Войни на мравките

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Войните с мравки са директна, агресивна форма на взаимодействие между мравки от различни колонии. Мравките участват в конкуренция помежду си. Например, ако една от колониите си присвои източник на храна, този източник вече не е достъпен за други мравки. Това е непряка конкуренция. В контекста на конкуренцията войните с мравки са форма на конфликт, при който мравките директно участват в битки помежду си. Интересното е, че подобни конфликти могат да възникнат както в рамките на един вид, така и между видовете.

Ако разглеждаме мравките като общество, тогава има два варианта за влизане в т. нар. войни. Един от тях е доста близък до обичайното разбиране за "война" за хората, а именно борбата между колонии от един и същи вид. Друго включва взаимодействия между различни видове мравки. И двата вида конфликт са интересни за биологията на мравките.

История на изследването

Хората знаеха за съществуването на войни с мравки още преди биолозите да се интересуват сериозно от това явление. Например Чарлз Дарвин пише за конфликти между мравки. В Библията има препратки към успеха на общностите на мравки, тъй като хората се интересуват от наблюдение на това явление от хиляди години. Отчасти войните с мравки привлякоха толкова много внимание, защото сблъсъците между мравките бяха драматични и очевидни, но и защото мравките са социални същества точно като хората, така че е трудно да се въздържим да не направим паралели между нашите общества. Интересно е да се разглежда историята на тези сравнения като диалог: от една страна, въпросът, който предизвика интерес, беше дали борбата между мравките може да засили съществуващите идеи или да отвори нова страна на човешките конфликти; от друга страна, възможността да приложим към мравките ученията, които сме разработили, за да разберем естеството на конфликтите между мравките.

Изследователски методи

Мравките са социални насекоми. По правило в обществата на насекомите колонията действа като цяло и до известна степен поддържа генетична цялост. С други думи, колонията се държи заедно от свързана структура, която понякога е доста объркваща. В рамките на колонията се развива способността за идентифициране и разпознаване на всеки от нейните членове. Мравките са склонни да разделят света на два класа доста просто: членовете на колонията и всички останали. В рамките на колонията се развиват много поразителни отличителни черти, за да я обединят, поне при повечето видове и при повечето обстоятелства.

Мравките често срещат други мравки, особено в тропиците. Скорошно проучване в планините Апалачи в Съединените щати показа колко гъсто могат да се заселят мравките. Изследователите събираха мъртви насекоми в гората, оставяха ги на земята и наблюдаваха колко време е необходимо, преди потенциален хищник или потребител да се натъкне на храна. Повечето от тези парчета храна бяха намерени от мравките и никога не им отнемаше повече от няколко минути. На онези места, където мравуняците са разположени най-близо до земята, мравките непрекъснато сканират и патрулират почвата, като на практика не оставят места недокоснати за дълго време.

Мравките са по-склонни да срещнат членове на други колонии и дори други видове. В местообитанията, заети от много видове наведнъж, вероятността от междувидов сблъсък на колонии е изключително висока. Това взаимодействие се случва редовно. Ако колония осъзнае, че съществува заплаха от загуба на ресурси или територия както от мравки от различен вид, така и от мравки от други колонии от същия вид, тази заплаха е последвана от организиран агресивен отговор, който понякога може да се превърне в истинска битка.

Еволюция на оръжията на мравки

Мравките са древни насекоми. Те са съществували много преди разделянето на суперконтинента Гондвана. Това се случи преди повече от сто милиона години, а мравките се появиха много преди това. Разбира се, мравките са воювали от десетки, ако не и стотици милиони години. Мравките имат набор от устройства, които могат да използват като оръжие по време на битка. Може да се предположи, че войните са изиграли важна роля в тяхната еволюция. Учените, изучаващи процеса на тяхната еволюция, говорят за промяната в обекта на агресия, докато се развива. В далечното минало основните врагове на ранните мравки са били гръбначни животни, такива големи сухоземни животни като динозаври, птици и бозайници. Много видове мравки са били снабдени с много мощно жило. Те бяха добре приспособени да атакуват хора, но техните "оръжия" не бяха много ефективни срещу други насекоми.

Тъй като мравките еволюират и техните видове стават по-разнообразни, въздействието на тези видове един върху друг става все по-значително. Това беше причината други мравки да заемат мястото на главните врагове на мравките. Изглежда, че това противоречи на здравия разум, но някои видове мравки са загубили жилото си. В много случаи ужилването се трансформира в система за доставка на химически атакуващи агенти, които могат успешно да се използват в борбата срещу други мравки. Изглежда, че мравките умишлено са се отказали от способността да се борят с гръбначни животни като нас в полза на способността да атакуват, да се борят и да печелят срещу други мравки.

В днешно време много видове мравки имат специален арсенал от оръжия, които не са много ефективни срещу бозайници, но работят добре срещу други мравки. Източниците и характеристиките на тези химикали – в коя част на тялото се образуват и кои химикали се използват – се различават при всички видове. При различните видове мравки можете да намерите жлези, които се използват по време на битки с мравки и се намират буквално във всяка част на тялото. Химическите съединения също са изключително разнообразни. Имаше еволюционно независими източници на тези оръжия, които еволюираха в различни видове мравки. В същото време може да се разбере колко различно са подходили към решението на общия проблем.

Мравките имат много видове оръжия. Обикновено се използват ухапвания. Често мравките действат съгласувано: членовете на атакуваща колония могат да държат членове на друга колония или да разкъсат мравките сами, докато техните роднини задържат врага. Всъщност мравките са много гадни. Има поне един вид, при който работничките мравки имат много голяма жлеза в телата си. Когато тези мравки се изнервят много, те могат да увеличат натиска върху нея и буквално да избухнат, опръсквайки всичко наоколо с лепкава субстанция. Други мравки също имат различни жлези, понякога разположени в главата, а понякога и в корема, и отделят токсични вещества, които унищожават враговете им. По този начин техните конфликти включват методи, които започват с битка и завършват с химически оръжия, и това ги прави подобни на хората.

Прави любов не война

Има един интересен феномен, който почти сигурно е свързан с направени от човека промени в природната среда. Инвазивните видове са били многократно нападнати по целия свят. Когато даден вид, въведен от хората, получи възможността да овладее нова среда, той може да се размножава до невъобразими мащаби, достигайки гъстота, безпрецедентна за родното си местообитание. Областта на разпространение на инвазивните видове мравки може да достигне огромни площи - хиляди квадратни километри.

Защо тези нашествия са толкова успешни? Биологичните предимства на тези видове са свързани с едноколониалността. Това явление се състои в загубата при някои видове по една или друга причина на способността да се разграничават границите на колониите. При нормални условия всяка колония има свой собствен химичен подпис, с помощта на който мравките различават приятел и враг. Но много инвазивни видове са го загубили. В рамките на собствения си вид те се държат с други индивиди, сякаш са членове на собствената си колония.

Способността да се избягват войните с мравки в рамките на даден вид и желанието да се приемат членове на други колонии в свои собствени позволяват намаляване на размера на разходите. Следователно те успяха да увеличат популацията и да станат по-успешни в конкуренцията. Те запазват способността да разглеждат представителите на други видове като врагове или извънземни, но не проявяват вътрешновидова агресия. В резултат на това почти една колония от мравки се разпространява на хиляди километри. Мравките от единия му край могат да взаимодействат с мравки от другия без никаква агресия. Този ефект е наблюдаван многократно и е доста изненадващ. Успешните видове инвазия не са тясно свързани, но идват от различни подсемейства мравки, което ги прави много разнообразни.

Това ни казва, че сътрудничеството е най-сигурният път към успех. Разбира се, много зависи от нивото, на което се изразява. Можем отново да се обърнем към сравнението между мравките и човешкото общество. Хората са социални животни: ние работим заедно, създаваме съюзи. Но колониите от мравки имат ниво на сътрудничество и интеграция, което е практически недостижимо за хората. Човек почти винаги се различава от мравката по това, че дори да съществува в семейство или друга социална група, той запазва значителна част от индивидуалната си идентичност.

Винаги сме много развълнувани от случаите на саможертва и щедрост и в крайна сметка животът ни е деликатна маневра между егоизъм и сътрудничество. В този смисъл мравките са различни от нас. В рамките на колонията егоизмът и индивидуалните интереси до голяма степен са престанали да съществуват. Мравките продължават да участват в конфликти между различни колонии, но интересното е, че инвазивните видове, които са изоставили бариерите на колонията, изглежда се справят по-добре.

Войници срещу номадски мравки

Войниците са специален вид мравки, които се срещат в определени колонии. Те са част от работната сила и са специализирани в отбраната. Не всички видове мравки имат войници, повечето са ограничени само до един вид работници. Но при други видове специализираните войници се различават от обикновените работници по увеличен размер на тялото и поведение. Ако колонията е атакувана, тогава войниците са тези, които вземат най-важното участие в нейната защита.

Номадските мравки са подсемейство мравки с няколко уникални поведения. Те са развили социалните си умения по-силно от всяка друга група социални насекоми или дори от всяко друго познато ни животно. Номадските мравки са интересни поради способността си да извършват всички действия заедно. Всяка дейност се осъществява в тясно взаимодействие на големи групи от индивиди. Те не предприемат самостоятелни действия и отделните работници никога не ходят сами.

Единствените членове на колонии от номадски мравки, които могат да действат независимо, са мъжките. От време на време се раждат като колония за чифтосване. Те имат крила и напускат колонията от време на време, за да намерят млади женски. Всяка друга дейност в колониите от номадски мравки се извършва от група членове на едно и също гнездо. Сред тях няма отделни разузнавачи или фуражи - всичко се извършва от масовата работа на рояк насекоми. Може да си помислите, че колонията от номадски мравки е неделима единица, почти като организъм, като псевдопод на амеба. Набегът на номадски мравки може да се разглежда като ръка или крак, които никога не губят контакт с тялото. И всичко, което правят, се случва с висока степен на координация и взаимодействие.

Номадски мравки с ларви, откраднати от осино гнездо

Номадските мравки предоставят отличен материал за изучаване на войните с мравки. В това те също са малко по-различни от всички други мравки. За тях светът е разделен на три категории: други колонии от същия вид, други видове номадски мравки и други животни, включително други неномадски видове мравки. Реакцията им към всяка от категориите е напълно различна. По принцип номадските мравки не участват във войни с други номадски мравки. Въпреки това, една от любимите плячки на номадските мравки са други видове мравки.

Номадските мравки имат два типа конфликтни реакции: невежество и избягване. Представете си процеса на издирване на номадски мравки: те изпращат голяма група набези, цял килим от работнически мравки, които минават през гората. Понякога подобен рояк се доближава до рояк от представители на друг вид номадски мравки. В такава ситуация очакваме да видим вълнуваща битка между двете маси. Най-често обаче те просто се игнорират един друг: два огромни рояка спокойно преминават един през друг. Гледката на това явление е невероятна.

Другият тип реакция е много рядък. Когато две колонии от един и същи вид номадски мравки влязат в контакт, те много бързо разпознават, че са срещнали членове на другата група. Но вместо да започнат битка, двете колонии се оттеглят в обратна посока една от друга. Те са готови да покрият доста големи разстояния, за да се отдалечат колкото е възможно повече един от друг, което дори може да доведе до промяна в цялата колония. Така в рамките на собствения си вид номадските мравки показват ясно избягване, а представителите на различни видове просто се игнорират взаимно.

Когато номадските мравки срещнат представители на друг, неномадски вид, се случва обратното: те започват атака и се опитват да убият всяка мравка в тази колония. Номадските мравки атакуват много големи колонии от други видове мравки, третирайки ги като плячка. Разбира се, други мравки се борят в много случаи. Такива битки могат да доведат до тежки загуби и от двете страни. Войните между колонии от номадски мравки и тяхната плячка са едни от най-зрелищните и катастрофални битки в природата. Най-често преобладават номадските мравки, но те също могат да претърпят огромни загуби по време на битката.

Номадските мравки са в състояние да наемат голям брой от своите братовчеди в гнездото, когато намерят ценен ресурс. Има доказателства, че те имат специално вещество за използване в такива случаи - рекрутиращ феромон. Това е област за нови изследвания върху номадските мравки и техните химически инструменти. Експериментално е установено, че те имат функционално различни феромони и химически сигнали за предаване на различна информация, но ние не знаем почти нищо за техния специфичен химичен състав.

По отношение на физическия размер, номадските мравки не винаги са големи. Има много други видове мравки с много по-големи размери на тялото. Но успяват благодарение на количеството. Техните колонии са огромни и всички действия се извършват в големи координирани групи. Ако попаднете на представители на колония от номадски мравки, тогава не говорим за един разузнавач, а веднага за значителна част от колонията. В същото време много отделни мравки се появяват, за да се бият и за разлика от други мравки, те не трябва да чакат, докато набирането приключи. Те взаимодействат с всички елементи на околната среда като отделна социална единица.

Номадски мравки срещу мравки, режещи листа

Един от видовете номадски мравки в тропическите гори на Новия свят редовно се опитва да нахлуе в територията на развитите колонии от мравки режещи листа. Номадите и мравките, режещи листа, са венеците на еволюцията на мравките: те са в състояние да създават огромни колонии, да постигнат високо ниво на социализация и да участват в многостранно разделение на труда. Когато номадските мравки атакуват силно развити популации от мравки-листорези, войниците от двата вида се подреждат един срещу друг и започват катастрофални битки, които могат да продължат с дни, докато номадските мравки пробият линията на отбрана, стигнат до гнездата на листорежещите мравки и започват да грабят запасите им.

Мравките, режещи листа, изграждат огромни мравуняци и създават огромни колонии с милиони население. Мравките войници от този вид се отличават с впечатляващия си размер: носещата способност на мравката войника е стотици пъти по-висока от тази на работническата мравка. Войниците обаче не могат да извършат голям обем работа за колонията: те са твърде масивни, поддръжката им е скъпа за населението, а точната цел все още не е напълно изяснена от биолозите.

Въпреки това, когато биолозите започнаха да наблюдават редовни атаки на номадски мравки върху колонии от мравки, режещи листа, те забелязаха как мравките-режещи листа реагират на тези нашествия. Хиляди огромни листорези са изпратени на фронтовата линия, където трябва да се опитат да отблъснат атаката на номадски мравки. В повечето случаи техните усилия са неуспешни и в крайна сметка номадските мравки все пак ще пробият линията на защита. Може обаче да се предположи, че именно защитата срещу номадски мравки е причината за съществуването на войнишките листорези. Това наблюдение подкрепя теорията, че борбата или борбата с други мравки е важен аспект от еволюцията на мравките.

Ако погледнете по-отблизо как другите мравки реагират на атаките на номадски мравки, можете да различите широк спектър от реакции: някои видове мравки се опитват да се преборят, други започват да се паникьосват, едва виждайки първите войници на номадски мравки, и се втурнете да спасявате гнездото. Обикновено евакуират потомството и се опитват да се преместят колкото е възможно по-далеч. Чувствайки се в безопасност, те спират и чакат. След като ситите номадски мравки напуснат опустошената колония, жертвите на нападението могат да се върнат у дома.

Съвременни изследвания на мравки

Биологичните характеристики на инвазивните видове мравки представляват настоящ интерес. Учените започнаха да осъзнават, че знанието дали дадена колония се замесва в сблъсъци ни помага да научим повече за биологичните инвазии и техните възможни негативни последици. Някои видове инвазивни мравки причиняват екологични проблеми в глобален мащаб - не само за хората, но и за компрометираните екосистеми на местата на тяхното нашествие. Като се има предвид, че те изтриват застрашени видове от лицето на земята и тяхното поведение допринася за преструктурирането на местообитанията, те могат да имат ужасни последици за околната среда.

Те също представляват проблем за хората: тези мравки се катерят в храната, някои видове излъчват неприятна миризма и причиняват болести. Разбирането на войните с мравки може да бъде ключът към разкриването на черта, която приканва инвазивните видове мравки да се държат по този начин. Може би това откритие ще ни помогне да развием реакция към демаршите на мравки или дори да предвидим кога нещо подобно ще се случи отново. Ето защо днес има огромно количество изследвания върху агресията на мравки и войните с мравки, които се очаква да дадат отговор на въпроса за биологичните инвазии.

Мравката улавя нектара на листните въшки

Добра идея е да разгледате по-отблизо видовете животни, които имат пряка полза от войните с мравки. В колониите на много подвидове мравки живеят представители на други видове, наречени мирмекофили. Тези представители на животинския свят получават храната си предимно от колонията на мравки. Обикновено говорим за паразити, но тяхното отрицателно въздействие върху живота на колонията, като правило, е минимално. Мирмекофилите развиват способността да се крият от мравки. Механизмът за признаване на съплеменниците, приет в колонията, не се отнася за тях, но те някак си го заобикалят. А видовете, чиято съдба е свързана със съдбата на колонията на мравки в еволюционен план, демонстрират жив интерес към изхода от войните с мравки. С други думи, ако колонията бъде разрушена, те също изпитват затруднения. В момента обаче учените нямат информация за прякото участие на мирмекофилите в битки, въпреки че идеята не е лоша.

В момента работим в две посоки. Първо, ние изучаваме еволюцията на мозъка на мравките и се опитваме да разберем как нервната система реагира на различни условия на околната среда, дали това предопределя социалните роли и размерите на тялото на мравките. Второ, ние се интересуваме да разберем как номадските мравки могат да бъдат използвани за изследване на температурните колебания и вероятно въздействието на изменението на климата върху генетиката и психологията на дивата природа. Ние виждаме номадските мравки като отличен модел за изследвания, отчасти защото членовете на тропическите номадски видове мравки могат да издържат на широк диапазон от температури: идентични подвидове са били изложени на много високи температури в ниско разположените райони и много студено в планините в курс на изследване.

Отворени въпроси

От множество научни статии, които се появиха през 2015 г., научихме, че структурата на мозъка на мравките е претърпяла значителни промени през последните години, по-специално в аспекта на трансформацията на един вид от ентомофаг в социални същества. Тази промяна теоретично потвърждава предположението, че след като е станал социално същество, представител на вида не се нуждае от същото високо ниво на развитие на своя мозък и познавателна активност, тъй като сега той може да споделя информация и да се интегрира с други представители на своя подвид - почти същото, както ако невронните връзки могат да бъдат доведени до групово ниво. Това откритие беше истински пробив; необходимо е да се анализират подобни тенденции при представители на други видове, за да се разбере дали това се отнася за всички представители на фауната. Това е важно, защото ако се вгледате в представителите на класа гръбначни животни – бозайници, птици, риби, повечето от тях в общи линии показват точно обратната тенденция. С други думи, ако вашият вид стане по-социализиран, мозъчната активност също се увеличава; насекомите, от друга страна, показват точно обратната връзка. Има много вълнуващи открития в тази линия на изследване.

Въпросите за мегаколониите остават отворени. Не е известно колко дълбока е тяхната интеграция. Може би всичко е ограничено до местно ниво и те обменят информация само на къси разстояния. Интересно е да си представим дълбоко интегрирани колонии, въпреки че е малко вероятно те да могат да обменят информация на дълги разстояния. Не е лоша идея обаче за научнофантастичен роман.