Colobopsis anderseni - Colobopsis anderseni

Colobopsis anderseni, synonymum Camponotus anderseni, je druh mangrove mravenec našel v severní Austrálie.

Taxonomie

Tento druh byl původně umístěn do rodu mravenců Camponotus když byl popsán v roce 2001 jako Camponotus (Colobopsis) anderseni. Při revizi podrodiny mravenců Formicinae publikoval v roce 2016 podrod C. (Colobopsis) bylo zjištěno fylogeneticky odlišný od ostatních podrodů pro Componotus. Ve výsledku byl podrod povýšen na plný rodový status jako Colobopsis s tím, že se druh odstěhoval z Camponotus, což má za následek nový binomický Colobopsis anderseni.^[1]

Popis

Colobopsis anderseni je světle hnědá a lesklá. Jako každý členovec, její tělo obsahuje tři části. První část se nazývá prosoma zatímco střední část se nazývá mezosoma a zadní část se nazývá metasoma. The hřbet, nebo zadní strana mesosomu na C. anderseni je zploštělý. Má také odlišné metanotum na zadní straně hrudník. Chybí to vzpřímeně štítek pod hlavou a jeho tělo je mírně zvednuté na holenní kosti nebo čtvrtý kloub každé nohy. Jeho oči se podlouhlé dívají ven, blíže k čelisti než vrchol. Je dimorfní, což znamená, že existují dvě samostatné formy založené na třídě. U hlavních pracovníků je clypeus je depresivní a jemně dochvilný. Přední okraj je konvexní. U drobných pracovníků je clypeus široký a přední okraj je konvexní a vyčnívá.^[2]

Zeměpis

Colobopsis anderseni byl nalezen pouze v mangrovy severní Austrálie. Nachází se výhradně ve větvičkách mangrovového stromu Sonneratia alba.^[3] Tyto stromy najdete v Kimberly region v Severní území z západní Austrálie.^[4] Podle nedávných studií C. anderseni jsou jediným druhem mravenců, o kterém je známo, že žije ve větvičkách těchto stromů, a nedávné studie ukázaly, že přibližně 81% mravenců hnízdí v korunách stromů mangrovových stromů Sonneratia alba byly obsazeny C. anderseni. Zbývající hnízda obývali tři druhy Tapinoma, dva druhy Crematogaster, Monomorium floricola, a Tetraponera punctulata.^[5]

Ekologie

Záplavy v mangrovech

Některé vybrané druhy mravenců žijí v australských mangrovech, protože výhodou života v mangrovech je menší konkurence ostatních mravenců. Bohužel je to proto, že mangrov je považován za vysoce nežádoucí u většiny druhů mravenců kvůli dvěma denním záplavám.^[6] Všichni mangrovoví mravenci však mají pozoruhodnou schopnost, která jim umožňuje přežít tyto povodně, které by jinak vyhladily všechny kolonie mravenců v jediné vlně. Všichni tito mravenci používají nějakou metodu k vytvoření uzavřené vzduchové kapsy na ochranu před hromaděním vody uvnitř hnízda. Aby se zabránilo utonutí během přílivu, někteří mravenci unikají do vyšších částí stromů, zatímco jiní se schovávají ve vzduchem vyplněných dutinách v mangrovových stromech nebo ve vzduchových kapsách v mangrovovém bahně.^[7] Tyto ústupy mají omezené objemy vzduchu, a proto podléhají extrémním změnám v koncentracích kyslíku a oxidu uhličitého. To vytváří problém, když jsou pro velké kolonie omezené hladiny kyslíku.^[5]

Nedostatek kyslíku v hnízdech

Tento problém zkoumala skupina profesorů z Katedry biologických věd v Ústí nad Labem University of Aarhus, Dánsko a School of Science v Univerzita Charlese Darwina v Darwine, Austrálie. Studovali Colobopsis anderseni v sérii experimentů ke stanovení měnících se úrovní oxidu uhličitého a kyslíku v hnízdech. Během inundace se voják obětuje, aby zablokoval vstupní otvor hlavou, což účinně brání zaplavení uvnitř hnízda. Jakmile k tomu dojde, oblast může být velmi přeplněná, s mravenci a kokcidy naplní až polovinu objemu a podmínky v hnízdech během povodně se stanou hyperkapnikální a hypoxické.

Každé hnízdo má pouze jeden vchod a otvor má průměr pouze asi 1,56 mm. Průměr galerií je pouze přibližně 2,31 mm. Za normálních podmínek s otevřenými hnízdy je vyčerpání kyslíku podstatné v části hnízda nejvzdálenější od otvoru a ve 120 mm dlouhém hnízdě může být koncentrace kyslíku až 15,7%. Během simulované inundace, při které byly blokovány vstupy do hnízd, koncentrace kyslíku klesla po jedné hodině na méně než 0,5%. Po otevření vstupu do hnízda se koncentrace kyslíku opět zvýšila, ale u 100 mm dlouhého hnízda trvalo téměř 20 minut, než byla koncentrace zpět na normální depresivní úroveň.^[6]

Dilema, kterému čelí C. anderseni je vyhnout se utonutí bez utrpení anoxie nebo hyperkapnie a vykazují pozoruhodnou schopnost přizpůsobit se extrémním podmínkám v mangrovových porostech a využívat mezeru, kde je hustota ostatních mravenců zanedbatelná.^[8] Přizpůsobením se těmto nepřátelským situacím si mangrovní mravenci vyvinuli schopnost přejít na anaerobní dýchání. To bylo prokázáno pozorovanými hladinami kyslíku a oxidu uhličitého. Příjem kyslíku v hnízdech se nakonec zastavil, ale produkce oxidu uhličitého pokračovala. To naznačuje vysokou úroveň anaerobního dýchání.^[6]

Podobnou studii provedl Nielsen a další spolupracovníci s dalším australským mangrovovým mravencem, Polyrhachis sokolova.^[7] Je známo, že tento mangrovový druh používá přední čtyři nohy jako vesla a zadní dvě nohy jako kormidla, aby mohl plavat zpět do hnízda těsně před zaplavením.^[5] V tomto okamžiku mravenci ustoupí do hnízda v bahně, které vytvoří vzduchovou kapsu a zablokuje příliv. Znovu byla položena otázka o zdroji mravenců a studii o hladinách oxidu uhličitého v hnízdech Polyrhachis sokolova byl veden. Pokus byl zakončen výsledky podobnými studii o C. anderseni hnízda s důkazy, že mravenci dosáhli anaerobní dýchání.^[7]

C. anderseni a studie zahrnující tento druh významně přispěla k vědecké komunitě. Tato studie vedle studie o Polyrhachis sokolova poskytl jediné publikované dílo vysvětlující jedinečnou schopnost mangrovových mravenců anaerobně dýchat. Před těmito studiemi nebylo mezi vědci žádné významné vysvětlení mnoha druhů mravenců, které přežily v mangrovových záplavách.^[5]

Královny a dělníci

V dalším experimentu Morgens Gissel Nielsen, kolonie z Colobopsis aderseni bylo pozorováno a bylo zaznamenáno chování. Nový královny z C. anderseni byly pravidelně pozorovány hlodající malé dutiny v zelených terminálních výhoncích Sonneratia stromy a tento druh obsadil všechny zkoumané koncové hnízdní dutiny. Tím byl učiněn závěr, že všechny mravenčí galerie v Sonneratia větve jsou založeny tímto druhem. Hustoty těchto mravenců však v Sonneratia stromy se velmi liší i v blízkých sousedstvích kvůli vzdáleným vlastnostem těchto stromů. Základna Sonneratia stromy jsou obvykle obklopeny mořskou vodou. Proto každý strom funguje jako ostrov. Poté, co královny přistály a ztratily svá křídla, mají velmi omezenou kapacitu pro šíření na sousední stromy.^[3]

Jedním z pozoruhodných pozorování v této studii je, že královny a dělníci C. anderseni nikdy nebyly nalezeny ve stejné dutině hnízda. U žádné z 225 pitvaných nebyly nalezeny žádné královny hnízdo komory obsahující C. anderseni. V dalších 400 hnízdech shromážděných z jiných oblastí byly královny nalezeny pouze v měkké zelené barvě střílí na koncových koncích větví Sonneratia a nikdy nebyli spolu s dělníky. Ve starších hnízdních komorách byli vždy přítomni dělníci bez ohledu na počet dumat a alates. Dále nebylo možné najít v hlavních hnízdních komorách hnízd královnu kladení vajec. Mnoho lidí věří, že jediným přijatelným vysvětlením pozorované demografické variace v hnízdech Colobopsis anderseni je předpokládat, že tento druh má nějakou formu thelytokous parthenogenesis, který je znám jen z velmi malého počtu druhů. Tato hypotéza je v současné době testována DNA mikro satelitní značky.^[3]

Chování

Colobopsis anderseni je známo, že pracovníci sousedních hnízd jsou vůči sobě velmi agresivní. To bylo pozorováno v pečlivé studii z University of Aarhus sledováním sousedních mravenců v jejich prostředí i v laboratoři. Když byli mravenci z různých hnízd umístěni společně do a Petriho miska, několik začalo bojovat. To znamená, že hnízda představují oddělené kolonie.^[3]

Velikost kolonie

Protože každé hnízdo představuje samostatnou kolonii, existují výjimečně malé kolonie, které jsou jasnou adaptací na vysoký stupeň variability prostředí. Velká kolonie vyžaduje buď mnoho malých hnízdních komor, nebo několik větších. Výměna mezi mnoha malými komorami zvýší čas, který pracovníci stráví mimo hnízda, a tím i stupeň predace. Důležitější pro tento druh je možnost být odplaven přílivem, vlnami nebo silnými bouřkami. Velké hnízdní dutiny vyžadují velmi dlouhé duté větvičky, které se při silném větru snadno lámou, což může vést k odplavení mravenců. Větší dutiny v silnějších větvích vyžadují, aby mravenci vyhloubili tvrdé dřevo, což se u tohoto druhu nezdálo. Vážnějším problémem jsou kokcidy, které vyžadují především dutiny s tenkou stěnou. A konečně, velká dutina s několika vchody a velkým objemem vzduchu je mnohem obtížnější udržovat vodotěsnost během zaplavení.^[3]

Strava

Colobopsis anderseni jsou zřídka vidět pást se což vedlo vědce k přesvědčení, že se tito mravenci spoléhají na jiný zdroj potravy. Vzhledem k vysokému počtu kokcidů je jejich hlavní zdroj potravy nejpravděpodobnější medovice.^[3] O disperzi kokcidů do nových komor je známo jen velmi málo. Zdá se nepravděpodobné, že by nové královny přepravovaly kokcidy během roku svatební lety, protože v komorách mladších 6 týdnů se nikdy nenacházejí žádné kokcidy.^[3]

Reference