Mravce - biológia

Ross ant (Camponotus ligniperda)

Mravce (Formicidae) sú čeľaď hmyzu v poradí hymenoptera (Hymenoptera, Apocrita). Existuje niekoľko návrhov na vysvetlenie názvu: starý názov âmeizâ možno priťahovať k „emaz“, „ëmatîc“ = nhd. „pracovito“; mravec by preto bol „pracovitým a pracovitým zvieraťom“ [1]. Ďalšia derivácia pochádza zo slova ahd. „Meizan“, čo je činnosť vykonávaná sekáčom. Názov by potom vychádzal z pozorovania, že mravce odrezávajú kúsky listov alebo dreva. [2] .

Údaje o počte druhov mravcov sa pohybujú medzi 11 000 [3] a približne 12 500, [4] z ktorých je asi 200 v Európe. Najstaršie fosílne nálezy pochádzajú z obdobia kriedy a sú datované do veku 100 miliónov rokov. Vek skupiny sa však odhaduje na minimálne 130 miliónov rokov. [5]

Všetky známe druhy mravcov sú usporiadané v štátoch. Predstavujú najdôležitejšiu skupinu eusociálneho hmyzu. [6] Kolónie mravcov pozostávajú z niekoľkých stoviek až niekoľkých miliónov jedincov. Kolónie mravcov sú organizované na základe deľby práce a vždy majú najmenej tri takzvané kasty: robotnice, ženy (kráľovná) a muži. Na rozdiel od iných hymenopterov tvoriacich štát, sú mravce v podstate bezkrídlové. Krídla majú iba sexuálne zrelé ženy a muži. K páreniu sú chované okrídlené ženy a muži, ktorí vo veľkých stádach opúšťajú brloh rodičov súčasne. Po párení samce zomierajú, zatiaľ čo samice odhodia (alebo odhryznú) alebo stratia krídla a vytvoria si nové vlastné kolónie alebo sa vrátia do brlohu svojich rodičov, v ktorých potom koexistuje niekoľko kráľovien. [7]

Mravce rozvíjajú širokú škálu rôznych spôsobov života, od kočovných „lovcov“, cez „zberačov“ a „chovateľov“ až po druhy, ktoré pestujú huby ako zdroj potravy, ako napríklad mravce (listy) Atta a Acromyrmex). Niektoré druhy sa zúčastňujú otroctva alebo sociálneho parazitizmu buď „zotročovaním“ pracovníkov iných druhov (napr Polyergus rufescens), alebo ich samice, ktoré sa prisťahovali do existujúcich štátov iného druhu a nechali nimi vychovať svojich potomkov (napr Anergates atratulus). [7] [8]

Kolónie mravcov majú trvalý vplyv na ich životné prostredie. Prispievajú významnou mierou k opätovnému ukladaniu horných vrstiev zeme, podporujú rozklad rastlinného materiálu, rozširujú semená rastlín alebo ako predátori regulujú populácie iných článkonožcov. [9]

Mravce úzko nesúvisia s bezkrídlymi a štátotvornými termitmi, ktoré majú svoj vlastný poriadok (Isoptera) patria.

Evolučný/fosílny záznam

mravce

V súčasnosti neexistujú žiadne poznatky o vývoji mravcov v ranom novoveku na Zemi. Kým v období kriedy boli mravce pravdepodobne iba nepodstatné a ich poloha je riedka, v strednej dobe novoveku, zhruba pred 50 miliónmi rokov (stredný eocén), zaznamenali silnú diverzifikáciu. V tejto geologickej dobe už možno nájsť všetky moderné skupiny mravcov s množstvom rôznych spôsobov života. Patrili k prevažujúcim skupinám hmyzu na Zemi už v eocéne. Predpokladá sa, že silný vývoj a šírenie mravcov v eocéne majú dve hlavné príčiny: na jednej strane rozširujúce sa rastliny bedecktsamige (bedecktsamer) poskytovali predtým neznámu škálu rastlinných odpadov, ktoré mohli mravce používať ako potravu. Na druhej strane, rovnaký vývoj viedol k vzniku mnohých nových druhov hmyzu, ktoré otvorili početné nové biotopy pre dravé mravce. [3] [10]

Z druhov mravcov, ktoré dnes žijú, sa zdá byť ten, ktorý bol prvýkrát objavený v brazílskej džungli v roku 2008 Martialis heureka prvotný a najstarší spôsob bytia. [6]

anatómia

Zmyslové orgány

Kľačiace antény sú najdôležitejšie a najrozmanitejšie zmyslové orgány mravcov. Používajú sa hlavne na dotyk, vôňu a chuť. Mravce pomocou neho dokážu vnímať zmeny teploty, prúdy vzduchu a obsah oxidu uhličitého vo vzduchu. Pravdepodobne pocit vlhkosti nájdete aj na anténach. Antény sa navyše vo veľkej miere používajú na hmatovú komunikáciu medzi jednotlivcami. [8] [11]

končatín

Ústne časti pozostávajú z horného pera (labrum), spárovanej hornej čeľuste (mandibuly), spárovanej dolnej čeľuste (maxilla) a nepárového spodného pysku (labium). Zodpovedajú pôvodnému typu žuvania a hryzenia. Horná čeľusť môže byť použitá mnohými spôsobmi. Okrem kŕmenia sa používajú aj na obranu, chytanie koristi, prevoz potravy a stavanie hniezd. [8]

Šesť nôh má každé dva pazúry a zasahujúce lepiace zariadenie. Pazúry ponúkajú najlepší úchop na nerovnom teréne, zatiaľ čo lepiace zariadenie umožňuje zvieraťu vyšplhať sa aj na zvislé sklenené tabule. Predné nohy majú na prvej nohe špárový sádrový zárez. [11] [8]

vnútorná štruktúra

Črevný trakt má strumu typickú pre spoločenské hymenoptera, rozšíriteľné rozšírenie na konci predného čreva, ktoré je spojené so stredným črevom cez chlopňu (lievik chlopne). Zvieratá môžu nielen konzumovať potravu pre svoj vlastný prospech, ale aj ju krátkodobo skladovať, aby ňou následne nakŕmili kamarátky alebo larvy. Strume sa preto hovorí aj sociálny žalúdok mravcov. [8]

Mravce majú početné žľazy. Metapleurálna žľaza je jedinečnou charakteristikou tejto skupiny. Produkuje antibiotické látky, ktoré umožňujú zvieratám žiť vo vlhkom podzemí. [11] Kráľovné a robotníci majú vždy jedovú žľazu. Väčšinou sa jed nastrieka na postihnutého. Niektoré druhy, napríklad mravce, majú jedovaté bodnutie. Druhy podrodiny Formicinae na obranu používajte kyselinu mravčiu. Ako jed na dýchanie je para kyseliny mravčej smrteľná pre mnoho malých zvierat. Väčšina ostatných mravcov používa jedy, z ktorých niektoré sú komplexné proteínové zmesi, ktoré majú neurotoxické alebo histolytické účinky, z ktorých niektoré sú posilnené histamínmi (napríklad mravce rodu Myrmecia). Mravce používajú ako jedy alkaloidy. Okrem jedov na útok alebo obranu možno zahrnúť aj poplašné látky a atraktanty, prostredníctvom ktorých je možné informovať rovnakých druhov. Sekréty z iných žliaz slúžia ako kŕmne šťavy na výživu kráľovnej a lariev, látok prenášajúcich informácie, značenia trasy a hormónov, ktoré ovplyvňujú vývoj zvierat [8]

Polymorfizmus (rozmanitosť)

Mravce žijú v hmyzích stavoch založených na deľbe práce, ktoré sa vždy delia najmenej na tri takzvané kasty, a to plodné ženy (kráľovná), plodní muži a robotníci. Táto deľba práce sa odráža v niektorých značných rozdieloch v stavbe tela (tvaroslovie) znova. Do ktorej kasty alebo pohlavia jedinec patrí, rozhodujú rozdiely v individuálnom vývoji (ontogenéza), aj keď v zriedkavých prípadoch ako v Harpagoxenus sublaevis Určitú úlohu môžu hrať aj genetické faktory. Všeobecne platí, že vajcia s jednoduchým (haploidný) Súbor chromozómov, zatiaľ čo vajcia s dvojitým (diploidný) Vznikajú samice chromozómov. To, či sa žena stane (plodnou) kráľovnou alebo (sterilným) robotníkom, alebo to, do akej miery sa v robotníckej triede vyskytujú ďalšie rozdiely, závisí od mnohých faktorov, ktoré ovplyvňujú vývoj lariev. Hölldobler vymenúva nasledujúce faktory, ktoré ovplyvňujú vývoj každého jednotlivca (diferenciácia) ovplyvňujú: [14]

  • Diéta: množstvo a kvalita potravy, prípadne špeciálne sekréty potravy z kŕmnych žliaz.
  • Teplota: mráz, optimálna teplota pre vývoj
  • Vlhkosť
  • Dĺžka dňa
  • Samoinhibícia kasty: Jednotlivci kasty bránia vzniku ďalších jedincov tej istej kasty. Bežné u kráľovien.
  • Veľkosť vajec a obsah žĺtka
  • Vek kráľovnej

Vývoj jednotlivca často ovplyvňuje kombinácia týchto faktorov Myrmica ruginodis iba larvy, ktoré boli vystavené zimnému chladu, sa môžu vôbec diferencovať na kráľovné, musia však byť dostatočne vyživované, aby vážili 3,5 g asi osem dní po hibernácii. Z ľahších lariev sa vyvinú robotnice, z tých ťažších kráľovné, zatiaľ čo z lariev, ktoré nie sú vystavené zimnému chladu, sa v každom prípade vyvinú robotnice. [8] [14]

kráľovná

Spravidla iba jeden jedinec (monogynia) alebo je málo jedincov (Oligogyny) mravčej kolónie plodné ženy, niekedy však až niekoľko tisíc (polygyny). [14] Spravidla sú väčšie ako zvyšok jednotlivcov v štáte. Na rozdiel od ostatných žien sú ich vaječníky úplne vyvinuté, a preto je brucho zvyčajne zreteľne veľké. Nervový systém je proti, najmä to Mozgový ganglión („Mozog“) kráľovnej je menej diferencovaný, pretože sa špecializuje predovšetkým na reprodukciu. [8]