Războaiele furnicilor

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Războaiele furnicilor sunt o formă directă, agresivă de interacțiune între furnici din diferite colonii. Furnicile sunt implicate în competiție între ele. De exemplu, dacă una dintre colonii își însușește o sursă de hrană, această sursă nu mai este disponibilă altor furnici. Aceasta este concurență indirectă. În contextul competiției, războaiele furnicilor sunt o formă de conflict în care furnicile se angajează direct în lupte între ele. Interesant este că astfel de conflicte pot apărea atât în interiorul unei specii, cât și între specii.

Dacă considerăm furnicile ca o societate, atunci există două opțiuni pentru a intra în așa-numitele războaie. Una dintre ele este destul de apropiată de înțelegerea obișnuită a „războiului” pentru oameni, și anume lupta dintre coloniile aceleiași specii. Un altul implică interacțiuni între diferite specii de furnici. Și ambele tipuri de conflicte sunt interesante pentru biologia furnicilor.

Istoria cercetării

Oamenii știau despre existența războaielor furnicilor chiar înainte ca biologii să fie serios interesați de acest fenomen. De exemplu, Charles Darwin a scris despre conflictele dintre furnici. Există referiri la succesul comunităților de furnici în Biblie, deoarece oamenii sunt interesați să observe acest fenomen de mii de ani. În parte, războaiele furnicilor au atras atât de multă atenție pentru că ciocnirile dintre furnici au fost dramatice și evidente, dar și pentru că furnicile sunt creaturi sociale la fel ca oamenii, așa că este greu să ne abțin de la a face paralele între societățile noastre. Este interesant să privim istoria acestor comparații ca un dialog: pe de o parte, întrebarea a trezit interesul a fost dacă lupta dintre furnici ar putea întări ideile existente sau poate deschide o nouă latură a conflictelor umane; pe de altă parte, posibilitatea de a aplica furnicilor învățăturile pe care le-am dezvoltat pentru a înțelege natura conflictelor dintre furnici.

Metode de cercetare

Furnicile sunt insecte sociale. De regulă, în societățile de insecte, colonia acționează ca un întreg și menține într-o oarecare măsură integritatea genetică. Cu alte cuvinte, colonia este ținută împreună printr-o structură înrudită, care uneori este destul de confuză. În cadrul coloniei se dezvoltă capacitatea de a identifica și recunoaște pe fiecare dintre membrii acesteia. Furnicile tind să împartă lumea în două clase destul de simplu: membrii coloniei și toți ceilalți. În interiorul coloniei, sunt dezvoltate trăsături distinctive foarte izbitoare pentru a o uni, cel puțin la majoritatea speciilor și în majoritatea circumstanțelor.

Furnicile întâlnesc adesea alte furnici, în special la tropice. Un studiu recent în Munții Apalachi din Statele Unite a arătat cât de dens se pot așeza furnicile. Cercetătorii au strâns insecte moarte în pădure, le-au lăsat pe pământ și au urmărit cât de mult a durat până când un potențial prădător sau consumator să se împiedice de mâncare. Cele mai multe dintre aceste bucăți de mâncare au fost găsite de furnici și nu le-a luat niciodată mai mult de câteva minute. În acele locuri în care furnicile sunt situate cel mai aproape de pământ, furnicile scanează și patrulează în mod constant solul, practic nu lăsând zone neatinse pentru o lungă perioadă de timp.

Furnicile sunt mai susceptibile de a întâlni membri ai altor colonii și chiar și alte specii. În habitatele ocupate de mai multe specii simultan, probabilitatea unei coliziuni interspecifice a coloniilor este extrem de mare. Această interacțiune are loc în mod regulat. Dacă o colonie realizează că există o amenințare de pierdere a resurselor sau a teritoriului atât din partea furnicilor dintr-o specie diferită, cât și din partea altor colonii ale aceleiași specii, această amenințare este urmată de un răspuns agresiv organizat, care uneori se poate transforma într-o adevărată luptă..

Evoluția armei furnici

Furnicile sunt insecte străvechi. Au existat cu mult înainte de scindarea supercontinentului Gondwana. S-a întâmplat cu peste o sută de milioane de ani în urmă, iar furnicile au apărut cu mult înainte. Desigur, furnicile sunt în război de zeci, dacă nu de sute, de milioane de ani. Furnicile au o serie de dispozitive pe care le pot folosi ca arme în timpul unei lupte. Se poate presupune că războaiele au jucat un rol important în evoluția lor. Oamenii de știință care studiază procesul evoluției lor vorbesc despre schimbarea obiectului agresiunii pe măsură ce se dezvoltă. În trecutul îndepărtat, principalii dușmani ai furnicilor timpurii erau vertebratele, animale terestre atât de mari precum dinozaurii, păsările și mamiferele. Multe specii de furnici erau echipate cu o înțepătură foarte puternică. Erau bine adaptați să atace oamenii, dar „armele” lor nu erau foarte eficiente împotriva altor insecte.

Pe măsură ce furnicile au evoluat și speciile lor au devenit mai diverse, impactul acestor specii una asupra altora a devenit din ce în ce mai semnificativ. Acesta a fost motivul pentru care alte furnici au luat locul principalilor dușmani ai furnicilor. S-ar părea că acest lucru este contrar bunului simț, dar unele specii de furnici și-au pierdut înțepătura. În multe cazuri, înțepătura a fost transformată într-un sistem de alimentare cu agenți de atac chimic care ar putea fi folosiți cu succes în lupta împotriva altor furnici. Se pare că furnicile au renunțat în mod deliberat la capacitatea de a lupta cu vertebrate ca noi în favoarea capacității de a ataca, de a riposta și de a câștiga împotriva altor furnici.

În zilele noastre, multe specii de furnici au un arsenal special de arme care nu sunt foarte eficiente împotriva mamiferelor, dar funcționează bine împotriva altor furnici. Sursele și caracteristicile acestor substanțe chimice - în ce parte a corpului sunt formate și ce substanțe chimice sunt utilizate - diferă între toate tipurile. La diferite specii de furnici, puteți găsi glande care sunt folosite în timpul luptelor cu furnici și sunt situate literalmente în orice parte a corpului. Compușii chimici sunt, de asemenea, extrem de diverși. Au existat surse independente din punct de vedere evolutiv ale acestor arme, care au evoluat în diferite specii de furnici. În același timp, se poate înțelege cât de diferit au abordat soluția problemei comune.

Furnicile au multe tipuri de arme. Mușcăturile sunt frecvent utilizate. Adesea, furnicile acționează în mod concertat: membrii unei colonii atacatoare pot ține membrii unei alte colonii sau pot rupe furnicile singuri, în timp ce rudele lor rețin inamicul. De fapt, furnicile sunt foarte urâte. Există cel puțin o specie în care furnicile lucrătoare au o glandă foarte mare în corpul lor. Când aceste furnici devin foarte nervoase, pot crește presiunea asupra ei și pot exploda literalmente, împroșcând totul în jur cu o substanță lipicioasă. Alte furnici au, de asemenea, o varietate de glande, uneori situate în cap și alteori în abdomen și secretă substanțe toxice care le doboară dușmanii. Astfel, conflictele lor includ metode care încep cu luptă și se termină cu arme chimice, iar acest lucru îi face asemănători cu oamenii.

Fa dragoste nu razboi

Există un fenomen interesant care este aproape sigur asociat cu schimbările făcute de om în mediul natural. Speciile invazive au fost invadate în mod repetat în întreaga lume. Când o specie introdusă de oameni are ocazia de a stăpâni un nou mediu, se poate reproduce la scari inimaginabile, atingând o densitate fără precedent pentru habitatul său nativ. Aria de distribuție a speciilor de furnici invazive poate atinge suprafețe vaste - mii de kilometri pătrați.

De ce au aceste invazii atât de reușite? Avantajele biologice ale acestor specii sunt asociate cu unicolonialitatea. Acest fenomen constă în pierderea la unele specii, dintr-un motiv sau altul, a capacității de a distinge între limitele coloniilor. În condiții normale, fiecare colonie are propria semnătură chimică, cu ajutorul căreia furnicile disting între prieten și inamic. Dar multe specii invazive l-au pierdut. În cadrul propriei specii, ei se comportă cu alți indivizi ca și cum ar fi membri ai propriei colonii.

Abilitatea de a evita războaiele cu furnici în cadrul unei specii și dorința de a accepta membrii altor colonii în propriile lor au permis reducerea costurilor. Prin urmare, au reușit să mărească dimensiunea populației și să aibă mai mult succes în competiție. Ei își păstrează capacitatea de a vedea reprezentanții altor specii ca inamici sau extratereștri, dar nu manifestă agresivitate intraspecifică. Ca rezultat, aproape o colonie de furnici se întinde pe mii de kilometri. Furnicile de la un capăt al acestuia pot interacționa cu furnicile de la celălalt fără nicio agresiune. Acest efect a fost observat de multe ori și este destul de surprinzător. Speciile de invazie de succes nu sunt strâns legate, dar provin din diferite subfamilii de furnici, ceea ce le face foarte diverse.

Acest lucru ne spune că cooperarea este cea mai sigură cale către succes. Desigur, mult depinde de nivelul la care este exprimat. Ne putem întoarce din nou la comparația dintre furnici și societatea umană. Oamenii sunt animale sociale: lucrăm împreună, formăm alianțe. Dar coloniile de furnici au un nivel de cooperare și integrare care este practic de neatins pentru oameni. O persoană diferă aproape întotdeauna de o furnică prin faptul că, chiar dacă există într-o familie sau alt grup social, își păstrează o parte semnificativă a identității sale individuale.

Suntem întotdeauna foarte încântați de cazurile de sacrificiu de sine și generozitate, iar în cele din urmă viața noastră este o manevră delicată între egoism și cooperare. În acest sens, furnicile sunt diferite de noi. În interiorul coloniei, egoismul și interesele individuale au încetat în mare măsură să mai existe. Furnicile continuă să se angajeze în conflicte între diferite colonii, dar, în mod interesant, speciile invazive care au abandonat barierele de colonie par să se descurce mai bine.

Soldați împotriva furnicilor nomade

Soldații sunt un tip special de furnici care se găsesc în anumite colonii. Ei fac parte din forța de muncă și sunt specializați în apărare. Nu toate speciile de furnici au soldați, majoritatea sunt limitate la un singur tip de muncitor. Dar la alte specii, soldații specializați diferă de muncitorii obișnuiți prin mărimea corpului și comportamentul crescut. Dacă colonia este atacată, atunci soldații sunt cei care ocupă cel mai important rol în apărarea ei.

Furnicile nomade sunt o subfamilie de furnici cu mai multe comportamente unice. Ei și-au dezvoltat abilitățile sociale mai puternic decât orice alt grup de insecte sociale, sau chiar orice alt animal cunoscut nouă. Furnicile nomade sunt interesante datorită capacității lor de a efectua toate acțiunile împreună. Orice activitate se desfășoară în strânsă interacțiune a unor grupuri mari de indivizi. Ei nu iau acțiuni independente, iar lucrătorii individuali nu merg niciodată pe cont propriu.

Singurii membri ai coloniilor de furnici nomade care sunt capabili să acționeze independent sunt bărbații. Din când în când se nasc ca o colonie de împerechere. Au aripi și părăsesc colonia din când în când pentru a găsi femele tinere. Orice altă activitate în coloniile de furnici nomade este desfășurată de un grup de membri ai aceluiași cuib. Printre ei nu există cercetași sau furajatori separati - totul se face prin munca în masă a unui roi de insecte. Ai putea crede că o colonie de furnici nomade este o unitate indivizibilă, aproape ca un organism, ca un pseudopod al unei amibe. Un raid de furnici nomade poate fi gândit ca un braț sau un picior care nu pierde niciodată contactul cu corpul. Și tot ceea ce fac se întâmplă cu un grad ridicat de coordonare și interacțiune.

Furnici nomade cu larve furate dintr-un cuib de viespi

Furnicile nomade oferă material excelent pentru studiul războaielor furnicilor. În acest sens, ele sunt, de asemenea, ușor diferite de toate celelalte furnici. Pentru ei, lumea este împărțită în trei categorii: alte colonii ale aceleiași specii, alte specii de furnici nomade și alte animale, inclusiv alte specii de furnici nenomade. Reacția lor la fiecare dintre categorii este complet diferită. În general, furnicile nomade nu iau parte la războaie cu alte furnici nomade. Cu toate acestea, una dintre prada preferată pentru furnicile nomade este alte specii de furnici.

Furnicile nomade au două tipuri de răspunsuri la conflict: ignoranță și evitare. Imaginați-vă procesul de căutare a furnicilor nomade: trimit un grup mare de raid, un covor întreg de furnici muncitoare, mătura prin pădure. Uneori, un roi similar se apropie de un roi de reprezentanți ai unei alte specii de furnici nomade. Într-o astfel de situație, ne așteptăm să vedem o bătălie incitantă între cele două mase. Cu toate acestea, cel mai adesea pur și simplu se ignoră unul pe celălalt: două roiuri uriașe trec calm unul prin celălalt. Vederea acestui fenomen este uimitoare.

Celălalt tip de reacție este foarte rar. Când două colonii ale aceleiași specii de furnici nomade intră în contact, ei recunosc foarte repede că au întâlnit membri ai celuilalt grup. Dar, în loc să înceapă o bătălie, ambele colonii se retrag în direcția opusă una față de cealaltă. Sunt gata să parcurgă distanțe destul de mari pentru a se îndepărta cât mai mult unul de celălalt, ceea ce poate presupune chiar o deplasare în întreaga colonie. Astfel, în cadrul propriei specii, furnicile nomade manifestă o evitare clară, iar reprezentanții diferitelor specii pur și simplu se ignoră reciproc.

Când furnicile nomade întâlnesc reprezentanți ai unei alte specii de furnici non-nomade, se întâmplă contrariul: lansează un atac și încearcă să omoare fiecare furnică din colonia respectivă. Furnicile nomade atacă colonii foarte mari ale altor specii de furnici, tratându-le ca o pradă. Desigur, alte furnici ripostează în multe cazuri. Astfel de bătălii pot duce la pierderi grele de ambele părți. Războaiele dintre coloniile de furnici nomade și prada lor sunt unele dintre cele mai spectaculoase și dezastruoase bătălii din natură. Cel mai adesea, furnicile nomade prevalează, dar pot suferi și pierderi uriașe în timpul luptei.

Furnicile nomade sunt capabile să recruteze un număr mare de veri de cuib atunci când găsesc o resursă valoroasă. Există dovezi că au o substanță specială pentru utilizare în astfel de cazuri - un feromon de recrutare. Acesta este un domeniu pentru noi cercetări privind furnicile nomade și instrumentele lor chimice. S-a descoperit experimental că au feromoni și semnale chimice diferite din punct de vedere funcțional pentru a comunica informații diferite, dar nu știm aproape nimic despre compoziția lor chimică specifică.

În ceea ce privește dimensiunea fizică, furnicile nomade nu sunt întotdeauna mari. Există multe alte specii de furnici cu dimensiuni mult mai mari ale corpului. Dar reușesc datorită cantității. Coloniile lor sunt uriașe și toate acțiunile sunt efectuate în grupuri mari coordonate. Dacă întâlniți reprezentanți ai unei colonii de furnici nomade, atunci nu vorbim despre un singur cercetaș, ci imediat despre o parte semnificativă a coloniei. În același timp, multe furnici individuale apar pentru a lupta și, spre deosebire de alte furnici, nu trebuie să aștepte până când recrutarea este completă. Ei interacționează cu toate elementele mediului ca o unitate socială separată.

Furnici nomade versus furnici tăietoare de frunze

Una dintre speciile de furnici nomade din pădurile tropicale din Lumea Nouă încearcă în mod regulat să invadeze teritoriul coloniilor dezvoltate de furnici tăietoare de frunze. Furnicile nomade și care tăie frunzele sunt coroanele evoluției furnicilor: sunt capabile să creeze colonii vaste, să atingă un nivel înalt de socializare și să participe la o diviziune cu mai multe fațete a muncii. Când furnicile nomade atacă populațiile foarte dezvoltate de furnici tăietoare de frunze, soldații ambelor specii se aliniază unul față de celălalt și încep bătălii catastrofale care pot dura zile întregi până când furnicile nomade trec prin linia de apărare și ajung la cuiburile tăietorilor de frunze. furnicile și încep să-și jefuiască proviziile.

Furnicile tăietoare de frunze construiesc furnici uriași și stabilesc colonii vaste cu o populație de milioane. Furnicile soldate din această specie se disting prin dimensiunea lor impresionantă: capacitatea de transport a furnicii soldat este de sute de ori mai mare decât cea a furnicii muncitoare. Cu toate acestea, soldații nu pot efectua o cantitate mare de muncă pentru colonie: sunt prea masive, întreținerea lor este costisitoare pentru populație și scopul exact nu a fost încă pe deplin stabilit de biologi.

Cu toate acestea, când biologii au început să observe atacurile regulate ale furnicilor nomade asupra coloniilor de furnici care tăiau frunzele, ei au observat modul în care furnicile tăietoare de frunze au răspuns la aceste invazii. Mii de tăietori uriași de frunze sunt trimiși în prima linie, unde trebuie să încerce să respingă atacul furnicilor nomade. În cele mai multe cazuri, eforturile lor sunt nereușite și, în cele din urmă, furnicile nomade vor trece în continuare prin linia de apărare. Cu toate acestea, se poate presupune că tocmai protecția împotriva furnicilor nomade este motivul existenței tăietorilor de frunze soldați. Această observație susține teoria că lupta sau lupta cu alte furnici este un aspect important al evoluției furnicilor.

Dacă te uiți mai atent la modul în care alte furnici răspund la atacurile furnicilor nomade, poți distinge o gamă largă de reacții: unele specii de furnici încearcă să lupte, altele încep să intre în panică, abia văzând primii soldați ai furnicilor nomade, și grăbește-te să salveze cuibul. De obicei, evacuează urmașii și încearcă să se deplaseze cât mai departe posibil. Simțindu-se în siguranță, se opresc și își așteaptă timpul. După ce furnicile nomade săturate părăsesc colonia devastată, victimele atacului se pot întoarce acasă.

Cercetarea modernă a furnicilor

Caracteristicile biologice ale speciilor de furnici invazive sunt de interes actual. Oamenii de știință au început să realizeze că a ști dacă o colonie se implică în coliziuni ne ajută să învățăm mai multe despre invaziile biologice și despre posibilele consecințe negative ale acestora. Anumite specii de furnici invazive provoacă probleme de mediu la scară globală - nu numai pentru oameni, ci și pentru ecosistemele compromise ale locurilor lor de invazie. Având în vedere că șterg speciile pe cale de dispariție de pe fața pământului și că comportamentul lor contribuie la restructurarea habitatului, ele pot avea efecte grave asupra mediului.

De asemenea, reprezintă o problemă pentru oameni: aceste furnici se cațără în mâncare, unele specii emană un miros neplăcut și provoacă boli. Înțelegerea războaielor furnicilor poate fi cheia pentru a descoperi o trăsătură care invită speciile de furnici invazive să se comporte astfel. Poate că această descoperire ne va ajuta să dezvoltăm o reacție la demersurile furnicilor sau chiar să anticipăm când se va întâmpla din nou așa ceva. Prin urmare, astăzi există o cantitate imensă de cercetări privind agresiunea furnicilor și războaiele furnicilor, care se așteaptă să ofere un răspuns la întrebarea invaziilor biologice.

Furnica culege nectarul afidelor

Este o idee bună să aruncați o privire mai atentă asupra speciilor de animale care beneficiază direct de războaiele furnicilor. În coloniile multor subspecii de furnici trăiesc reprezentanți ai altor specii, numite mirmecofili. Acești reprezentanți ai lumii animale își iau hrana în principal din colonia de furnici. De obicei vorbim despre paraziți, dar impactul lor negativ asupra vieții coloniei, de regulă, este minim. Mirmecofilii dezvoltă capacitatea de a se ascunde de furnici. Mecanismul de recunoaștere a colegilor de trib adoptat în colonie nu se aplică lor, dar îl ocolesc cumva. Și speciile, a căror soartă este legată de soarta coloniei de furnici în termeni evolutivi, demonstrează un interes puternic pentru rezultatul războaielor furnicilor. Cu alte cuvinte, dacă colonia este distrusă, le este greu și ei. Cu toate acestea, în prezent, oamenii de știință nu au informații despre participarea directă a mirmecofililor la lupte, deși ideea nu este rea.

În prezent lucrăm în două direcții. În primul rând, studiem evoluția creierului furnicilor și încercăm să înțelegem modul în care sistemul nervos răspunde la diferite condiții de mediu, indiferent dacă acesta predetermina rolurile sociale și dimensiunile corpului furnicilor. În al doilea rând, suntem interesați să înțelegem modul în care furnicile nomade pot fi folosite pentru a studia fluctuațiile de temperatură și, eventual, impactul schimbărilor climatice asupra geneticii și psihologiei vieții sălbatice. Considerăm furnicile nomade ca un model excelent pentru cercetare, în parte pentru că membrii speciilor tropicale de furnici nomade pot rezista la o gamă largă de temperaturi: subspecii identice au fost expuse la temperaturi foarte ridicate în zonele joase și foarte frig în munți din curs de cercetare.

Întrebări deschise

Dintr-un val de articole științifice apărute în 2015, am aflat că structura creierului furnicilor a suferit modificări semnificative în ultimii ani, în special, în ceea ce privește transformarea unei specii dintr-un entomofag în ființe sociale. Această schimbare confirmă teoretic ipoteza că, devenind o ființă socială, un reprezentant al speciei nu are nevoie de același nivel ridicat de dezvoltare a creierului său și a activității cognitive, deoarece acum poate împărtăși informații și se poate integra cu alți reprezentanți ai subspeciei sale - aproape la fel ca și cum conexiunile neuronale ar putea fi aduse la nivel de grup. Această descoperire a fost o adevărată descoperire; este necesar să se analizeze tendințe similare la reprezentanții altor specii pentru a înțelege dacă acest lucru se aplică tuturor reprezentanților faunei. Acest lucru este important, deoarece dacă vă uitați la reprezentanții clasei de vertebrate - mamifere, păsări, pești, majoritatea arată practic tendința exact opusă. Cu alte cuvinte, dacă specia ta devine mai socializată, crește și activitatea creierului; insectele, pe de altă parte, arată relația exact opusă. Există multe descoperiri interesante în această linie de cercetare.

Întrebările despre megacolonii rămân deschise. Nu se știe cât de adâncă este integrarea lor. Poate că totul este limitat la nivel local și fac schimb de informații doar pe distanțe scurte. Este interesant să ne imaginăm colonii profund integrate, deși este puțin probabil ca acestea să poată face schimb de informații pe distanțe lungi. Nu este o idee rea pentru un roman science-fiction, totuși.