini , pochodzącego z Nowego Świata , od południowych Stanów Zjednoczonych (Teksas) po północną Argentynę . Nie ma ich w Chile. Ścinają liście, aby zapewnić podłoże dla grzybów , które są ich głównym źródłem pożywienia. Ich społeczności należą do najbardziej złożonych wśród owadów społecznych . A. sexdens jest gatunkiem ważnym ekologicznie, ale także szkodnikiem rolniczym. Inne Atta , takie jak Atta texana , Atta cephalotes i inne, mają podobne zachowanie i ekologię.

Opis

Architektura kolonialna

A. sexdens są głównie podziemne, a na powierzchni znajduje się kopiec wydobytego materiału. Średnica kolonii może sięgać 10 m przy głębokości 6 m. Kolonie zawierają do 2000 komór o łącznej objętości ponad 20 m ³ . Dwa podstawowe typy komór to grzybiarnie i komory odpadowe. Gospodarstwa zawierają kultury grzybów, które podtrzymują kolonię i są żywicielami larw i poczwarek . Komory na odpady znajdują się na obrzeżach kolonii i są znacznie większe. Służą do usuwania zużytych kultur grzybów i martwych mrówek. Dojrzała kolonia zawiera 5–8 milionów robotnic. Kolonia często stanowi centralny element dużej polany w dżungli. Na szczycie kopca znajdują się konstrukcje przypominające zamki z piasku otaczające setki otworów prowadzących do kolonii. Umieszczenie otworów na szczycie tych struktur minimalizuje ilość wody deszczowej wpływającej do kolonii. Otwory pełnią również ważną rolę w klimatyzacji . Gdy aktywność mrówek i metabolizm grzybów podgrzewają kolonię, gorące powietrze unosi się przez centralne kanały. Jednocześnie świeże powietrze jest zasysane przez otwory na obrzeżach kolonii.

Anatomia

A. sexdens dość dokładnie przestrzega podstawowego planu ciała mrówek. Mają ostre kolce lub haczyki wystające z głowy i tułowia, aby odstraszyć drapieżniki . Kolejną cechą wyróżniającą jest stosunkowo duża, dwupłatowa głowa. Jego celem jest akomodacja dużych mięśni poruszających dobrze rozwiniętymi żuchwami .

Oprócz królowej kolonia składa się z czterech kast bezpłodnych robotnic oraz sezonowo skrzydlatych dziewiczych królowych i samców:

• Żołnierze są fizycznie największą kastą robotniczą, z głową o szerokości 3 mm i dobrze rozwiniętymi ostrymi żuchwami. Są całkowicie oddani obronie i nie uczestniczą w prowadzeniu kolonii. W przypadku ataku drapieżnika żołnierze wybiegają z gniazda i próbują obezwładnić agresora. Ich ugryzienie może z łatwością przebić ludzką skórę. Utrzymanie kasty żołnierzy jest drogie, więc nie ma ich w młodych koloniach liczących mniej niż 100 000 robotników.
• Zbieracze-koparki to druga co do wielkości kasta, ze średnią szerokością głowy 2,2 mm. Są odpowiedzialni za wyruszanie na zewnątrz, aby wycinać kawałki liści i przenosić je z powrotem do kolonii, aby nakarmić grzyby. Wykopują także nowe komory do kolonii.
• Specjaliści w obrębie gniazda mają średnią szerokość głowy 1,4 mm. Zwykle pozostają w kolonii, gdzie przetwarzają przywieziony przez zbieraczy materiał liściasty do mniejszej formy. Pozbywają się także odpadów, pomagają kascie ogrodników-pielęgniarzy w opiece nad większymi larwami i opiekują się królową.
• Ogrodniczki-pielęgniarki mają średnią szerokość głowy 1 mm. Są fizycznie najmniejszą kastą, mniej masywną niż więksi, bardziej wytrzymali żołnierze o współczynnik kilkuset. Ich zadaniem jest zajmowanie się kulturą grzybów oraz rozwijającymi się jajami , larwami i poczwarkami .
• Królowa jest największą mrówką w kolonii, przewyższając mniejszą robotnicę 700 razy. Jest także jedynym członkiem kolonii zdolnym do rozmnażania. Królowa przebywa w specjalnej komnacie, gdzie jest nieustannie karmiona, czyszczona i chroniona przez robotnice. Królowe żyją 10–20 lat.

W kastach występują znaczne różnice w wielkości, z których niektóre mogą być związane z podziałem pracy. Niektórzy badacze oddzielają siedem kast, podczas gdy inni całkowicie odrzucają ideę kasty. Podział pracy zależy również od wieku pracownika. Ekspedycje zbierackie są niebezpieczne, więc zajmują się nimi starsi, a więc bardziej kosztowni członkowie kasty.

Rozwój

A. sexdens , podobnie jak wszystkie mrówki, ma cztery etapy rozwoju: jajo , larwa, poczwarka i postać dorosła. Ich stadia rozwojowe larwalne są obserwowane w połączeniu ze strzępkami grzybów i posiadają unikalne cechy morfologiczne w porównaniu z innymi mrówkami. Są, podobnie jak wszystkie błonkoskrzydłe , haplodiploidalne, co oznacza, że ​​samce są haploidalne (po jednym z każdego chromosomu ), a samice , w tym robotnice, są diploidalne (para każdego chromosomu). Płeć zależy od rodzaju złożonego jaja. Niezapłodnione jaja okażą się samcami, które są ściśle wykorzystywane do krycia i są krótkotrwałe. Z zapłodnionych jaj rodzą się samice. Kasta powstałego dorosłego zależy od wskazówek środowiskowych.

Trzy do czterech tygodni po złożeniu jaja wykluwają się i wyłania się larwa. U Atta larwy żywią się wydzielinami mrówek ogrodników-pielęgniarzy i jajami troficznymi (jaja niezapłodnione wykorzystywane jako pokarm). Larwy po dodatkowych trzech do czterech tygodniach przepoczwarzają się. Ich poczwarki są pozbawione kokonów, podobnie jak wszystkie podrodziny Myrmicinae . Po kolejnych trzech do czterech tygodniach z poczwarek wylęgają się dorosłe robotnice.

A. sexdens rosną osadzone w ogrodzie grzybów. Mimo że są otoczone pożywieniem, nie są w stanie samodzielnie się wyżywić. Ich dorosłe siostry stale je karmią i czyszczą. To nie jest cecha prymitywna. Wręcz przeciwnie, tylko najbardziej zaawansowane społeczności mrówek mogą otaczać swoim potomstwem tak hojną opieką, jakiej wymagają Atta .

Wszystkie jaja samic są identyczne po złożeniu. Kasta powstałego robotnika jest określona przez warunki, które z kolei są regulowane przez dorosłych robotników. Najważniejszym czynnikiem jest ilość jedzenia. Największa ilość pożywienia daje dziewicze królowe, podczas gdy nieco mniej pożywienia tworzy żołnierzy. Brak jednej kasty powoduje, że robotnicy produkują więcej mrówek z tej kasty. Drastyczna redukcja siły roboczej może spowodować powrót kolonii do struktury kastowej młodej kolonii, która nie ma żołnierzy.

Zachowanie

Plądrowanie

A. sexdens pozostawiają paszę w odległości do 60 m od kolonii. Zwiadowcy pozostawiają po sobie ślad feromonów po odkryciu źródła odpowiedniego materiału roślinnego. Inni robotnicy podążają tym śladem do liści. Tną materiał roślinny na kawałki, które pojedyncza mrówka może zabrać z powrotem do kolonii.

Mniejsi pracownicy czasami jeżdżą na kawałkach liści, podczas gdy zbieracze je niosą. Cel tego zachowania nie jest na pewno znany, ale może to być ochrona odsłoniętych zbieraczy przed atakami pasożytniczych owadów. Owady te obejmują muchy z rodziny Phoridae , które składają jaja na zbieraczach. Powstałe larwy zjadają mrówki żywcem.

Uprawa grzybów

A. sexdens , podobnie jak wszystkie mrówki liściaste, jest mykofagiem. Żyją w symbiozie z grzybem należącym do podtypu Basidiomycota . Liście i inny miękki materiał roślinny przyniesiony do gniazda przez zbieraczy jest przeżuwany na miazgę i zapładniany odchodami . Na tym podłożu umieszcza się mały kawałek grzyba. Uprawą zajmuje się kasta ogrodników-pielęgniarzy, przesadzając grzyby na świeże podłoże i eliminując niewłaściwe gatunki grzybów, takie jak pasożytniczy Escovopsis , który czasami może zanieczyścić gniazda. Używają również wydzielin ze swoich gruczołów ślinowych i pomagają w tworzeniu bakterii Streptomyces wytwarzających antybiotyki , aby utrzymać ich grzybowe ogrody w ścisłej monokulturze .

Pielęgniarki-ogrodniczki wycinały również kawałki grzybni dla innych kast. Oprócz grzyba A. sexdens żywią się sokiem roślinnym . Są jedynym źródłem pożywienia dla mrówek, oprócz troficznych jaj składanych przez królową, gdy kolonia jest młoda.

Tożsamość grzyba pozostaje tajemnicą. Wiadomo, że są gatunkiem z rodziny podstawczaków Lepiotaceae . Niektórzy badacze uważają, że wszystkie mrówki hodujące grzyby hodują tylko jeden gatunek, Leucocoprinus gongylophorus . Grzyb wytwarza specjalne struktury, zwane gongylidiami , które ewoluowały tak, aby mogły być zjadane przez mrówki.

Czyszczenie

A. sexdens spędzają sporo czasu na czyszczeniu siebie nawzajem i królowej. Rozprowadzają również wydzieliny antybiotyków z gruczołów metapleuralnych na swoich ciałach. Brud zbierany przez lizanie jest magazynowany w jamach podpoliczkowych pracowników , które są specjalnymi zagłębieniami w jamie ustnej. Celem tych działań jest uniknięcie infekcji, zwłaszcza pasożytniczymi . Kilka gatunków grzybów, takich jak Cordyceps , szczególnie infekuje i zabija mrówki.

Wszystkie odpady w gnieździe, w tym granulki podpoliczkowe, zużyte podłoże z ogrodów i martwe mrówki, są przenoszone do komór na odpady, aby uniknąć zanieczyszczenia. Odchody jednak nie są wynoszone, lecz wykorzystywane do nawożenia grzybowych ogródków. Komory na odpady są większe niż ludzka głowa i znajdują się na obrzeżach kolonii. Tam odpady mogą się rozkładać bez narażania mrówek. Ze względu na wysokie stężenie różnych składników pokarmowych w rozkładających się odpadach, kompost zwykle przenika gęsta siatka korzeni roślin .

Reprodukcja

Od końca października do połowy grudnia kolonie A. sexdens produkują uskrzydlone dziewicze królowe i samce. Przed lotem godowym młode królowe odwiedzają grzybowe ogrody kolonii i umieszczają mały kawałek grzybni w swoich jamach podpoliczkowych. Podczas lotów godowych królowe łączą się w pary z kilkoma samcami, które wkrótce potem umierają. Królowa do końca życia przechowuje nasienie w specjalnym narządzie.

Szacuje się, że każda królowa jest zapładniana przez 3-8 samców, a liczba ojców na kolonię wynosi od 1 do 5.

Pokryta królowa ląduje na ziemi i odrywa niepotrzebne skrzydła . Następnie kopie pionowy tunel na głębokość około 30 cm. Na końcu tunelu wykopuje małą komorę. Następnie królowa zakłada ogród z grzybami, używając kawałka przyniesionego z jej kolonii. Zwykle ogród jest nawożony tylko odchodami, ale czasami królowa musi zebrać niewielką ilość materiału roślinnego. Królowa składa również kilka jaj.

Następnie królowa opiekuje się grzybowym ogrodem i rozwijającymi się larwami, karmiąc je grzybami i troficznymi jajami . Sama królowa nic nie je w tym okresie, utrzymując się ze złogów tłuszczu i kurczących się mięśni latających . Gdy pierwszy lęg robotnic jest gotowy, przejmują one kierowanie raczkującą kolonią, a królowa staje się maszyną do składania jaj. Ten proces trwa 40–60 dni.

Początkowo kolonia rośnie powoli, ale po dwóch do trzech latach wzrost staje się szybszy. Jednym z możliwych powodów jest to, że zanim kolonia zostanie założona na tyle, aby utrzymać dużych robotników z kasty żołnierzy, warto pozostać niezauważonym. Żołnierze zwykle pojawiają się, gdy kolonia liczy około 100 000 mieszkańców. Gdy liczba robotnic osiągnie 5–8 milionów, kolonia przestaje się rozwijać i kieruje zasoby na produkcję królowych i samców.

Dziewicze królowe bardzo rzadko odnoszą sukcesy. Zakładając, że liczba kolonii na danym obszarze pozostaje stała w czasie, średnio tylko jedna królowa spośród wielu tysięcy wysłanych przez kolonię pomyślnie zakłada nową. Jednak dojrzała kolonia licząca kilka milionów robotnic jest narażona na bardzo niewiele niebezpieczeństw. Żaden znany drapieżnik, z wyjątkiem przeważnie podziemnej mrówki wojskowej Nomamyrmex esenbeckii , nie atakuje aktywnie gniazd, a nawet inne bardzo agresywne mrówki wojskowe okazują zdrowy szacunek dla kolonii A. sexdens . Kolonia oszczędzona przed powodziami i działalnością człowieka jest zwykle niszczona dopiero wtedy, gdy królowa umiera ze starości, co daje pomyślnej kolonii żywotność 10–20 lat. W tym czasie kolonia wyśle ​​​​wiele samców i dziewiczych królowych, aby założyć nowe kolonie.

Znaczenie

Wpływ ekologiczny

Pod koniec swojego życia kolonia A. sexdens przeniosła do 40 000 kg gleby . Ma to dwa ważne skutki: gleba zostaje napowietrzona podczas kopania tuneli i komór oraz wzbogacona w składniki odżywcze , gdy mrówki zakopują swoje produkty przemiany materii. Stanowi to główny sposób, w jaki składniki odżywcze są poddawane recyklingowi w ich środowisku.

A. sexdens i inne mrówki tnące liście są również ważnymi roślinożercami , zjadając 12–17% liści produkowanych masowo w neotropikalnych lasach deszczowych . Spożycie materiału roślinnego przez jedną kolonię jest porównywalne ze spożyciem dużego roślinożernego , takiego jak krowa. A. sexdens i pokrewne gatunki, A. cephalotes są głównymi szkodnikami owadzimi , w których występują, niszcząc uprawy warte miliardy dolarów dzięki swojej zdolności do szybkiego usuwania liści i pozbawiania upraw wszystkiego, co jest przydatne dla mrówek. W rzeczywistości Atta są uważane za główne szkodniki roślinożerne na wielu obszarach, na których występują.

, że gdyby A. sexdens rozprzestrzenił się w tropikalnej Afryce, wyniki byłyby katastrofalne. Ponieważ miejscowe rośliny nie wykształciły związków obronnych przeciwko ścinaczom liści, a w Afryce nie wyewoluowały pasożyty , które mogłyby je zarażać, skutki zarówno dla ekosystemu , jak i rolnictwa byłyby katastrofalne.

Linki zewnętrzne

• Media związane z Atta sexdens w Wikimedia Commons