Polyergus breviceps - Polyergus breviceps

Polyergus breviceps
Polyergus breviceps casent0102822 profil 1.jpg
Vědecká klasifikace
Království:
Animalia
Kmen:
Arthropoda
Třída:
Insecta
Objednat:
Blanokřídlí
Rodina:
Formicidae
Rod:
Polyergus
Druh:
P. breviceps
Binomické jméno
Polyergus breviceps
(Emery, 1893)

Polyergus breviceps je druh z mravenec endemický do Spojené státy. Je to sociální parazit jiných mravenců, jmenovitě Formica gnava ale také z Formica occulta a Formica argentea.[2] Polyergus je poptávka parazit poté, co ztratila schopnost postarat se o své mladé i o sebe. „Dělníci si nesbírají potravu, nekrmí mláďata ani královnu, ani si neukládají hnízdo.“[3] Přežít, Polyergus nájezd pracovníků Formica hnízda ukrást kukly —Který se po vylíhnutí stal pracovníky smíšeného hnízda. Tento druh vztahu není ojedinělý, z přibližně 8 800 druhů mravenců se u alespoň 200 vyvinulo nějaké formy symbiotický vzájemný vztah.[3] Co dělá Polyergus zvláštní je způsob, jakým může nově pářená královna zcela sama převzít a Formica hnízdo a založení nové kolonie.

Otrocké nájezdy a převzetí kolonií

Polyergus pracovníci vycházejí ze svých hnízdo (smíšené hnízdo kde Formica pracovníci jsou již zotročeni) a píce pro vhodný raid cíl. Pokud nějaký najdou, skauti vrátit se do hnízda, shromáždit druhé Polyergusa vyrazte do útočícího sloupu. Pokud je nový cíl a Formica hnízdo Polyergus podněcovat odpověď „paniky“ Formica uvolněním kyselina mravenčí a vezměte Formica kukly zpět do svého hnízda jako otroci. Občas nová královna jde s druhou na nájezdní kolonu Polyergus. Poté, po páření, opustí sloupec a shání potravu pro vhodné Formica hnízdo.[3] Howard Topoff vyhodnotil, jak královna převezme kolonii. Po nalezení Formica hnízdo, najde vchod a je okamžitě napadena Formica dělníci. Královna na ni reaguje kousnutím čelisti a uvolnění a feromon od ní se zvětšila Dufourova žláza že na rozdíl od mnoha jiných parazitických mravenců má uklidňující účinek. Královna rychle vyhledá a najde Formica královna a se svými přizpůsobenými kusadly pokračuje kousat a lízat různé části Formica královna v průměru 25 minut.[4] „Během několika vteřin po smrti hostitelské královny prochází hnízdo nejpozoruhodnější proměnou“.[3] The Formica pracovníci přestanou být na vetřelce agresivní a začnou ošetřovat Polyergus královna, jako by byla jejich vlastní.[3] Převzetí je nyní dokončeno Polyergus královna získá nejen hnízdo, ale i dělníka kasta také. Poté položí vajíčka a cyklus pokračuje.

Mechanismy

Téměř všichni otrokářští mravenci, včetně Polyergus, mají mandibulární úpravy, které jim pomáhají útočit na ostatní.

Specifické pro Polyergus, když královna poprvé vstoupí do a Formica hnízdo uvolní feromon ze své zvětšené Dufourovy žlázy. Topoff provedl experimenty, aby ukázal, že tento feromon má důležitý pomocný účinek při uzurpaci kolonií; snižuje agresi bránících Formica dělníci. Vědci vzali Dufourovy, pygidiální a jedové žlázy z čerstvě pářených Polyergus královny, s použitím vody jako a negativní kontrola. Ty byly rozdrceny v destilované vodě za vzniku roztoku obsahujícího jejich extrakty. Protože nebylo možné zabránit a Polyergus královna při vylučování vlastních feromonů během živého setkání, použili mravence kombajnu Pogonomyrmex occidentalis (přirozeně napaden Formica) jako předmět. Tito mravenci byli ponořeni do výše uvedených roztoků, jeden po druhém mravenec / roztok / test, a umístěni do a Petriho miska se třemi Formica occulta „útočníci“. Byli sledováni po dobu tří minut, aby zjistili, jak dlouho Pogonomyrmex byl napaden.[5] Výsledky byly následující: „průměrná doba trvání agrese ošetřením Dufourovy žlázy byla 53,3 sekundy ... Průměrná doba trvání agrese pro kontrolu vody, pygidiální žlázy a jedové žlázy byla: 143,5 sekundy a 137,2 sekundy a 132,2 sekundy "."[5] Zdá se, že někdy Polyergus královny vyvinuly schopnost pasivně usnadnit převzetí kolonií.

Topoff a Ellen Zimmerli také provedly experimenty, aby prokázaly, že Polyergus královna "triky" Formica kolonie získáním chemikálií z Formica královna v procesu její zabíjení. V jednom testu se Formica královna byla zabita (rychlým zmrazením a rozmrazením) před Polyergus Kontakt. I když už byl mrtvý, Polyergus královna kousla, bodla a olízla královnu, jako by byla naživu: a Polyergus byla následně přijata kolonií.[4] Další test ukázal, že pokud ne Formica královna byla tedy přítomen Polyergus měl malou šanci na úspěšné převzetí. Je zřejmé, že Formica královna poskytuje nějaký druh chemikálie (chemikálií) Polyergus královna, ale neúmyslně. K převzetí může dojít, i když je hostitelská královna mrtvá, ale ne, pokud není přítomna, dokazuje, že chemická absorpce je důležitá. The Polyergus Aby byla královna přijata, potřebuje zabít pouze jednu hostitelskou královnu. Pokud kolonie byla polygynistický, Polyergus královna si může najít čas na další královny. „Hodinu za hodinu, den co den, metodicky všechny lokalizuje a zabíjí Formica královna, někdy trvá několik týdnů, než odstraní všechny zbytky opozice “.[3]

Vývoj

Na internetu byla zveřejněna značná práce vývoj mravenčí dulosy a téměř všichni mají alespoň nějaké empirické důkazy k obraně svých pozic. Je pozoruhodné, že téměř všechny druhy útočících mravenců jsou adaptací jejich čelistí, díky nimž jsou velké nebo pronikavé nebo obojí. Dává to smysl, že právě ta věc, která pomáhá mravenci být lepším nájezdníkem, dělá stejného mravence závislým na ostatních. Parazit ztrácí použití svých čelistí pro skutečnou práci. Na základě tohoto a dalších důkazů to někteří navrhují predace je předchůdcem otroctví.[6] Rovněž bylo navrženo, že množení kolonií adopcí a pučením s následným dočasným parazitismem může vést k duloze. Zatímco pozorování naznačují, že množení kolonií může vést k dočasnému parazitismu, je zjevně velmi sporné, že dočasný parazitismus vede k duloze.[6]

Před asi 100 lety navíc Carlo Emery poznamenal, že „Dočasně a trvale parazitní mravenci, kteří vyrábějí otroky, pocházejí z blízce příbuzných forem, které jim slouží jako hostitel.“[7] Jurgen Heinze provedl řadu experimentů, které dokazují toto pozorování, dnes známé jako Emeryho pravidlo. Místo toho, aby se spoléhal pouze na morfologické podněty, použil enzym gel elektroforéza testy k vytvoření podrobného fylogenetické obrázek připojení hostitele a parazita.[8] Jeho experimentální výsledky podporují uvolněnou verzi Emeryho pravidla. Na jednom konci spektra viděli téměř totožné elektromorfy mezi druhy u většiny studovaných párů hostitelů a parazitů. Ukazuje se však také, že alespoň jeden příklad nepodporuje Emeryho pravidlo v tom (Leptothorax paraxenus ) se od svého hostitele lišil několika elektromorfy.[8] Selektivní síly podílející se na vývoji sociálního parazitismu nejsou plně pochopeny a je nepravděpodobné, že by jeden model vyhovoval všem vztahům.

"Žádný hypotéza vysvětlující vývoj otroctví v Polyergus musí odpovídat jak za původem skupinových nájezdů s odchytem plodu, tak za nezávislou kolonii založenou královnami “.[9] Topoff dává adekvátní hypotézu o vývoji Polyergus integrací tří procesů: převzetí královny, čichový otisk a územní boje.[9] Zde jsou jeho hlavní body. Volně žijící předchůdce Polyergus, to je mrchožrout se spojili s ostatními na vnitrodruhové soutěži. Občas napadl královna kolonie Formica. Zpočátku královna odjela z Formica královna a dělníci a přivlastnili si Formica kukly (uvádí jako příklad královny Formica wheeleri které to dělají nyní). Zabíjení Formica z toho se vyvinula královna a adopce dělníky. Jeho předchozí práce (která byla představena dříve) ukazuje, co by se vyvinulo pro adaptaci: „(1) ostré čelisti pro zabití Formica královna, (2) feromon, který snižuje agresi rezidentních pracovníků, (3) tendence držet se mrtvých Formica královna dost dlouho na to, aby absorbovala její pachy ... “.[3] Dalším krokem bylo čichový potisk mezi těmito dvěma druhy, což je důsledek života jednoho člověka od začátku do konce v přítomnosti obou druhů. Polyergus„Předek se pak shlíží na kolonii stejného druhu a narazí na ni. Opět najímají kamarády do územního útoku. V brilantním pohledu Topoff navrhuje, že tato vlastnost vysvětluje útočné chování. The Polyergus pracovník, vychován Formica jako specifická, "identifikuje jednotlivce z Formica jako příslušník svého vlastního druhu je podněcován další územní nájezd. Tedy z hlediska Polyergus... otrocké nájezdy jsou ekvivalentní územním nájezdům “.[9] Zajatý plod je také otisknut a stávají se pracovníky v původním hnízdě. Jak čas plynul „Náš předek Polyergus mohl snadno vyklouznout ve směru fakultativního parazitismu “.[9] Nakonec, Polyergus předkové ztratili schopnost postarat se o sebe a stát se vyšetřovatelem Polyergus vidíme dnes.

Reference

  1. ^ Specializovaná skupina pro sociální hmyz (1996). "Polyergus breviceps". Červený seznam ohrožených druhů IUCN. 1996: e.T17927A7636744. doi:10.2305 / IUCN.UK.1996.RLTS.T17927A7636744.en.
  2. ^ Mark Moffett (2010). Dobrodružství mezi mravenci: Globální safari se spoustou bilionů. ISBN  978-0-520-26199-0.
  3. ^ A b C d E F G Howard Topoff (1999). „Královny vytvářející otroky“. Scientific American. 281 (5): 84–90. doi:10.1038 / scientificamerican1199-84.
  4. ^ A b Howard Topoff a Ellen Zimmerli (1993). „Převzetí kolonie sociálně parazitickým mravencem, Polyergus breviceps: role chemikálií získaných během zabíjení královny hostitele “. Chování zvířat. 46 (3): 479–486. doi:10.1006 / anbe.1993.1216.
  5. ^ A b Howard Topoff; S. Cover; L. Greenburg; L. Goodloe a P. Sherman (1988). „Založení kolonie královnami povinného mravence Polyergus breviceps: Role Dufourovy žlázy “. Etologie. 78 (3): 209–218. doi:10.1111 / j.1439-0310.1988.tb00231.x.
  6. ^ A b A. Buschinger (1986). „Vývoj sociálního parazitismu u mravenců“. Trendy v ekologii a evoluci. 1 (6): 155–160. doi:10.1016/0169-5347(86)90044-3.
  7. ^ Carlo Emery (1909). „Ueber den Ursprung der dulotischen, parasitischen und myrmekophilen Ameisen“. Biologisches Centralblatt. 29: 352–362.
  8. ^ A b J. Heinze (1991). "Biochemické studie o vztahu mezi sociálně parazitickými mravenci a jejich hostiteli". Biochemická systematika a ekologie. 19 (3): 195–206. doi:10.1016 / 0305-1978 (91) 90003-I.
  9. ^ A b C d Howard Topoff (1990). „Vývoj otrockého chování v rodu parazitických mravenců Polyergus". Etologie, ekologie a evoluce. 2 (3): 284–287. doi:10.1080/08927014.1990.9525415.