Odontomachus bauri - Odontomachus bauri

Odontomachus bauri
Odontomachus bauri casent0172629 профиль 1.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство:Animalia
Тип:Членистоногие
Учебный класс:Насекомое
Заказ:Перепончатокрылые
Семья:Formicidae
Род:Odontomachus
Разновидность:
О. Баури
Биномиальное имя
Odontomachus bauri

Odontomachus bauri это разновидность из ponerinae муравей известные как муравьи-ловушки. Захват ловушки состоит из нижних челюстей, которые содержат подпружиненный механизм захвата.[1]

Этот механизм позволяет муравьям накапливать энергию, прежде чем быстро ударить или отпустить челюсти. О. Баури известен своими мощными нижними челюстями, которые могут открываться примерно на 180 ° в течение 10 мс после стимуляции и могут закрываться в течение 0,5 мс,[2] которые помогают ловить добычу. Челюсти способны ужалить и парализовать добычу или раздавить ее до смерти. О. Баури также использует свои челюсти, чтобы оттолкнуться или оторваться от земли в вертикальном или горизонтальном направлении. О. Баури может проехать более чем в 20 раз длину своего тела за один прыжок с челюстью. О. Баури близок к роду Аночет который принадлежит к тому же семейству Formicidae. Он был обнаружен с юга Коста-Рика по всему тропическому Южная Америка, то Вест-Индии (Кроме Куба и Багамы ), а на Галапагосские острова.

Идентификация

О. БауриГлавная особенность - темно-коричневый цвет. Кроме того, лицевая сторона к ближнему краю вершины исчерчена.[3] Голова 2,09–3,12 мм (0,082–0,123 дюйма) в длину. Опушение или волосы на первом тергуме желудка, частично стоячие и относительно однородные.[3] Стеблевидный узел (B на рисунке 2) при взгляде сбоку имеет куполообразную форму.[3]

Личинки этого вида, как и другие представители рода, украшены шипами и липкими подушечками.[4] однако имеют несколько уникальных особенностей, касающихся мельчайших сенсилл и относительного размера структур.[5] Перед линькой они проходят три личиночных стадии без прядения кокона.[5]

Среда обитания

О. Баури находится с юга Коста-Рика по всему тропическому Южная Америка, то Вест-Индии (Кроме Куба и Багамы ), на Галапагосские острова, и север Мексики. Это также один из самых распространенных муравьев вокруг домов и садов на юге страны. Бразилия. О. Баури чаще всего обнаруживается в низинах, обычно в тропических лесах, хотя этот вид кажется более терпимым к засушливым условиям, чем многие другие Odontomachus разновидность.[3]

О. Баури как правило, гнездится на мягких и влажных почвах, в местах, защищенных от прямых солнечных лучей, и в местах с низкой вероятностью нарушения природы, например ветра, дождя и т. д.[6] Гнезда можно найти под камнями, ветвями и стволами упавших деревьев.[6] Кроме того, если они находятся в садах, они обычно находятся под камнями, контейнерами для растений и растительными остатками.[6]

Собирательное поведение

О. Баури имеет многоядерную структуру гнезд, в которой есть несколько гнезд для одной колонии.[2] Эта характеристика была подтверждена, когда исследователи заметили, что многие соседние гнезда не дерутся друг с другом, но гнезда, расположенные на расстоянии более 10 м (33 футов) друг от друга, будут очень агрессивными по отношению друг к другу.[2] Кроме того, наблюдатели много раз видели, как муравьи-ловушки делились едой со своими соседями.[2]

Гнезда обычно небольшие, примерно менее 200 муравьев.[7] Ареалы кормления между каждым семейством гнезд строго определены.[2] О. Баури было замечено, что во время кормления он держится в одной и той же области, потому что он не осмеливался ступить в область кормления своего соседа.[2]

О. Баури обычно проводит время под опавшими листьями, считая его муравьями-опадами.[2] Он также широко известен как хищник-универсал.[8] Несколько О. БауриОбычная добыча - черви, пауки, термиты, муравьи, бабочки, мухи и жуки. Обычно добыча имеет длину от 3 до 4 мм.[2] Самая распространенная добыча О. Баури любит мягкотелые, например термиты и мокрицы.[2] О. Баури способен «эксплуатировать пищевые ресурсы, в значительной степени недоступные для других муравьев».[2] Это было установлено после того, как исследователь обнаружил остатки Nasuitermes Тип термита, который в качестве защиты выделяет материал, который раздражает и может блокировать органы чувств хищника.[2] Обнаружение частей этого типа термитов доказывает, что нижние челюсти О. Баури способны бороться с добычей, которая имеет химическую защиту.[2]

Наблюдают за возвращением рабочих в места, где они ранее нашли пищу.[2] Успех поиска пищи для особи, который измеряется количеством рабочих, возвращающихся с добычей, составляет 28%.[2] Около 41% рабочих, которые возвращались с кормодобывания, были с пустыми руками, а у остальных 31% не было добычи или добыча была слишком мала, чтобы ее можно было различить.[2]

Скорость

О. Баури имеют вторые по скорости движения хищные придатки в животном мире,[9] после муравья дракулы (Мистриум camillae).[10] После стимуляции одного из четырех триггерных волосков придаток О. Баури ответит в течение 10 мс. Его пиковая скорость составляет 126–230 км / ч (78–143 миль в час), при этом смыкание челюстей происходит в среднем всего за 130 микросекунд. Это примерно в 2300 раз быстрее, чем мгновение ока. Пиковая прилагаемая сила была примерно в 300 раз больше веса тела муравья. Также наблюдали, как муравьи используют свои челюсти как катапульты, чтобы выбросить злоумышленников или бросаться назад, чтобы избежать угрозы.[9]

Биология, лежащая в основе этой удивительной способности, заключается в том, что при стимуляции одного триггерного волоска фактически активируются все четыре больших мотонейрона. Эти большие двигательные нейроны полностью покрыты глиальной оболочкой.[11] которая представляет собой группу специализированных клеток, которые питают и поддерживают нейроны. Глиальная оболочка важна для посылки сигналов с высокой скоростью, поскольку она обеспечивает единственную гладкую дорогу, а не позволяет сигналу переходить от нейрона к нейрону.

Нижняя челюсть контролируется стимуляцией двух крупных сенсорных нейронов, которые проецируются через сенсорный нижнечелюстной нерв в подэзофагеальный ганглий.[11] Для работы мышц нижней челюсти концы сенсорных нейронов ведут к толстым дендритным стволам четырех мотонейронов.[11]

Челюсти О. Баури удерживаются на месте с помощью защелки, называемой наличником. Как только защелка отпущена, вся запасенная энергия быстро высвобождается, и нижние челюсти закрываются, очень похоже на арбалет при выстреле.

Триггерные мышцы, обнаруженные в О. Баури также находятся в самых быстрых синхронных мышцах цикад. Кажется, что мышцы созданы для быстрого сокращения. Это связано с тем, что длина саркомера, которая является основной единицей мышечной структуры, одинакова.[11]

Прыжки Рекорды

О. Баури обычно использует свои придатки для поимки добычи. Однако его также можно использовать для поднятия своего тела в воздух, что может привести к двум различным типам прыжков. Прыжок с вышибалой и защитой [12] когда О. Баури отбрасывается назад от потенциальной жертвы из-за удара челюстями о стоящий предмет. «Спасательный прыжок»[12] вовлекает О. Баури перед стрельбой направляет челюсти к земле и запускает вертикально в воздух. Кроме того, чтобы отличить прыжок с побегом от прыжка с защитой вышибалы, О. Баури будет ориентировать свою голову определенным образом.[9]

«Прыжки с прыжком на защиту» рассматриваются скорее как случайные, чем целенаправленные действия, совершаемые муравьем-ловушкой.[12] Это потому, что они чаще всего выполняют этот прыжок, когда сталкиваются с большой безобидной добычей, а не с мелкой добычей.[12] Эти данные позволяют сделать вывод о том, что этот тип прыжка производится непроникающим ударом.[12] «Прыжки с вышибалой» обычно представляют собой горизонтальные прыжки, в результате которых муравей может приземлиться в любом месте в 40 сантиметрах от его исходного положения.

С другой стороны, «прыжки с побегом» толкают муравья по вертикали и доказывают свою преднамеренность из-за поведения, которое предшествует прыжку. Перед «прыжком с побегом» муравей ориентирует свои антенны и голову перпендикулярно нарушителю.[9] Кроме того, он будет раскачивать все свое тело, а затем поднимать одну ногу вертикально.[9] Это довольно сложная процедура для подготовки к отталкиванию от земли на 7 см. Причина этого маневра заключается в том, чтобы иметь возможность схватиться за растительность, обычно расположенную вокруг их гнезд, чтобы обеспечить форму побега.[12]

Сигнализация и защита

О. Баури - очень агрессивный вид муравьев. Как только его гнездо потревожено, многие рабочие муравьи совершают побег. Если кто-то приземляется на злоумышленника, рабочие немедленно начинают жалить хищника. К счастью для злоумышленника, только несколько рабочих в гнезде будут участвовать в ужаливании злоумышленника, в отличие от видов муравьев из этого рода. Соленопсис.[6] Укусы не являются серьезными для человека, но вызывают аллергическую реакцию. Считается, что их яд имеет по существу белковый состав.[13]

Муравьи-ловушки не имеют таких же жал, как пчелы. Вместо этого их жала выдвижные, а не зазубренные, чтобы их можно было использовать снова. Жало находится в конце живота и полностью покрыто чехлом, защитным покрытием.[6] Помимо кратковременного укуса, О. Баури содержит смесь муравьиной кислоты и протеина, которая может обладать высокой токсической активностью и выделяется после укуса муравья.[6] У людей были записи о немедленном ожоге на месте укуса, но обычно оно проходит через час.[6] Однако был один случай, когда у молодой девушки была сильная аллергическая реакция на укус. На руках, руках, грудной клетке и стопе были пятна красных, зудящих и опухших. Кроме того, ее веки опухли. Это длилось около недели и было обнаружено примерно в 16% случаев укусов муравьев.[6]

Признание

О. Баури умеет распознавать по антенне других рабочих из разных гнезд. Этот процесс происходит, когда два муравья стоят впереди друг друга, и один из них касается антенн другого своими усиками или головой.[14] Есть четыре различных модели поведения, которые могут возникнуть после распознавания другого муравья. Это базовая настороженность, тревога, атака нижней челюстью или атака укусом. Базовая настороженность возникает, когда оба муравья раскрывают свои челюсти примерно на 180 °.[14] Тревога включает в себя как базовую настороженность с быстрыми случайными движениями тела, так и выброс феромона тревоги.[14] Атака челюстями - это схема, при которой муравей-ловушка использует свои челюсти, чтобы нанести удар противнику.[14] Атака с укусом - это когда муравей-ловушка сгибает брюшко вперед и пытается использовать укус, чтобы поранить противника.[14]

О. Баури муравьи используют летучие вещества, дихлорметан (CH2Cl2) узнавать своих товарищей по гнезду.[14] Люди из разных колоний имеют разное количество летучих химических веществ в своей системе.[14] Таким образом, ключом к знанию своего родственника является количество вещества, захваченного во время антеннации.[14] Сигнал распознавания не относится к сигналам окружающей среды, поскольку О. Баури атаковали муравьев, которые содержались в колонии, окруженные капсулой из проволочной сетки, больше, чем контрольные животные, которые содержались внутри колонии.[14] Чтобы еще больше исключить экологические подсказки как вариант, Яффе и другие. кормили две разные колонии одной и той же диетой и кормили одну колонию двумя разными диетами. Когда муравьи-ловушки из одной колонии, но с разными диетами встречались, они не нападали друг на друга.[14] Однако когда встречались муравьи из двух разных колоний, но с одинаковой диетой, они нападали друг на друга примерно в 75% случаев.[14] Кроме того, сигнал распознавания не является звуком или определенным поведением, поскольку О. Баури умеет распознавать мертвых сородичей.[14] Сигнал распознавания должен быть типом запаха, поскольку муравьи, высушенные замораживанием или помещенные в капсулу из пластиковой проволочной сетки, никогда не подвергались нападению.[14]

Эволюция

Челюсти О. Баури представляют собой преувеличенную форму крепких и длинных челюстей, встречающихся у многих видов муравьев.[15] Кроме того, мышцы нижних челюстей О. Баури встречаются у других муравьев, хотя О. Баури большие и очень похожи на найденные в цикады.[15]

Нижние челюсти и мышцы нижних челюстей Exaptations, большие челюсти, вероятно, были выбраны из-за повышенной способности переносить пищу и в дальнейшем модифицированы для использования в качестве средства защиты и охоты.[15]

Есть и другие муравьи с ловчими челюстями, например, современные Струмигенис, Мистриум, Myrmoteras и Аночет вместе с вымершим племенем мелового периода Haidomyrmecini.[15][16] Одна общепринятая теория предполагает, что ловушка-челюсть на самом деле развивалась независимо по крайней мере четыре раза в истории муравьев.[15] Это потому, что с использованием Секвенирование ДНК, филогенетическое дерево, которое обнаружило, что эти муравьи с ловушками не гнездились аккуратно в одной части дерева.[15] Вместо этого их нашли разбросанными вокруг дерева. Следовательно, он не эволюционировал ни разу, что привело к гипотезе об общем предке. Вместо этого он эволюционировал несколько раз, и каждый раз он использовал разные особенности рта муравья для создания челюсти-ловушки. Например, О. БауриЗахватная челюсть построена из сустава нижней челюсти; тем не мение, Струмигенис Спусковой механизм построен из его верхней губы.[15] Этот тип эволюция будет считаться конвергентная эволюция и челюсть ловушки можно рассматривать как аналогию.[15] Это потому, что все они похожи друг на друга, но задействованы независимо, а не от общего предка.[16]

Рекомендации

  1. ^ Лаборатория, П. "Механизмы движения: муравьи-ловушки - лаборатория Patek". Получено 23 апреля, 2011.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о Ehmer, B .; Холлдоблер, Б. (1995). "Собирательное поведение Odontomachus bauri на острове Барро-Колорадо, Панама ". Психея. 102 (3–4): 215–224. Дои:10.1155/1995/27197.
  3. ^ а б c d Лонгино, Дж. Т. "Formicidae: Odontomachus bauri". Получено 20 апреля, 2011.
  4. ^ Папас, Стефани; 11 мая, автор Live Science |; Восточное время, 2017 07:41. "У странных муравьев волосатые капли для младенцев". Живая наука. Получено 2019-06-28.
  5. ^ а б Fox, E.G.P .; Smith, A.A .; Gibson, J.C .; Солис, Д. (2017). "Личинки ловчелюстных муравьев Odontomachus Latreille, 1804 (Hymenoptera: Formicidae): морфология и биологические примечания". Австрийское общество энтомофаунистики. Дои:10.25849 / myrmecol.news_025: 017.
  6. ^ а б c d е ж грамм час Rodriquez-Acosta, A .; Рейес-Луго, М. (2002). "Тяжелая крапивница человека, вызванная муравьем (Odontomachus bauri, Emery 1892) (Hymenoptera: Formicidae) яд ". Международный журнал дерматологии. 41 (11): 801–8803. Дои:10.1046 / j.1365-4362.2002.01480.x. PMID  12453010.
  7. ^ "Муравьи-ловушки" Odontomachus bauri Факты, информация и фотографии ». AntArk. Архивировано из оригинал 21 августа 2011 г.. Получено 30 апреля, 2011.
  8. ^ Браун, У. Л. (1976). "Вклад в реклассификацию Formicidae Часть VI. Ponerinae, триба Ponerini, подтриба Odontomachiti. Раздел A. Введение, субтрибальные признаки, род Odontomachus". Studia Ent.: 67–171.
  9. ^ а б c d е Патек С.Н., Байо Дж. Э., Фишер Б.Л., Суарес А.В. (22 августа 2006 г.). «Многофункциональность и механическое происхождение: движение с баллистической челюстью у муравьев-ловушек». Труды Национальной академии наук. 103 (34): 12787–12792. Bibcode:2006ПНАС..10312787П. Дои:10.1073 / pnas.0604290103. ЧВК  1568925. PMID  16924120.
  10. ^ «Муравьи Дракулы обладают самым быстрым из известных животных придатком: щелкающей челюстью». ScienceDaily. Получено 2018-12-12.
  11. ^ а б c d Гроненберг, В. (1995). "Быстрый удар нижней челюсти у муравья-ловушки Odontomachus. I. Временные свойства и морфологические характеристики ». J. Comp. Физиол. 176 (3): 391–398. Дои:10.1007 / BF00219064.
  12. ^ а б c d е ж Spagna, J.C .; Schelkopf, A .; Карилло, Т .; Суарес, А. (2008). "Доказательства поведенческой кооптации от контекстно-зависимой вариации использования нижней челюсти у муравьев-ловушек (Odontomachus spp.) ". Naturwissenschaften. 96 (2): 243–250. Дои:10.1007 / s00114-008-0473-х. PMID  19039571.
  13. ^ Тушар, Аксель; Айли, Самира; Фокс, Эдуардо; Эскубас, Пьер; Оривель, Жером; Николсон, Грэм; Дежан, Ален (2016-01-20). «Арсенал биохимических токсинов из ядовитых муравьев». Токсины. 8 (1): 30. Дои:10.3390 / токсины8010030. ISSN  2072-6651. ЧВК  4728552. PMID  26805882.
  14. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м Джаффе, К. (1983). "Распознавание сокамерника и территориальное поведение муравья Odontomachus bauri Эмери (Formicidea: Ponerinae) ". Насекомые Sociaux. 30 (4): 466–481. Дои:10.1007 / bf02223978.
  15. ^ а б c d е ж грамм час Патек, С. «Быстрые укусы и необычные приспособления». Получено 30 апреля, 2011.
  16. ^ а б Perrichot, V .; Ван, Б .; Энгель, М. С. (2016). «Экстремальный морфогенез и экологическая специализация меловых базальных муравьев». Текущая биология. 26 (11): 1468–1472. Дои:10.1016 / j.cub.2016.03.075. PMID  27238278.

внешняя ссылка