Эти необыкновенные муравьи. Часть II - Размножение и развитие.

Продолжая начатую в предыдущем сообщении тему, сегодня я расскажу о размножении и развитии муравьев, а также об их способах общения между собой.

Муравьи относятся к социальным животным. Но часто так называют любых насекомых, живущих большими скоплениями. Социобиологи различают несколько уровней организации групповой жизни. Насекомых называют коммунальными, если особи одного поколения занимают одно составное гнездо, но каждая заботится только о собственном потомстве. У полусоциальных видов существует репродуктивное разделение труда между половой кастой и стерильными рабочими особями, однако все они относятся к одному поколению. В гнездах эвсоциальных, насекомых кроме различных каст, присутствует несколько рабочих поколений: старшие заботятся о своих младших братьях и сестрах. Эвсоциальность известна только в двух отрядах насекомых – у термитов (Isoptera) и перепончатокрылых (Hymenoptera). Все муравьи эвсоциальны, тогда как у пчел и ос (их ближайших родственников) встречаются разные уровни социальной организации.

Итак, из кого же состоит муравьиная семья? Во-первых, это матка-царица, обладающая значительно более крупными размерами, нежели остальные муравьи семьи. Основная ее функция заключается в том, чтобы откладывать яйца. Во-вторых это рабочие, которые чаще всего неодинаковы между собой. Различают мелких и крупных рабочих; последних часто называют солдатами, так как именно они защищают муравейник при нападении, однако они способны выполнять и “хозяйственные работы”. Все рабочие муравьи являются самками, только с недоразвитой половой системой. В-третьих это расплод - так называют совокупность всех яиц, личинок и куколок, произведенных на свет одной царицей. И в-четвертых это самцы. Они не живут в муравейнике постоянно, а появляются только перед лётом. Сейчас мы рассмотрим процесс возникновения муравьиной семьи поэтапно и поподробней поговорим обо всех ее членах.

Этап 1 - Лёт. Время от времени в каждом муравейнике появляются молодые самки, которым предстоит в будущем основать собственную семью. Практически одновременно с этим появляются и самцы, в другое время отсутсвующие. И самцы и молодые самки крылаты, в отличие от обычных рабочих. Самцы не играют какой-либо заметной роли в повседневной жизни муравейника, их главная задача - догнать и оплодотворить самку, вскоре после чего они обычно погибают. На фото изображены: в верхнем ряду слева самец Aphaenogaster, справа самцы и самки Forelius maccooki перед вылетом; в нижнем ряду слева самец Linepithema humile, справа - момент спаривания.

Следует также заметить, что, хотя брачный лёт очень распространен среди муравьев, далеко не все виды основывают новую семью таким способом. Например, виды рода Formica спариваются на земле, а у некоторых муравьев одна или несколько самок, покинув материнское гнездо вместе с группой рабочих, строят новое гнездо. Этот процесс называется роением, или почкованием. У нескольких примитивных видов крылаты только самцы, а самки не имеют крыльев и приманивают самцов, сидя около входа в гнездо и выделяя феромоны-аттрактанты.

Во время спаривания самка получает порцию спермы, которой ей хватает на всю оставшуюся жизнь. Вскоре после этого она опускается на землю, часто за километры от родного муравейника. С этого момента у нее начинается самостоятельная жизнь. Первым делом она отламывает себе крылья (на фото это делает самка Acromyrmex versicolor . После этого самка выкапывает в земле (или выгрызает в другом субстрате) небольшую камеру - основу будущего дома. На рисунке ниже место для основы дома ищет царица Azteca isthmica.

Этап 2 - Закладка камеры.Чтобы выжить, самка-основательница должна вырастить достаточное количество рабочих, которые возьмут на себя функции снабжения колонии едой, ухода за расплодом и расширения гнезда. У некоторых видов царицы поначалу занимаются сбором пищи, однако это опасно, так как приходится покидать гнездо. У других муравьев они остаются в нем, поддерживая собственное существование и выращивая первых рабочих за счет запасов своего жира и подвергающихся гистолизу (разжижению) летательных мышц. Царица кормит личинок специальным слюнным секретом и/или особыми «кормовыми» яйцами. Количество доступного корма сначала весьма ограниченно, поэтому между числом и размером первых рабочих ищется компромисс. Все они мелкие или даже карликовые.

Муравьиные яйца способны питаться и расти. С самого начала матка откладывает недоразвитое яйцо, в котором содержится минимум питательных веществ, что не дает возможности развитию зародыша. Однако рабочие муравьи постоянно подкармливают яйца, облизывая их. В их слюне содержится много питательных веществ, которые всасываясь проникают сквозь оболочку и яйцо постепенно увеличивается в объеме. Выходит, в отличие от яиц многих насекомых, муравьиное яйцо в том виде, как оно подхвачено рабочим-повитухой, еще не содержит всего количества питательных веществ, потребного для созревания личинки. Благодаря питающему облизыванию яйца разрастаются, а одновременно слюна, обладающая бактерицидными свойствами, убивает на их оболочке споры губительной плесени и склеивает их в пакеты. На фотографии - пакет яиц и две личинки Messor structor.

Этап 3 - Развитие гнезда.Когда первые мелкие рабочие приступают к своим обязанностям, колония вступает в стадию экспоненциального роста, называемую также эргономической. Теперь молодая царица полностью посвящает себя откладке яиц (на фото - “детская” Crematogaster smithi). Муравьям несвойственны развлечения, но жизнь в колонии не складывается исключительно из работы. В любой отдельно взятый момент трудятся лишь немногие рабочие особи. Уровень общей активности колонии, по-видимому, циклически колеблется, но даже в периоды ее пика многие муравьи чистятся, стоят на месте или слоняются без дела, ничем конкретным не занимаясь. Возможно, это отдыхающая смена.

Младшие рабочие заботятся о расплоде и царице: они их кормят, чистят (вылизывают) и дезинфицируют антибиотическими выделениями метаплевральных желез или ядом. Кроме того, они сортируют расплод по жизненным стадиям (яйца, личинки, куколки), а у некоторых видов даже по возрастным стадиям личинок. Они (как и личинки) способны отличать кормовые яйца, которыми питается расплод, от фертильных, а рабочие рода Monomorium даже могут определить, из каких вылупятся самцы, а из каких – самки. Иногда они переносят расплод в участки муравейника с оптимальными температурой и влажностью или прячут его в глубь гнезда при появлении опасности. Они помогают личинкам линять, а имаго – выходить из куколок и коконов. Ниже представлена серия фотографий выхода рабочего-солдата Messor Barbarus из куколки, на которой отчетливо видна помощь рабочих и разница в размерах между младшими рабочими и солдатами. Солдаты появляются тогда, когда колония уже относительно стабильна. Зрелой колония считается тогда, когда в ней появляются самцы и молодые самки, которым предстоит отправиться в брачый полет и повторить все заново.

Читайте далее: Эти необыкновенные муравьи. Часть III - Способы общения и жизненный уклад.

И в завершение - список материалов:

• http://www.dezinfo.net/post/1643
• http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/biologiya/MURAVI.html
• http://ru.wikipedia.org/wiki/Муравьи

Интересное в блогах:

1. На блогепро охоту в Тамани рассказ про охотничьи гладкоствольные карабины - по боевому!
2. Новый активный блог про то что такое человеческая психология во многих жизненных аспектах.
3. Блог травника предлагает полезные народные рецепты молодости, красоты и долголетия.
4. На http://polysc.ru/ сегодня качественные задачи по физике.