Файл: Организация сообществ у общественных насекомых (термиты, пчелы, муравьи).docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 35
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
При определенных условиях могут размножаться и рабочие термиты, хотя им для этого требуется не меньше месяца для того, чтобы превратиться в репродуктивных особей. Таких особей называют эргатоидами.
Практически все виды термитов питаются целлюлозой, потому что в их пищеварительном тракте рабочих особей живет особый вид микроорганизмов, которые ее разрушают. Поэтому только они способны кормить королеву, а также солдат. Но термиты питаются не только целлюлозой, поскольку они в термитнике выращивают определенный вид гриба, который они высаживают на измельченных листьях и кусочках. Грибы разрушаются с помощью несъедобного лигнина, после чего пища приобретает другие свойства и легко усваивается термитами. Поэтому термиты с удовольствием поедают целые сады грибов, а также другую, обогащенную питательными компонентами пищу. Грибные сады – это основной источник питания личинок.
Термиты весьма чувствительны к температурным условиям, влажности и свету, вследствие чего они редко появляются снаружи и в основном съедают деревья изнутри. В связи с этим всегда кажется, что стволы деревьев целые и невредимые.
Гнезда термитов могут располагаться в земле, в стволах деревьев, в корневой системе деревьев, а также в термитниках, которые отличаются довольно сложными конструкциями. Конструкция гнезда состоит из тоннелей, галерей, камер, при этом внутри могут сориентироваться только термиты. Когда враги попадают внутрь термитника, то они тут же теряют направление и подвергаются атакам солдат. Внутри есть камеры для хранения пищи, комнаты, где выкармливаются личинки и «покои», где королева откладывает яйца.
Строительным материалом термитников служит слюна, частички древесины, глина и экскременты. Когда этот состав высыхает в природных условиях, то его тяжело разрушить.
Микроклимат внутри гнезда удается поддерживать в любую погоду и в любое время суток благодаря деятельности рабочих особей, которые, то сужают, то расширяют воздуховоды.
В центре, как правило, располагается «детская», выложенная мягким материалом. Здесь располагаются личинки. По сторонам «детской» расположены камеры, где отложены яйца, а под ней устроена камера королевы и короля - самая защищенная, влажная, теплая и вентилируемая камера. На более низких уровнях, соединенных целой системой тоннелей и ходов, расположены кладовые, где хранятся источники пропитания, а также целые плантации грибов.
В случае разрушения какой-то части термитника, к месту аварии сразу же начинают «подтягиваться» многочисленные насекомые, чтобы как можно быстрее заделать появившуюся брешь. Все работы по восстановлению конструкции ведутся изнутри, при этом не большая численность солдат старается защитить вход снаружи от ящериц, муравьев и других врагов. Рабочие особи быстро справляются с проблемой, при этом часть из них остается снаружи, чтобы до конца выполнить свой долг.
Муравьи
Семья муравьев — многолетнее, четко организованное сообщество индивидов, состоящее из половых особей (самцов и самок), а также рабочих муравьев, которые являются недоразвитыми, бесплодными в обычных условиях самками.
Размеры представителей семейства разнообразны— от 1 до 30—50 мм и более.
Тело имеет три сегмента: голова, мезосома и брюшко. Между мезосомой и брюшком находится петиоль – узкая «талия». Как и большинство насекомых, муравьи имеют сложные фасеточные глаза, благодаря которым они хорошо различают движение, но четкость их зрения минимальна. Голова муравьёв имеет сильные жвалы - мандибулы, которые используются для переноса пищи, предметов, для строительства и обороны. У муравьев имеется небольшой отросток пищевода, так называемый «общественный желудок». В нём может храниться пища, добытая особью для последующего распределения между другими муравьями и личинками. На конце каждой лапки у муравья есть коготь, помогающий подниматься по вертикальным поверхностям. В брюшке муравья расположены специальные железы, которые выделяют феромоны, участвуюющие в выработке широкого спектра других веществ, таких как ферменты, компоненты ядов, антибиотики, смазочные материалы.
Основу яда многих не жалящих видов составляет муравьиная кислота. Этот секрет разбрызгивается насекомым на расстояние до нескольких сантиметров, одновременно выделяются «феромоны тревоги». Наиболее токсичен яд некоторых жалящих видов. Основное действующее начало яда огненных муравьёв— вещество с цитотоксическим, гемолитическим, нейротоксическим и некротическим действиям, сильный аллерген.
Усики на голове являются органами чувств, они способны обнаруживать химические вещества, потоки воздуха, вибрацию, а также используются для передачи сигналов через соприкосновения.
Самки, самцы и рабочие особи отличаются по своему внешнему виду и строению. У большинства видов самки и самцы имеют крылья, при помощи которых они совершают «брачный полет». После спаривания самки лишаются крыльев. У рабочих муравьёв многих видов на конце брюшка присутствует видоизменённый яйцеклад, похожий на жало, который используется для добывания пищи, а также защиты гнезда или нападения.
Роль самцов сводится к оплодотворению молодых крылатых самок. Самцы обычно появляются в муравейнике незадолго до брачного лёта и вскоре после спаривания погибают. Самка оплодотворяется один раз и получает при этом огромный запас спермы, которая в ее организме расходуется постепенно в течение всей жизни. Продолжительность жизни муравьиной самки максимальна для насекомых — до 20 лет. Оплодотворенные самки сбрасывают крылья и либо основывают новую семью, либо остаются в своем муравейнике. Иногда молодых самок принимают в другие, уже существующие семьи своего вида.
После оплодотворения для самки-основательницы наступает самый опасный период жизни — период одиночного существования. Самка должна выбрать место для гнезда, подготовить первую камеру нового муравейника и приступить, спустя некоторое время, к яйцекладке. Как только выведутся личинки, она периодически выходит наружу охотиться. Выходы самки продолжаются до тех пор, пока из личинок не вырастут первые рабочие. У большинства видов самка после яйцекладки постоянно находится в изолированной от внешнего мира камере, выкармливая первых рабочих и существуя сама за счет дегенерации мышц и собственного жирового тела. Никакого дополнительного питания в это время она не получает.
Далеко не все муравьи способны основывать новые семьи самостоятельно. У некоторых видов молодая самка использует для этого уже существующую небольшую семью другого вида муравьев. Проникая в чужое гнездо, она убивает живущую там самку и занимает ее место. Рабочие муравьи этой семьи обычно начинают ухаживать за пришелицей и выкармливать ее потомство — муравьев другого вида. Постепенно рабочие вида-хозяина вымирают, и в гнезде остаются только новая самка и ее потомство. Иногда рабочие вида-хозяина ведут себя агрессивно по отношению к чужой самке. В таких случаях, если семья небольшая, она убивает не только местную самку, но и взрослых рабочих. В гнезде остаются только куколки. Выходящие из них молодые рабочие уже лояльны к чужой самке. С ними самка и основывает муравейник.
Число яйцекладущих самок имеет важное значение для жизни и структуры семьи. В зависимости от этого различаются семьи моногинные — с одной самкой — и полигинные — с несколькими самками.
Поскольку возникновение муравейника и дальнейшее его существование во многом зависит от самок, можно предположить, что они в основном и определяют жизнь муравейника. Однако в действительности, хозяевами положения в общине являются рабочие муравьи. Чем больше в муравейнике самок, тем «непочтительнее» отношение к ним рабочих. Рабочие переселяют самок из одной части гнезда в другую, передают на обмен в другие гнезда, убивают тех, чья плодовитость стала слишком низкой. Рабочие контролируют и воспроизводство особей в семье: уничтожают лишних личинок или изменяют режимом кормления соотношение каст в семье.
Рабочие муравьи строят и охраняют гнездо, в котором обитает семья, добывают и доставляют в муравейник пищу, чистят и кормят самок и молодь, охраняют кормовой участок и т. д. Численность рабочих муравьев в семьях различных видов колеблется от нескольких десятков у наиболее примитивных до сотен тысяч и миллионов у видов, достигших вершин общественной организации.
По мере роста общины и укрепления ее целостности разделение функций становится все более глубоким: число профессий рабочих муравьев возрастает, а специализация каждой особи сужается (для обозначения различий в выполняемых муравьями функциях специалисты, изучающие муравьев, используют термин полиэтизм).
У некоторых видов специализация проявилась в морфологическом различии особей; например, каста рабочих муравьев разделилась на солдат и рабочих. Однако у большинства муравьев разделение функций не связано с морфологическими различиями. Основами для специализации рабочих муравьев стали их физиологическое состояние и психические наклонности. Рабочие муравьи из одного гнезда, очень похожие друг на друга внешне, сильно отличаются друг от друга по возрасту и физиологическому состоянию; они в разной степени инициативны и любознательны. Один муравей находчив, но нетерпелив, другой — может, как автомат, многократно повторять однообразные действия. Соответственно распределяются и профессии среди муравьев. Многочисленными опытами установлено, что более инициативные муравьи становятся разведчиками или охотниками, а особи, имеющие замедленную реакцию и минимум любознательности, склонны к выполнению именно таких функций, например, сбор пади (сладких выделений) тлей.
У муравьев возраст тоже влияет на выполняемые рабочим обязанности, но связь эта не такая четкая. Уже через несколько дней после выхода из кокона перед рабочим муравьем появляется возможность выбора профессии. Одни муравьи ухаживают за молодью, а другие — участвуют в строительстве гнезда, становятся фуражирами, третьи — чистят помещения и т. д. Занятия муравья в этом случае не связаны с возрастом. Значительная часть особей может почти всю жизнь оставаться при исполнении одних и тех же обязанностей, например, в роли нянек или свиты самки. Другие очень быстро, в течение нескольких дней, проходят как бы ознакомительный курс внутри гнезда и становятся фуражирами. Закрепление особи в одной функции получило название кастового, или постоянного, полиэтизма.
Число функциональных групп зависит от особенностей вида, а также размеров семьи и сложности ее организации, типа гнезда и т. д., например, с появлением наземного купола из хвои и веточек у рыжих лесных муравьев сформировалась функциональная группа муравьев-наблюдателей. У многих видов появились муравьи-санитары, выносящие хитин жертв и пустые коконы на окраину охраняемой территории семьи.
Основа существования семьи — обмен пищей. Муравьи регулярно обмениваются пищей — кормят друг друга. Сытый кормит голодного, тот передает часть полученной пищи следующему и т. д. Обмен пищей, или трофаллаксис, охватывает всех без исключения членов семьи. В нем участвуют не только взрослые муравьи, но и личинки и даже яйца. Одна из форм трофаллаксиса — взаимное облизывание. При этом муравьи слизывают выделения различных желез, играющие важную роль в развитии каждой особи. Пища, передаваемая изо рта в рот, также содержит вырабатываемые муравьями ферменты. Изменения содержания различных ферментов в пищевой цепи может ускорить или, наоборот, замедлить рост и развитие молоди, стимулировать взрослых муравьев к переходу в ту или иную профессиональную группу. Недостаточная мощность пищевого потока означает голодание семьи и стимулирует фуражиров на поиск добычи. Пищевой поток, объединяющий всех членов муравьиной общины, является стержнем, сохраняющим ее как целое.
Весьма привлекательным для ряда исследователей оказался тезис об исключительном «альтруизме» рабочих муравьев, самоотверженно пекущихся о товарищах по гнезду и даже чужих яйцах, личинках, куколках (т. е. о потомстве других особей — яйцекладущих самок). Но многочисленные опыты и наблюдения за муравьями в природе показывают, что семья не в состоянии дать индивиду полную программу действий в гнезде или на участке. Его поведение всегда носит печать индивидуальности. Семья же, ее потребности лишь побуждают особь к действию, причем обычно в самой общей форме (нужна пища, холодно и т. п.). Задача и место ее выполнения конкретизируются при индивидуальном взаимодействии муравья с другими членами семьи в процессе их жизнедеятельности. «Альтруизм» рабочих муравьев также не выдерживает критики. Все формы ухода муравьев друг за другом и за молодью базируются на обязательной взаимности или вознаграждении. Кормя личинку, муравей получает от нее капельку насыщенной ферментами пищи. Но вот в гнезде появились жучки, выделяющие очень привлекательные для муравьев вещества и тут муравьи забывают о бескорыстной любви к личинкам и переключаются на уход за жучками— чистят их, кормят, переносят из гнезда в гнездо. Забытые личинки между тем могут погибнуть.