Leptanilla japonica - Leptanilla japonica
| Leptanilla japonica | |
|---|---|
 | |
| L. japonica pracovník ant | |
| Vědecká klasifikace | |
| Království: | |
| Kmen: | |
| Třída: | |
| Objednat: | |
| Rodina: | |
| Podčeleď: | |
| Rod: | |
| Druh: | Leptanilla japonica |
| Binomické jméno | |
| Leptanilla japonica Baroni Urbani, 1977 | |
Leptanilla japonica je neobvyklý[1] vysoce stěhovavý, podzemní mravenec nalezen v Japonsko.[2] Jsou maličké hmyz s pracovníky o rozměrech přibližně 1,2 mm a královny dosahující asi 1,8 mm a žijí ve velmi malém kolonie jen několik set jedinců najednou[2] (ve srovnání s 60 000 až 20 000 000 jednotlivci z legionářský mravenec kolonie.[3]) Jeho sexuální vývoj sleduje sezónní cyklus, který ovlivňuje kolonie migrace a stravovací návyky a naopak. L. japonica exponáty specializované predace, přičemž kořist se skládá hlavně z geophilomorph stonožky, méně spolehlivý zdroj potravy, který také přispívá k jejich vysoké míře migrace hnízd.[2][3] Jako mravenci rody Amblyopone a Proceratium,[3] rod Leptanilla zapojuje se do krmení hemolymfou larev (LHF), přičemž královna nepoužívá žádnou jinou formu obživy.[2] LHF je výhodnou alternativou k nákladnějším kanibalismus. Na rozdíl od jiných mravenců však členové Leptanilla, počítaje v to L. japonica, mít vyvinul specializovaný orgán nazvaný „kohoutek larvální hemolymfy“, který snižuje poškození, které LHF způsobuje larvy. LHF se stal hlavním druhem výživy tohoto druhu.[2]
Taxonomie
Rod Leptanilla patří do podčeleď Leptanillinae spolu s asi 30 dalšími známými druhy. Leptaniliny byly kdysi klasifikovány jako a kmen z Dorylinae, podčeleď mravenců starého světa. Byli vychováni do stavu podčeledi po dalším prozkoumání jejich neobvyklé larvy morfologie[2]
Morfologie a popis
L. japonica je podzemní, stěhovavý a velmi malý mravenec, měřící pouze 1,2 mm pro dělníky a 1,8 mm pro královny.[2] Pracovníci jsou žlutí a slepí.[1]
Larvy jsou menší, blíží se 0,8 mm a mají speciální funkce používané při krmení a migraci hnízd.[2] Mají relativně velká těla pokrytá drobnými chloupky a jejich bezsrsté hlavy jsou docela malé, což se nazývá vlastnost stenocefalie;[4] tato funkce se vyvinula, aby pomohla velkým skupinám larev krmit se jedním tělem stonožky najednou[5] Jejich čelisti také vyvinut, aby jim pomohl nakrmit se; jsou nasměrovány ven a vyzbrojeny ostrými zuby, což umožňuje larvám jíst bez pomoci pracovníků.[2] Další neobvyklá struktura leží na břišní nebo spodní strana prvního segmentu larev hrudník, také nazývané jejich prothorax; pracovníci se toho při přepravě larev během migrace chytí svými dolními ústy, které jsou odlišné od jejich čelistí.[2] „larev hemolymph kohoutek " je Leptanilla nejneobvyklejší vlastnost larev a dříve se o ní myslelo, že je průduch. Jejich spirály jsou prostě velmi, velmi malé.[4] „Kohoutek“ se skládá z potrubí, které se připojuje k jejich hemolymfa, s otvorem obklopeným malou bezsrstou oblastí na čtvrtém břišním segmentu.[3] Tento specializovaný orgán výrazně usnadňuje LHF.
Kolonie jsou velmi malé, s průměrnou populací dělníků čítajících pouze 100–200 jedinců. Výzkum naznačuje, že na základě cyklického vývoje a reprodukce mravenců se populace pracovníků každoročně obnovuje, přičemž většina pracovníků žije přibližně jeden rok.[2]
Při migraci na kořist nebo na nové místo hnízda si pracovníci připevní spodní ústí k prothorakální struktuře larev a přenesou je po svém těle, z ventrální strany na ventrální stranu, s hlavou larvy směřující dopředu. Při rozrušení však pracovníci také jednoduše uchopí larvu za hlavu svými čelistmi a přetáhnou je.[2]
Královny jsou větší než dělníci; mají oči, ale žádná křídla. The zadní nebo jejich poslední segment břicho, také nazývané jejich gaster, je v poměru ke zbytku jejich těl velmi velký.[2]
Muži měří zhruba 1,3 mm, jsou jen o málo větší než dělníci a mají neobvyklé chlupaté oči. Jsou jediní kasta s křídly, i když spíše malými křídly. Jedno křídlo se ve skutečnosti skládá ze dvou částí: přední křídlo je větší a má žíly; zadní křídlo je mnohem menší bez žil. Jejich čelisti se také liší od žen; vzhledem k tomu, že čelisti dělníků a královen jsou prominentní a pohybliví, čelisti mužů nejsou o nic víc než malé laloky držené blízko jejich hlavy. Mužské mravence tohoto druhu bylo obtížné najít ve spojení s pracovníky a královnami, a proto jejich chování nebylo pozorováno a zaznamenáno tak rozsáhle jako u žen.[1]
Vývoj a reprodukce
L. japonica se vyvíjí a reprodukuje v synchronní, roční cykly stadia růstu larev a stadia kladení vajec. Aktivní fáze snášení vajec začíná koncem jara a končí koncem podzimu. Ve velmi krátkém období letního slunovratu vloží královna dávku zhruba 200 vajec, zatímco loňský poklop larev kukla, nebo podstoupit metamorfóza přejít z larev na dospělé; líhnutí a dospělý výskyt také se vyskytují přibližně ve stejnou dobu. Nové larvy se vyvíjejí rychle a přezimovat během zimy. Přichází pozdní jaro a cyklus se opakuje.[2]
Gaster královny zůstává kontrahován po celou dobu vývoje larvy a nedosahuje průměru většího než 0,35 mm. Na začátku jara vstoupila fyziogastrie, fáze, ve které se její gaster značně rozšiřuje, zatímco prvních několik larev vykazuje známky zakuklení. Její gaster bobtná s vejcem ovarioles a dorůstá až do průměru 1,1 mm. Navzdory své velikosti jsou královny v této fázi velmi mobilní, na rozdíl od jejich téměř nehybnosti během fáze růstu larev.[2]
Velmi brzy po zahájení fyzogastrie začne královna snášet vajíčka do souvislé šňůry za občasné pomoci blízkých pracovníků. Chytí vejce svými čelistmi a jemně je odtáhnou od ní kloaka, otvor jejího reprodukčního traktu.[2]
Toto je jen jedno z mnoha pracovních míst pracovníků během fáze kladení vajec. Během této doby pracovníci přestanou pást se a migraci zaměřit na péči o hnízdo. Pracovníci pomáhají larvám zbavit se jejich zažívacího traktu, což je proces nezbytný pro zakuklení, a občas jíst jejich výkaly. Také jim pomáhají kůlna jejich larvální kůže.[2]
Migrace a pěstování potravin
L. japonica navigovat pomocí stezkového systému označeného a žláza sekrece z jejich hrudní strany, ačkoli cestování je neuspořádané a většinou individuální. Zatímco zhruba polovina dělníků loví, druhá polovina se věnuje péči, péči o larvy nebo stojí jako stráže na okrajích hromady plodu. Ochranní mravenci téměř vždy zaujímají stejnou pozici: čelí ven se zvednutým předním koncem, zvednutými předními nohami a otevřenými čelistmi. Pokud se něco přiblíží, rychle to nabijí.[2]
Druhá polovina pracovníků je zaměstnána hledáním, napadáním a paralyzováním hlavních druhů, ne-li jen kořisti, stonožek geophilomorph. Dostatečné ochrnutí lze dosáhnout malým počtem mravenců během 10–15 minut. Většinu času dělníci vytáhli stonožku na plodnou hromadu, přičemž kolonie se občas pohybovala také ke kořisti, aby se setkala někde uprostřed. Vědci však několikrát pozorovali, jak se kolonie úplně přesunula na místo kořisti, aniž by přesunula stonožku. Během těchto migrací se pracovníci připojili k prothorakálním strukturám larev, aby je přenesli k paralyzované kořisti. Jak již bylo dříve popsáno, tělo larev a tvar dolní čelisti umožňují snadné krmení. Odtrhávají vnější tkáň a dělníci jí z děr, které larvy vytvářejí.[2]
Predace je aktivní během stádia růstu larev, ale zastaví se během stadia kladení vajíček spolu s migrací. Hlavním zdrojem výživy v této fázi jsou samotné larvy.[2]
Krmení larvální hemolymfy
Královna L. japonica jí pouze krmením hemolymfou larev. Během fáze kladení vajec a fyzikální masáže se její rychlost LHF zdvojnásobuje. Pohybuje se a popadá všechny larvy, které jí stojí v cestě, s pracovníky, kteří k sobě nosí další larvy.[2]
Následuje tělesnost LHF královny. Pohladí s sebou dospělou larvu antény, pak drží zadní konec se všemi šest noh, ležela na boku a položila dolní části úst na tělo. Otočí tělo a cítí se svými čelistmi, dokud nenajde „klepnutí larevní hemolymfy“ ve čtvrtém břišním segmentu. Nedostatek lapovacích pohybů úst královny a nedostatek larevních svalů podél varhany naznačují, že hemolymfa je pohlcena královniným úsilím. Tok hemolymfy by sám přestal, když královna vypustila larvu, nebo hemolymfou tuhnoucí u otvoru.[3]
LHF se vyvinul jako méně nákladná forma výživy poslední instance než kanibalismus. Mnoho druhů mravenců se angažuje trofické vejce spotřeba, při které mají pracovníci sterilní vejce, kterými se mravenci mohou živit. Leptanilla pracovníci však nemají ovarioles, a proto nemají tuto možnost. Protože to nikdy nebylo pozorováno, krmení z úst do úst nebo orální trophallaxis, je považován za nepřítomný v tomto rodu. LHF je vidět v Amblyopone a Proceratium, ale tyto rody mají mnohem větší populace, pohybující se od 60 000 do 20 000 000 pracovníků na kolonii. Když by královna měla k dispozici tolik jedinců, vážné poškození larev, kterými se živí, by mělo zanedbatelný negativní dopad na její reprodukční zdatnost. Královny Leptanillana druhé straně si nemůže dovolit takové riziko s koloniemi pouze 100–200 jedinců; orgán snižující poškození LHF by byl u takového druhu vysoce vybraný. Umožňuje také synchronizaci a cyklickou povahu vývoje plodu. Absence trofických vajec, náklady na kanibalismus, specializovaná predace sporadické kořisti, cyklické a synchronní zrání kolonií a snížené náklady na LHF prostřednictvím „kohoutku larvální hemolymfy“ umožnily, aby se LHF stal jedním z tohoto rodu “ hlavní stravovací návyky.[3]
Reference
- ^ A b C Ogata, Kazuo; Terayama, Mamoru; Masuko, Keiichi (1995). „Rod mravenců Leptanilla: objev muže spojeného s pracovníkem L. japonicaa popis nového druhu z Tchaj-wanu (Hymenoptera: Formicidae: Leptanillinae) ". Systematická entomologie. 20 (1): 27–34. doi:10.1111 / j.1365-3113.1995.tb00081.x. ISSN 0307-6970.
- ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó p q r s t u Masuko, K. (1990). „Chování a ekologie záhadného mravence Leptanilla japonica Baroni Urbani (Hymenoptera: Formicidae: Leptanillinae) " (PDF). Insectes Sociaux. 37 (1): 31–57. doi:10.1007 / BF02223813. ISSN 0020-1812.
- ^ A b C d E F Masuko, K. (1989). „Larvální hemolymfa se živí mravencem Leptanilla japonica použitím specializovaného duktálního orgánu, „larev hemolymph tap“ (Hymenoptera: Formicidae) “. Ekologie chování a sociobiologie. 24 (2): 127–132. doi:10.1007 / BF00299644. ISSN 0340-5443.
- ^ A b Wheeler, George C .; Wheeler, Jeanette (1988). „Larva z Leptanilla japonica„S poznámkami o rodu (Hymenoptera: Formicidae: Leptanillinae)“. Psyche: Journal of Entomology. 95 (3–4): 185–189. doi:10.1155/1988/83074. ISSN 0033-2615.
- ^ Masuko, Keiichi (2008). „Larvální stenocefalie souvisí se specializovaným krmením v rodech mravenců Amblyopone, Leptanilla a Myrmecina (Hymenoptera: Formicidae) ". Struktura a vývoj členovců. 37 (2): 109–117. doi:10.1016 / j.asd.2007.08.001. ISSN 1467-8039.