Mrówki to jedne z najliczniejszych i najbardziej znanych owadów. Wyróżniają się niezwykle złożoną organizacją społeczną, biologią i zachowaniem. Na świecie żyje 12 000 gatunków mrówek. Wraz z najbliższymi krewnymi, osami, owady te zaliczane są do rzędu błonkoskrzydłych, ale jednocześnie są na tyle wyjątkowe, że wyróżniają się jako odrębna nadrodzina.
Ciało mrówki jest podzielone na trzy części: dużą głowę, stosunkowo małą klatkę piersiową i obszerny brzuch.
Łapy są stosunkowo cienkie, ale uzbrojone są w wytrzymałe pazury. Osobliwość Owady te mają cienki przechwyt między klatką piersiową a brzuchem oraz różne gruczoły wydzielające substancje zapachowe (każdy gatunek ma swoje), które w pewnym stopniu zastępują język tych owadów. Za pomocą zapachowych znaków mrówki sygnalizują niebezpieczeństwo, odróżniają swoje od obcych, powiadamiają o rozpoczęciu sezonu lęgowego, dostępności pożywienia, a nawet... konieczności wyniesienia śmieci. Zapach mrówek stolarskich jest tak silny, że człowiek może go łatwo wyczuć, a owady te pachną jak pelargonie. Ponadto gruczoły mogą wydzielać kwas mrówkowy lub truciznę (niektóre gatunki mają w tym celu małe żądło). Jednak głównym organem obronnym mrówek są żuchwy. Są dość duże, ostre i potrafią strzelać z fenomenalną prędkością - 120-230 km/h! Dlatego ukąszenie nawet małej mrówki jest bardzo wrażliwe i może odstraszyć stosunkowo dużego drapieżnika.
Mózg mrówki w stosunku do masy ciała jest jednym z największych zwierząt na świecie, jednak wyobrażenie o niezwykłej inteligencji tych stworzeń jest mocno przesadzone. W rzeczywistości mrówki nie mają wysokiej inteligencji, ponieważ wszystkie ich reakcje są wyłącznie wrodzone. Ale złożoność i różnorodność tych instynktów nie ma odpowiednika w naturze i rzeczywiście zadziwia wyobraźnię.
Jak każdy owady społeczne, osobniki tego samego gatunku u mrówek dzielą się na trzy kasty: samice składające jaja (królowe lub królowe), samce i bezpłodne samice (robotnice). Przynależność do kasty jest uwarunkowana genetycznie i pod żadnym pozorem nie może zostać zmieniona. Królowe są największe, na początku życia są skrzydlate, ale po lecie godowym odgryzają skrzydła. Samce są najmniejsze w kolonii i również skrzydlate. Pracujące mrówki są zawsze bezskrzydłe; są większe od samców, ale znacznie mniejsze od królowej. Tylko u najbardziej prymitywnych gatunków wszystkie mrówki robotnice wyglądają tak samo, ale najczęściej w obrębie tej kasty występują ich własne odmiany morfologiczne. Podział ten wynika z „zawodowej” specjalizacji mrówek robotnic. Ogólnie kolor tych owadów jest niepozorny: czarny, czerwony, brązowy. Najmniejsze mrówki dacetynowe mają nie więcej niż 1 mm długości, a największe gatunki, gigantyczna dinoponera i gigantyczna Camponotus, osiągają 3 cm!
Gigantyczny Camponotus (Camponotus gigas).
Mrówki zamieszkują wszystkie kontynenty, strefy klimatyczne i obszary naturalne. Występują nie tylko w regionach polarnych i w środku rozległych pustyń. Mrówki są aktywne w tropikach cały rok, w strefie umiarkowanej zimę spędzają w stanie odrętwienia. Niemal wszędzie zagęszczenie kolonii mrówek jest bardzo duże. Nawet w strefie umiarkowanej na kilku kilometrach kwadratowych żyje kilkadziesiąt gatunków tych owadów, co stanowi łącznie 10–20% biomasy. W tropikach udział mrówek w całkowitej biomasie istot żywych może sięgać nawet 30%; na 1 km² powierzchni może tam żyć nawet 2 miliardy mrówek! Ten sukces został wyjaśniony złożona organizacja społeczności mrówek.
Maleńkie kolonie prymitywnych gatunków mrówek są w stanie zmieścić swoje gniazdo w łupinie orzecha lub na czczo.
Wszystkie gatunki tych owadów są kolonialne. U najbardziej prymitywnych gatunków wielkość kolonii może sięgać kilkudziesięciu mrówek robotnic i najwięcej duże rodziny może obejmować nawet 22 miliony osób. Większość gatunków prowadzi siedzący tryb życia, tworzą specjalne gniazda do mieszkania - mrowiska. Zazwyczaj Głównym elementem Mrowisko jest zanurzone w glebie, gdzie tworzy rozgałęziony system korytarzy, czasami osiągając głębokość 4 m. Znajdują się tu królowa, jaja i larwy. Wygląd zewnętrznej części mrowiska może być różny – od prostej dziury w ziemi po ogromny stos gałązek i igieł sosnowych.
Mrowiska czerwonych mrówek leśnych (Formica rufa) są największe na świecie, ich wysokość może sięgać 2 m!
Niezwykłe są gniazda mrówek jaskiniowych z Australii. Znajdują się one w ziemi, a mrówki otaczają wejście do gniazda dość wysoką barierą z suchych liści i gałązek.
Gniazdo mrówek jaskiniowych (Polyrhachis makropa) otoczone jest liśćmi pozbawionej żyłek akacji (Acacia aneura).
Tak zwane mrówki spiralne budują wokół wejścia prawdziwe labirynty z suszonej gliny.
Gniazdo spiralnych mrówek.
Ale najbardziej niesamowite gniazda mrówek są nad powierzchnią. Mrówki stolarskie czerwonopiersi zachowują się jak prawdziwe korniki. Wygryzają dziury w spróchniałym drewnie i zakładają gniazda w pniach starych drzew.
Komórkowe gniazdo cuchnących mrówek stolarskich (Lasius fuliginosus).
Spokrewnione z nimi cuchnące mrówki stolarskie nie gryzą tuneli, ale budują kartonowe gniazda w dziuplach.
Gniazdo mrówek ostrobrzuchy można pomylić z grzybem hubkowym.
Wreszcie mrówki ostrobrzuchy budują w koronach prawdziwe papierowe gniazda, podobne do gniazd os. Domy mrówek krawców lub mrówek tkaczy można uznać za szczyt sztuki budowlanej. Tworzą gniazda z liści drzew i robią to bez odrywania ich od gałęzi. Podczas budowy mrówki robotnice chwytają łapami krawędź jednego liścia i przytrzymują żuchwami krawędź drugiego; w tym czasie inne mrówki przynoszą własne larwy do krawędzi liści, wydzielając nici klejące.
Mrówki tkaczki zielone (Oecophylla smaragdina) budują gniazdo.
Układ grup owadów zależy od konfiguracji liści i nie zmienia się do czasu zakończenia procesu zszywania gniazda.
A tak wygląda efekt pracy mrówek tkaczy. Podstawą gniazda były żywe (zielone) liście z kilku gałęzi. Tam, gdzie brakowało materiału, mrówki umiejętnie załatały braki opadłymi (brązowymi) liśćmi.
Niektóre rodzaje mrówek nie mają stałych gniazd i wędrują przez cały czas. Ale ruch kolumny nie może trwać wiecznie; owady są zmuszone okresowo zatrzymywać się, aby się rozmnażać. W tym przypadku tworzą tymczasowe gniazdo z własnych ciał. Wiele mrówek wplata się w ażurowe sieci, z których powstaje ogromna kula. W jego centrum znajduje się królowa składająca jaja.
Gigantyczne, żyjące gniazdo składające się z mrówek nomadów, czyli mrówek Burchella (Eciton burchellii).
Relacje mrówek w rodzinie są niezwykle złożone i różnorodne. Tylko u najbardziej prymitywnych gatunków królowa może opuścić gniazdo i wziąć udział w zbieraniu pożywienia. W większości przypadków królowa zajmuje się wyłącznie składaniem jaj, a wszystkie inne prace wykonują mrówki robotnice. Ale to nie znaczy, że ich kasta jest w ucisku. W końcu to mrówki robotnice często decydują o losie królowej: jeśli złoży niewiele jaj, można ją zastąpić bardziej płodną królową, a niechciana zostaje zabita. Z kolei dobro królowej zależy od tego, jak obficie jest ona karmiona, a co za tym idzie, od liczby pracujących osobników. Jeśli mrówki robotnice umrą, umiera również pozostawiona bez opieki królowa, jaja i larwy. Dlatego młodej królowej zależy przede wszystkim na zwiększeniu liczby swoich „poddanych”.
Niewolnicza mrówka niesie larwę. Szczęki tych owadów są przystosowane do chwytania i trzymania ofiary.
Obowiązki zawodowe mrówek robotnic są zdeterminowane potrzebami gatunku. U wszystkich typów mrówek młode robotnice rozpoczynają swoją „karierę” w mrowisku od pracy jako „nianie” i „pielęgniarki”: przenoszą jaja i poczwarki z jednej komory mrowiska do drugiej, chronią je przed kradzieżą i pomagają mrówkom właz nowej generacji. Do ich obowiązków należą także prace przy poszerzaniu przejść, sprzątaniu gniazda i usuwaniu zwłok zmarłych bliskich. Z biegiem czasu zaczynają oddalać się coraz bardziej od gniazda i przechodzą do zbierania pożywienia. Co ciekawe, „rozwój kariery” zależy bezpośrednio od powodzenia pierwszych kampanii. Osoby, które przynoszą niewiele jedzenia, pozostają „nianiami” do końca życia, a te, które mają szczególne szczęście w znalezieniu pożywienia, bardzo szybko stają się zbieraczami.
Zawód zbieracza jest najpowszechniejszy w rodzinie mrówek, ale nie jedyny. Ponieważ mrówki robotnice są atakowane przez drapieżniki, a czasami przez własnych braci, wiele gatunków ma żołnierzy-robotników, którzy je chronią. Są większe od zwykłych osobników i uzbrojone w potężne żuchwy. Zachowanie żołnierzy jest inne: wśród wędrujących mrówek poruszają się na czele i wzdłuż krawędzi kolumny; wśród mrówek żniwiarzy tworzą straż honorową na poboczu ścieżki, którą podążają zbieracze żywności; u mrówek liściastych żołnierze jeżdżą na kawałkach liści niesionych przez zbieraczy i chronią ich przed atakiem z góry; U europejskiej mrówki korkogłowej żołnierze mają tępo ściętą głowę, którą zatykają przejścia w mrowisku i wpuszczają do niej tylko osobniki, które mają „swój” zapach.
Robotnik-Żołnierz Eciton Burchella jest uzbrojony w ogromne żuchwy.
Wśród mrówczych zawodów są też dość egzotyczne. Na przykład australijskie mrówki miodowe przechowują żywność… w ciałach swoich krewnych! Aby to zrobić, mają specjalne pracujące osoby, które nigdy nie opuszczają gniazda. Całe życie spędzają przyczepiając się łapami do sufitu komory; ich głównym zadaniem jest wchłanianie pożywienia przyniesionego przez zbieraczy. Od ciągłego karmienia mrówki te niesamowicie puchną i stają się ogromne; jeśli taki osobnik przypadkowo spadnie z sufitu, jego brzuch pęka i umiera. Kiedy pojawia się potrzeba jedzenia, do tych „żywych beczek” przychodzą inni członkowie rodziny i błagają o jedzenie. Jednak zdolność do karmienia członków rodziny jest charakterystyczna dla wszystkich typów mrówek; nazywa się to trofalaksją. Dzięki temu dobrze odżywiona mrówka jest w stanie szybko przekazać część zgromadzonej energii głodnym i słabnącym osobnikom, a przeżycie całej rodziny wzrasta.
„Żywe beczki” australijskich mrówek miodowych zwisają ze stropu mrowiska.
Zapach jest głównym wyznacznikiem zachowania jednostki i stosunku do niej innych. Mrówka z cudzego gniazda (nawet jeśli należy do tego samego gatunku) nie zostanie wpuszczona do mrowiska. Za pomocą węchu mrówki określają, gdzie i jaki rodzaj pożywienia znaleziono: podążają za zapachowymi śladami pozostawionymi przez szczęśliwca do źródła pożywienia. Dlatego często można zobaczyć te owady poruszające się w łańcuchu jeden po drugim. Wspólne wysiłki pozwalają mrówkom przenosić zdobycz i... Materiały budowlane, wielokrotnie ich rozmiar. Ranna mrówka zaczyna także wydzielać specjalne substancje, które dosłownie wzywają innych do pomocy. Martwe mrówki wydalają kwas oleinowy, co zachęca robotnice do usuwania zwłok z gniazda. Oprócz węchu można wykorzystać kontakt z czułkami, a u niektórych gatunków ćwierkanie i stukanie odwłokiem. Tak więc prymitywne instynkty w różnych kombinacjach tworzą się bardzo typy złożone zachowanie.
Dzięki swoim wytrwałym nogom mrówki poruszają się z równą łatwością po powierzchniach poziomych i pionowych. Mrówki biegające (mrówki faetonowe), które żyją na pustyniach Afryki, biegają szczególnie szybko. Szybki bieg pomaga im przygotować jedzenie w południe i nie poparzyć się o gorącą ziemię. Mrówki leśne potrafią szybować, zmieniając kierunek lotu; niektóre gatunki potrafią skakać. Dzięki wzajemnej pomocy mrówki nie boją się nawet przeszkód nie do pokonania dla poszczególnych osób.
Mrówki utworzyły żywy most przez szczelinę między kamieniami. Żaden z nich nie byłby w stanie samodzielnie pokonać takiej odległości.
Podczas powodzi mrówki ogniste tworzą tratwy z własnych ciał; te pływające skupiska są w stanie przekraczać rzeki.
Na powierzchni żywej tratwy widoczne są białe jaja i larwy, które mrówki ogniste szczególnie starannie chronią przed zamoknięciem.
Wśród mrówek występują gatunki roślinożerne, drapieżne i wszystkożerne.
Mrówka europejska lub stepowa (structor Messor) przygotowuje jedzenie.
Roślinożerne mrówki żniwiarskie podczas kwitnienia zbóż na pustyniach i stepach w przyspieszonym tempie zbierają nasiona, których zapasy wystarczają na cały rok. Mrówki stolarskie zjadają martwe drewno i gumę z drzew.
Mrówki ścinające liście z taką samą starannością odgryzają kawałki liści i zabierają je do mrowiska. To prawda, że \u200b\u200bnie jedzą samych liści, a jedynie żują i przechowują tę mokrą masę w podziemnych komorach. Tam, w wilgoci i ciemności, na tej „kiszonce”, którą zjadają mrówki, zaczynają rosnąć grzyby.
Mrówka robotnica wycinająca liście niesie kawałek odciętego liścia, na którym siedzi żołnierz.
Gatunki wszystkożerne zbierają zwłoki bezkręgowców, słodkie wydzieliny mszyc i innych owadów roślinożernych.
Mrówka doi humbaka, który za pomocą kropli słodkiego płynu pozbywa się irytującego „pasterza”.
Mrówki tak bardzo kochają te słodkie wydzieliny, że starannie chronią mszyce i opiekują się nimi na wszelkie możliwe sposoby: przenoszą je na zdrowe rośliny, chowają na noc w mrowisku, wypasają i chronią przed atakami drapieżników np. biedronki.
Mrówki Camponotus i skupisko mszyc, którymi się opiekują.
Gatunki drapieżne i częściowo wszystkożerne atakują żywe owady i ich larwy. Mieszkające w nich koczownicze mrówki Ameryka Południowa. Są to duże i bardzo agresywne owady, nieustraszenie atakujące wszystkie żywe istoty na swojej drodze. Ich ukąszenia i duża liczba mogą zmusić ludzi, a nawet tak groźne zwierzęta jak jaguary, do ucieczki. Jeśli ucieczka jest niemożliwa (na przykład zwierzę jest przywiązane), mrówki gryząc doprowadzają je do bolesnego szoku i śmierci, a następnie wspólnym wysiłkiem zjadają ofiarę. Żadne zwierzę w dżungli nie próbuje się im oprzeć, ale gdy zobaczy poruszającą się kolumnę, natychmiast ucieka.
Mrówki otoczyły jajo motyla Morpho peleides, nie czekając, aż matka odleci.
Wszystkie rodzaje mrówek rozmnażają się w ściśle określonych porach 1-2 razy w roku. Najprostszą metodą rozmnażania jest tzw. pączkowanie. W tym samym czasie w kolonii macierzystej rodzi się młoda królowa, która wraz z częścią robotnic przenosi się do osobnego mrowiska. Częściej jednak mrówki wykonują loty godowe, podczas których młode samce i samice wznoszą się w niebo. Tutaj osobniki z różnych mrowisk mieszają się ze sobą i tworzą pary. Młode królowe z jednym lub większą liczbą samców lądują na ziemi i zaczynają budować gniazdo. Wkrótce po zapłodnieniu samce umierają, a samice składają jaja, z których następnie wykluwają się robotnice. Dopóki robotnice nie zaczną żerować, królowa nic nie je. Okres ten może trwać nawet rok, a skrzydła samicy pomagają jej przetrwać głód. Po locie godowym przeżuwa je, a pozostałe mięśnie rozpuszczają się w jej ciele, uwolnione składniki odżywcze idą do tworzenia jaj i podtrzymują życie macicy.
Jaja mrówek tworzą lepką masę, co ułatwia pracownikom ich przenoszenie. Pod brzuchem dorosły widoczne są beznogie larwy - różnią się od jaj ciemną głową, słabą segmentacją i pokruszonymi włóknami.
U wszystkich gatunków mrówek samice (robotnice lub młode królowe) rodzą się z zapłodnionych jaj, a samce z niezapłodnionych jaj. Zatem skład rodziny reguluje się samoczynnie: im mniej mężczyzn, tym większe prawdopodobieństwo ich urodzenia. Zaskakującym wyjątkiem jest mała mrówka ognista, u której wszystko dzieje się dokładnie odwrotnie. Z niezapłodnionych jaj rodzą się tylko samice królowych, a z zapłodnionych jaj - robotnice. W niektórych jajach geny ojcowskie prowadzą do zniszczenia chromosomów matczynych, a następnie rodzą się z nich samce. Zatem samice tego gatunku zawsze dziedziczą tylko geny matczyne, a samce tylko geny ojcowskie, to znaczy obie płcie rozmnażają się zasadniczo niezależnie od siebie poprzez klonowanie.
Pomimo niewielkich rozmiarów mrówki żyją bardzo długo: robotnice żyją 1-3 lata, a królowe do 20 lat! I tylko wiek samców zwykle nie przekracza kilku tygodni.
Mrówka robotnica patrzy na królową wyczerpaną lotem godowym.
Mrówki mają wielu naturalnych wrogów. Dorosłe osobniki są zjadane przez różne ptaki, ropuchy, żaby, jaszczurki, ryjówki, drapieżne osy i pająki. W poszukiwaniu jaj i poczwarek mrowiska są niszczone przez dziki i niedźwiedzie. Mrówkojady, mrówniki, jaszczurki molochy i mrówki żywią się wyłącznie tymi owadami. Atakując mrowisko, instynkt podpowiada mrówkom, aby nie ukrywały się, ale wspólnie atakowały wroga. W ten sposób kolonia przetrwa dzięki śmierci poszczególnych osobników. W cylindrycznych camponotusach instynkt poświęcenia jest tak rozwinięty, że w przypadku ataku dosłownie popełniają hara-kiri wobec siebie. Z rozerwanego brzucha wylewa się lepka ciecz, sklejając wroga.
Mrówki zapewniają nieocenioną obsługę różnym kwiatom leśnym. Roślinom tym trudno jest rozsiewać nasiona, bo są małe, a w lesie nie ma wiatru. Dlatego nasiona borówki, fiołka, mariany, kopyt, glistnika i kandyka mają maleńki soczysty wyrostek, który przyciąga mrówki. Po zerwaniu nasionka mrówka wciąga je do gniazda i żeruje na soczystym wyrostku, a samo nasiono wyrzuca. W ten sposób owady te co roku przenoszą miliardy nasion w całym lesie. W tropikach niektóre rośliny przyciągają mrówki, aby chronić swoje liście przed zjedzeniem przez inne owady. W tym celu zapewniają swoim strażnikom bezpłatne mieszkanie. Na przykład akacje afrykańskie mają puste ciernie, a myrmecodia mają grube bulwy z wieloma przejściami i zagłębieniami. Ich strażnicy osiedlają się w tych gotowych mrowiskach.
Myrmecodia bulwiasta (Myrmecodia tuberosa) na gałęzi drzewa. Na przekroju bulwy widoczne są zagłębienia i przejścia dla mrówek.
Ludzie wykorzystują mrówki na różne sposoby. W Meksyku i Tajlandii zbiera się duże, pożywne jaja niektórych gatunków i wykorzystuje je do gotowania jako substytut kawioru. Duże mrówki są smażone, a do szycia używa się wytrwałych mrówek tkaczy warunki terenowe. Aby to zrobić, mrówkę doprowadza się do krawędzi rany i pozwala chwycić się skóry, po czym ciało zostaje oderwane i pozostaje głowa. Żuchwy mrówki działają jak zszywacz, mocno zszywając krawędzie przez kilka dni, aż do całkowitego zabliźnienia się rany. W środkowy pas Mrówki czasami przyciąga ochrona lasów i ogrodów, należy jednak pamiętać, że zwyczaj tych owadów do rozmnażania mszyc może być również szkodliwy. W tropikach wielka szkoda Plantacje owoców są niszczone przez mrówki obcinające liście. Agresywne mrówki ogniste są niezwykle niebezpieczne. Kiedy ugryzą, uwalniają truciznę do ciała ofiary. Chociaż nie jest to śmiertelne, powoduje silny ból przypominający oparzenie, a w niektórych przypadkach niebezpieczną reakcję alergiczną.
Korzyści płynące ze stosowania mrówek znacznie przewyższają szkody, jakie mogą wyrządzić, dlatego ludzie od dawna kochają te owady. Są przykładem ciężkiej pracy i wzajemnej pomocy. Jednocześnie wielu gatunkom endemicznym grozi wyginięcie. Obecnie 146 gatunków mrówek znajduje się na Czerwonej Liście Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody.
Mrówki są bliskimi krewnymi pszczół i os. Należą również do rzędu błonkoskrzydłych. Dlatego budowa mrówki pod wieloma względami przypomina budowę tych owadów, aż po obecność skrzydeł. Ale może się nieznacznie różnić różne rodzaje mrówki w zależności od sposobu życia i zajmowanej niszy ekologicznej.
Wygląd
Różnice dotyczą głównie wielkości i masy ciała. Niektóre mrówki tropikalne są dość małe - ich waga nie przekracza 2 mg, a wielkość ciała około 2 mm. Ale są też dość duzi przedstawiciele rodziny, w której ciało pracujących osobników osiąga długość 3 cm i wagę 90 mg. Jednocześnie struktura ciała wszystkich mrówek ma następujące wspólne cechy:
- obecność trwałej chitynowej skorupy utrzymującej kształt ciała i chroniącej narządy wewnętrzne;
- ciało podzielone jest na 3 główne segmenty: głowę, mezosom (klatkę piersiową) i odwłok;
- głowa ma charakterystyczne czułki i żuchwy;
- aparaty doustne typu liżąco-gryzącego;
- obecność ogonka - wąska talia między klatką piersiową a brzuchem. Ta część ciała składa się z 1–2 segmentów;
- tylko samce mają skrzydła, a samice rozrodcze mają skrzydła aż do ukończenia sezon godowy;
- obecność żądła - zmodyfikowanego pokładełka - u osób pracujących. Służy do zdobywania pożywienia i ochrony rodziny;
- układ oddechowy jest reprezentowany przez tchawice z przetchlinkami na zewnątrz;
- Układ krążenia reprezentuje serce - rurka mięśniowa w grzbietowej części ciała, która rozprowadza bezbarwną krew - hemolimfę.
Często pojawiają się kontrowersje dotyczące liczby nóg mrówki. Niektórzy ludzie błędnie sądzą, że mrówka jest bliską krewną pająków i ma 4 pary nóg. W rzeczywistości należy do klasy owadów i, jak wszyscy jego przedstawiciele, ma 6 kończyn. Jak udaje mu się zrobić tak wiele rzeczy? Ważne jest tutaj nie to, ile nóg ma mrówka, ale to, jak są one ułożone.
Dzięki temu, że każda z nóg składa się z trzech stawów - uda, podudzia i samej łapy, owad ten charakteryzuje się dużą mobilnością. Na końcach nóg znajdują się haczykowate pazury, za pomocą których mrówka może wspinać się po gładkich pionowych powierzchniach. Z trzech par nóg przednie są najsilniejsze, to z nimi wykonuje główną pracę. Dlatego to, ile nóg ma mrówka, nie ma znaczenia. Najważniejsze, że ma „ręce”.
Układ nerwowy i narządy zmysłów
Układ nerwowy mrówek składa się z długiego brzusznego sznura nerwowego i zwojów nerwowych. Złożone zachowanie owadów jest możliwe dzięki zwojowi nadgardłowemu, który jest mózgiem mrówki. Jego rozmiar jest dość duży w porównaniu z rozmiarem ciała, a największy występuje u osób pracujących.
Aparat wizualny
Nie mniej interesujące jest dowiedzieć się, co widzą mrówki. Podobnie jak inne owady, mają złożone oczy złożone, składające się z duża ilość soczewki Mrówki nie potrafią wystarczająco dobrze rozróżnić kształtu obiektu, ponieważ ich wzrok ma niską rozdzielczość, ale dobrze reagują na ruch.
Ponadto na czubku głowy znajdują się trzy małe narządy wzroku, zwane prostymi oczkami. Potrafią rozróżnić poziom oświetlenia i określić płaszczyznę polaryzacji strumienia świetlnego. Istnieją również całkowicie ślepe gatunki, które nie potrzebują wzroku, ponieważ żyją w glebie.
Przeznaczenie anten
Również na głowie mrówek znajduje się uniwersalny narząd zmysłów - anteny. Potrafią rozpoznawać różne cząsteczki substancje chemiczne, wyczuwaj prądy powietrza, wibracje i odbieraj sygnały w kontakcie z przedmiotami lub innymi owadami. Nawiasem mówiąc, dotyk, wraz ze specjalnymi gestami i wydzielaniem feromonów, stanowi język mrówek.
Postrzeganie różnych odcieni zapachu odbywa się za pomocą wici antenowych. Pomagają także rozróżnić smak. Do tego celu służą także dolna warga i szczęki, czyli części aparatu jamy ustnej. Mrówki potrafią odróżnić wodę czystą od zanieczyszczonej, wykrywają zanieczyszczenia mineralne, rozpuszczony cukier i kwasy.
Za wrażenia dotykowe odpowiadają nie tylko specjalne czułki na głowie, ale także liczne włosy rozmieszczone na całym ciele. Dzięki nim owady wyczuwają wibracje, a nawet potrafią przewidzieć trzęsienia ziemi. Dźwięki nie są dla mrówek tak ważne; potrafią je rozróżnić tylko wtedy, gdy znajdują się w środku fali dźwiękowej.
Sekret siły
Od dawna wiadomo, że mrówki są bardzo silne i potrafią unieść przedmiot, którego ciężar jest wielokrotnie większy od ich własnego. A to, ile mrówka może unieść, zależy od rodzaju owada. Najmniejsi przedstawiciele rodziny są w stanie unieść ładunek 50 razy cięższy od nich samych, podczas gdy większe gatunki mogą unieść przedmiot ważący tylko 10-20 razy więcej niż sami. Okazuje się, że im mniejszy osobnik, tym jest on silniejszy. Siłę tych ciężarowców tłumaczy się ich specjalną budową. system mięśniowy oraz obecność bardzo trwałej chitynowej powłoki, która pełni funkcje mechaniczne i ochronne.
Naukowcy wciąż debatują, do jakiego rzędu należy mrówka. Trudność klasyfikacji wiąże się z ogromną liczbą gatunków bliźniaczych i wszelkiego rodzaju mieszańców. Rodzina mrówek obejmuje od 21 do 26 podrodzin, 54 plemiona, 378 rodzajów i ponad 13 000 gatunków.
Podobnie jak ich najbliżsi krewni – osy, mrówki należą do rzędu Hymenoptera, jednak ze względu na swoją oryginalność zostały wydzielone do odrębnej nadrodziny. Każdy gatunek ma swoje własne cechy, zarówno pod względem wyglądu, jak i sposobu życia, a także różni się biologią, organizacją i zachowaniem.
Części ciała mrówki
Mrówka ma głowę, klatkę piersiową, jedną lub dwie łodygi i odwłok. Na torebce głównej znajdują się oczy, czułki i narządy gębowe mrówki, zaprojektowane w taki sposób, że osobnik może jedynie spożywać płynne jedzenie. Larwy mogą również jeść pokarm stały.
Gdzie żyją mrówki?
Mrówki żyją w różnorodnych naturalnych krajobrazach i dostosowują się do każdych warunków. Na przykład mrówki z rodziny biegaczy żyjące na pustyni mogą wytrzymać temperatury do +50 stopni. A mrówka kamczacka spokojnie zimuje w temperaturze -52 stopni, pozostając przy życiu.
Jak żyją mrówki?
Wszystkie mrówki żyją w rodzinach. Liczba rodzin jest bardzo różna: może być kilkadziesiąt osób, ale może być kilka milionów.
Osobniki tego samego gatunku dzielą się na kasty:
- samice są królowymi lub królowymi składającymi jaja;
- mrówki ze skrzydłami to samce;
- sterylne pracujące samice.
Przynależność do tej lub innej kasty jest genetyczna i nie zależy od tego, jak żyją mrówki i w jakim regionie. Królowe są największe i mają skrzydła, ale po okresie godowym same je przeżuwają. Samce są mniejsze od mrówek robotnic, które nie mają skrzydeł.
Prawie wszystkie gatunki prowadzą siedzący tryb życia, tworząc gniazda - mrowiska. Najczęściej główna część mrowiska znajduje się w ziemi. Jest to złożona konstrukcja architektoniczna, której rozgałęziony system przejść może sięgać głębokości do 4 metrów. Królowa mieszka na samym dnie, gdzie znajdują się jaja i larwy. Zewnętrzna część mrowiska to ogromny stos gałązek. Są też mrowiska, które nie są do końca znane naszym oczom. Na przykład mrówki spiralne budują wokół wejścia prawdziwe labirynty z gliny.
Mrówka stolarska również buduje niesamowite gniazdo. Ich mrowisko znajduje się w pniu starych drzew. Dosłownie wygryzają fragmenty drewna. U tego gatunku znajduje się największa macica, osiągająca 2 cm długości. Domy zielonych mrówek lub, jak się je nazywa, mrówek tkaczy, uważane są za najbardziej zręcznych architektów. Zielone mrówki budują swoje gniazda na drzewach z liści, ale nie odrywają liści od gałęzi. Sklejają liście swoimi larwami, które wydzielają lepkie nici. Istnieją również gatunki, które nie mają gniazd. Cały czas wędrują. Koczownicze mrówki nie poruszają się tylko podczas rozmnażania, tworząc ogromne ażurowa kula z ich ciał.
Królowa mrówek wędrownych jest najbardziej płodnym ze wszystkich owadów, składa trzy jaja w ciągu dwóch sekund, produkując 130 tysięcy jaj dziennie!
Jedzenie mrówek
Mrówki żywią się żywymi owadami i ich zwłokami, grzybami i nasionami. Oprócz pokarmów białkowych dieta mrówek powinna zawierać węglowodany. Źródła węglowodanów obejmują soki roślinne, nektar, słodkie wydzieliny mszyc i inne owady. Niesamowita gromada - mszyce i mrówki, świecący przykład symbioza. Mrówki chronią mszyce przed wrogami, przenoszą mszyce na swoich ciałach do nowych pędów, a czasem nawet zabierają je na zimę do mrowiska. Z kolei mszyce dostarczają mrówkom pożywienia.
Rozmnażanie mrówek
W ściśle określonym czasie mrówki zaczynają się rozmnażać, głównie poprzez pączkowanie. Dzieje się to raz lub dwa razy w roku. Rodzi się młoda królowa, a część robotnic wraz z nią tworzy nowe mrowisko.
Najczęściej rozmnażanie odbywa się podczas lotu godowego, podczas którego mieszane są osobniki z różnych mrowisk. Samice i samce wracają na ziemię i rozpoczynają budowę gniazda. Samce szybko umierają, a królowa mrówek składa jaja i nic nie je przez długi czas, prawie rok, aż robotnice dorosną i zaczną przynosić pożywienie.
Najbardziej niesamowite mrówki
Najbardziej znaną w Rosji jest mrówka czerwona leśna. To właśnie ich dwumetrowe mrowiska można spotkać w lasach iglastych. W takich mieszkaniach żyje w zorganizowany sposób kilkaset tysięcy czerwonych mrówek. To prawdziwi leśni sanitariusze. Rudzielce żywią się wydzielinami mszyc, larw i dorosłych szkodników leśnych. Według naukowców w tak ogromnym mrowisku w ciągu jednego dnia zjada się ponad 20 tysięcy różnych gąsienic i larw szkodników. Jedno takie mrowisko może chronić hektar Las iglasty rola mrówek w przyrodzie jest ogromna.
Mrówki faraona są najbardziej wytrwałe, ich rozmnażanie jest prawie niemożliwe, ponieważ te osobniki tworzą wielka ilość rozproszone gniazda.
W każdym gnieździe znajduje się kilkaset mrówek robotnic i kilka samic. Wszystkie gniazda są ze sobą połączone. Taka kolonia może znajdować się na kilku piętrach wielopiętrowego budynku. Aby się ich pozbyć, trzeba jednocześnie znaleźć i usunąć wszystkie gniazda, co jest prawie niemożliwe. Ale mają też zalety. W mieszkaniu, w którym żyją mrówki, nie ma pluskiew, nie tolerują mieszaniny kwasu mrówkowego.
Australia jest domem dla najbardziej prymitywnych i największych mrówek, które są bardzo podobne do os. Nazywa się je mrówkami buldogami. Nazwa stanie się jasna, jeśli spojrzysz na wygląd mrówki: mają po prostu ogromne szczęki, które pomagają im zdobywać pożywienie i, co dziwne, skakać. Odpychają się szczękami od ziemi i skaczą na odległość 30 centymetrów. Mrówki buldogi są również wyjątkowe, ponieważ potrafią pływać i są niebezpieczne dla ludzi. Mają żądło; po ukąszeniu trucizna przedostaje się do krwiobiegu i powoduje wstrząs anafilaktyczny.
Najbardziej specyficzne są mrówki amazońskie. Gatunek ten nie rodzi robotnic. Całe potomstwo składa się z żołnierzy i przyszłych królowych. Atakują inne gniazda, kradnąc ich larwy i poczwarki. To te mrówki robotnice wykonują następnie całą pracę.
Mrówki wycinające liście to najbardziej wykwalifikowani pracownicy rolni. Odgryzają kawałek liścia, zaciągają go do gniazda, gdzie inne osobniki go przeżuwają. Powstała masa jest zakażona zarodnikami grzybów. Następnie grzybnia jest pożywieniem mrówek. Co ciekawe, ślina poszczególnych osób zawiera antybiotyki, które zapobiegają zanikowi grzybni.
Mrówki mafijne zaskakują tym, że w ich kolonii jest tylko jeden samiec alfa. Chroni mrowisko przed obcymi, wypuszczając z odbytu cuchnącą ciecz i mrówki robotnice, niczym żołnierze biegnący na ratunek. Samiec alfa niszczy przyszłe samce już w fazie poczwarki, uznając je za agresorów.
Mrówki ogniste mają najpotężniejsze żądło i truciznę, których efekt jest równoważny oparzeniu. W historii zdarzają się przypadki, gdy ludzie umierali w wyniku ukąszeń mrówek ognistych.
Mrówki zabójcze dzieci są najbardziej krwiożercze. Kradną larwy, a następnie zjadają je żywcem. Innym osobnikom trudno je złapać, ponieważ mrówki zabójcze rozprzestrzeniają wokół siebie feromony o okropnym zapachu. Dzięki temu mogą bezpiecznie opuścić swoją ofiarę.
Mrówki Punisher mają tylko jedną królową – samicę. Otacza ją pięć „dwóch druhen”. Wszyscy są gotowi zająć miejsce królowej. Jeśli któreś z nich złamie zasady i złoży jaja, nie będzie litości. Albo umrze, albo zostanie zdegradowana do statusu pszczoły robotnicy.
Mrówka kula żyje w mrowisku na drzewie. Użądlenie przez niego jest bardzo bolesne. Ból jest porównywalny z bólem kuli.
Szalone mrówki eksterminują bardzo niebezpieczne, trujące mrówki ogniste. Rzadko zdarza się, aby owad był w stanie przetrwać taką truciznę. Szalone mrówki pokrywają swoje ciała własną toksyną, neutralizując w ten sposób truciznę innej osoby. Możesz przeczytać artykuł.
Mrówki (łac. Formicidae) - rodzina owadów społecznych z rzędu Hymenoptera (Hymenoptera). Należą do najbardziej rozpowszechnionych owadów i cieszą się szczególnym zainteresowaniem ze względu na złożoną organizację zbiorowisk.
Mrówki to najbardziej zaawansowana ewolucyjnie rodzina owadów pod względem zachowania, ekologii i fizjologii. Ich kolonie to złożone formacje społeczne z podziałem pracy i systemami komunikacji, które pozwalają jednostkom koordynować swoje działania w wykonywaniu zadań przekraczających możliwości jednej osoby. Niektóre gatunki mrówek mają rozwinięty „język” i potrafią przekazywać informacje, dodając i odejmując małe liczby w zakresie pięciu. Ponadto wiele gatunków mrówek utrzymuje wysoce rozwinięte relacje symbiotyczne z innymi owadami i roślinami.
Korzyści, jakie daje mrówkom współpraca, sprawiły, że dziś stanowią one dominującą liczebnie grupę stawonogów. Tak więc na 1 akrze (0,4 ha) sawanny na Wybrzeżu Kości Słoniowej (Afryka) żyje 8 milionów mrówek, tworząc około 3000 kolonii. Wraz z termitami (kolejną dużą grupą owadów społecznych) mrówki stanowią jedną trzecią całości innymi słowy, przy średniej gęstości zaludnienia wynoszącej 3,25 miliona mrówek i 0,4 miliona termitów na akr, ważą one tylko o połowę mniej niż wszystkie inne zwierzęta lądowe w tym lesie deszczowym. klimat umiarkowany Jest ich mniej, ale liczby i tak robią wrażenie. Na obszarze 8 km na Florydzie stwierdzono 76 gatunków mrówek z 30 rodzajów, a na obszarze 5,5 km w Michigan stwierdzono 87 gatunków z 23 rodzajów.
Klasyfikacja mrówek
Rodzina mrówek obejmuje 20 podrodzin, 54 plemiona, 358 rodzajów, 11 913 gatunków i 4515 podgatunków. aby zróżnicować stopnie uznawany przez różnych specjalistów za myrmekologów.
Trudność klasyfikacji mrówek wiąże się z dwoma zjawiskami - obecnością gatunków bliźniaczych i mieszańców.
Członkowie rodziny
Macica
Rodzina mrówek składa się z jednej (lub kilku, w zależności od rodzaju i wielkości kolonii) samicy rozrodczej (królowej, królowej), która składa jaja. Kobiety są podobne do robotnic, ale różnią się od nich budową piersi i z reguły więcej duże rozmiary. Ma skrzydła.
Królowa pozornie znajduje się w centrum akcji, prawda jest jednak taka, że przypomina raczej maszynę do składania jaj, wędrującą wśród córek i otrzymującą od nich pożywienie.
Mężczyźni
Z niezapłodnionych jaj rodzą się samce. Mają skrzydła.
Mrówka robotnicza
Zdecydowaną większość kolonii tworzą mrówki robotnice – bezpłodne samice z nierozwiniętymi skrzydłami.
Pracująca mrówka rozwija moc od 24,2 erg/s (samodzielnie) do 61,2 erg/s (w grupie).
Podział pracy
Między członkami rodzina mrówek istnieje podział funkcji, czyli polietizm, który może być oparty na wieku lub na kascie. Zwykle najmłodszymi pracownikami są nianie, czyli opiekujące się potomstwem i samicą. Po pewnym czasie stają się budowniczymi, a następnie zbieraczami (pozyskującymi żywność). Najstarsze mrówki, które nie są już w stanie zdobyć pożywienia, stają się strażnikami lub obserwatorami.
Polietyzm kastowy odnosi się do różnic w zakresie pracy mrówek w tym samym wieku, wynikających z różnic w ich wielkości lub budowie.
Na przykład w przypadku mrówki czerwonopiersiowej zbieraczami są głównie drobni robotnicy o małych głowach. Jednocześnie w ochronie gniazda zaangażowani są duzi, wielkogłowi robotnicy („żołnierze”) w tym samym wieku.
Utworzenie nowej rodziny
W czasie lotu godowego samice i samce opuszczają gniazda i gromadzą się przy wejściach, po czym zaczynają wspinać się na źdźbła trawy, drzewa, ściany domów i stamtąd odlatują. Bardziej aktywne samce często startują bezpośrednio z ziemi. Samice i samce z różnych gniazd łączą się w pary w powietrzu lub na ziemi, wkrótce potem samce giną, a zapłodnione samice zrzucają skrzydła i wyruszają na poszukiwanie miejsca na gniazdo. Podczas lotu takie samice biegają licznie po ziemi.
Nowa rodzina
Samica buduje w ziemi małą zamkniętą komorę, po czym rozpoczyna składanie jaj. Czasami kilka samic tworzy taką komorę razem. Jaja mrówek są bardzo małe, mają około 0,5 mm długości. Zawsze są sklejone we wspólną bryłę. Po 2-3 tygodniach z jaj zaczynają wyłaniać się pierwsze larwy. Młode larwy pozostają we wspólnej kępie, większe umieszczane są w grupach lub osobno na dnie komory, a czasami (u gatunków małych mrówek) zawieszane są na ścianach komory. Po 4-6 miesiącach larwy kończą rozwój i rozpoczynają przepoczwarzenie. W tym czasie stają się większe niż mrówki robotnice. Dopóki z poczwarek nie wyjdą pierwsze robotnice, samice nie żywią się niczym. Co więcej, karmią nawet larwy wydzielinami specjalnych gruczołów. Jednocześnie całkowicie zanikają mięśnie lotu, których samica nigdy więcej nie będzie potrzebować, a ona zużywa zapasy tłuszczu, które zgromadziła w gnieździe rodzicielskim. Po wyjściu z poczwarek pierwsze robotnice wychodzą z komory i zaczynają szukać pożywienia. Od tego momentu samica składa wyłącznie jaja. Wszelkie prace w gnieździe wykonują robotnice.
Początkujący
Narządy trawienne
Narządy trawienne mrówek dzielą się na komorę przedustną i sam przewód pokarmowy.Komora przedustna to kulista jama zlokalizowana nad dolną wargą i poniżej gardła. Służy jako pojemnik na płynne i półpłynne pokarmy, a także na różne pozostałości po oczyszczeniu organizmu. W komorze przedustnej pokarm jest „sortowany” – wszystko, co jadalne trafia do jamy ustnej, a niejadalne cząstki uwalniane są w postaci grudek ukształtowanych na kształt komory.
Przewód pokarmowy składa się z odcinka przedniego, środkowego i tylnego. Przednia część dorosłych mrówek składa się z przełyku, wole i prowansalu. Po lekko spuchniętej gardle, umiejscowionej z przodu głowy i otwierającej się do jamy ustnej, następuje długi przełyk biegnący przez całą klatkę piersiową owada. U wielu mrówek plon, ślepe przedłużenie przełyku, może bardzo spuchnąć. W przenośni uprawa jest „społecznym żołądkiem” mrówek. Przechowywane w nim pożywienie rozdzielane jest pomiędzy całą populację gniazda.
Ostatnia część jelita przedniego to struktura prowansalska, czyli żołądka żującego. Jak wykazały badania Eisnera i jego współautorów (Eisner 1957; Eisner, Brown, 1958; Eisner, Happ, 1958), złożona struktura tej sekcji ma duże znaczenie funkcjonalne. U prymitywnych mrówek (na przykład mrówek z podrodziny Myrmicinae) przedostawaniu się pokarmu z rośliny do żołądka zapobiega jedynie pierścieniowy zwieracz mięśniowy, więc plon nie może w pełni funkcjonować jako „żołądek społeczny”. Trofalaksja u tych mrówek jest słabo rozwinięta, długi czas Nie są również w stanie przechowywać żywności w uprawach. Formicinae i Dolichoderinae mają specjalne przystosowania, które pozwalają im utrzymać pożywienie w plonie bez wysiłku mięśni. Przedsionek tych mrówek jest twardy i zesklerotyzowany, a struktury w kształcie miseczki i kopuły tworzą zastawki, które automatycznie zapobiegają przedostawaniu się pokarmu do żołądka.
Opuchnięte jelito środkowe, powszechnie zwane żołądkiem, to miejsce, w którym zachodzi większość trawienia pokarmu. Według Ayre (1963) u Camponotus herculeanus proteaza jest wydzielana tylko tutaj, a głównie lipaza. Spośród enzymów rozkładających węglowodany znalazł tylko niewielką ilość inwertazy. Jednakże w Formica polyctena maltoza, sacharoza i melitoza są aktywnie rozkładane w tej części, a melobiosa, rafinoza, trehaloza i skrobia rozkładają się słabiej (Graf, 1964).
W pobliżu jelita środkowego Serviformica zlokalizowane są symbiocyty – wysoce zmodyfikowane komórki zawierające bakterie symbiotyczne.
Jelito tylne dzieli się na trzy części: odźwiernik, jelito cienkie i odbytnica lub odbytnica. Ten ostatni jest silnie spuchnięty, wyposażony w potężne mięśnie i otwiera się do rurki odbytu.
Formica ma następujące sparowane gruczoły biorące udział w procesie trawienia: szczękowy (żuchwowy), ślinowy (wargowy) i gardłowy. U F. Polyctena wydaliny tych gruczołów rozkładają następujące węglowodany: maltozę, sacharozę, melitozę, melobiozę, rafinozę, trehalową i skrobię (Graf, 1964).
Gruczoły szczękowe otwierają się do gardła. U C. herculeanus wydzielają głównie inwertazę i w mniejszym stopniu amylazę, tj. enzymy trawiące węglowodany (Ayre, 1963).
Gruczoły wargowe (śliniane) znajdują się w klatce piersiowej i są homologiczne z gruczołami wirującymi larw. Są dwa z nich, ale kanały tych gruczołów łączą się ze sobą i tworzą jeden niesparowany kanał, który otwiera się w dolnej wardze. U F. rufa na każdym z par przewodów przed połączeniem zachodzą ślepe wyrostki, które mogą pęcznieć i służyć do magazynowania odchodów (Meinert, za Wheelerem, 1910). U C. herculeanus głównym enzymem wydzielanym przez ten gruczoł jest amylaza (Auge, 1963).
Jak wykazały badania Gosswalda i Klofta (1957-1960) z wykorzystaniem radioaktywnego fosforu, odchody gruczołów wargowych służą jako pokarm dla matek i larw osobników płciowych. Oznakowany fosfor z żołądka przedostaje się do tych gruczołów po 24 godzinach, a następnie odchody są rozprowadzane po gnieździe.
Gruczoły gardłowe (gardłowe lub dokładniej zagardłowe) mrówek nie są homologiczne z gruczołami gardłowymi innych błonkoskrzydłych, na przykład pszczół (Otto, 1958b). U C. herculeanus wydzielina gruczołów gardłowych zawiera niewielką ilość lipazy i śladowe ilości amylazy (Auge, 1963). Eksperymenty z radioaktywnym fosforem wykazały, że w przypadku Formica wydalanie z gruczołu przedostaje się do plonów, a następnie jest rozprowadzane wśród wszystkich osobników w gnieździe (Naarman, 1963).
Oprócz wymienionych gruczołów, z aparatem ustnym mrówek powiązane są sparowane gruczoły żuchwowe (szczękowe), które otwierają się u podstawy żuchwy. Gruczoły te najwyraźniej nie mają nic wspólnego z procesem trawienia. Uważa się, że wydzielają substancje używane do sklejania cząstek gleby przy budowie gniazd lub produkcji tektury (Donisthorpe, 1915). U wielu gatunków z podrodzin Myrmicinae i Dorylinae gruczoły te wydzielają substancje zapachowe – toribons (Wilson, 1963b).
Narządy wydalnicze
M - statki malpighiańskie
Narządy wydalnicze mrówek reprezentują naczynia maligijskie, które wpływają do obszaru odźwiernika jelita tylnego. Ich funkcją jest usuwanie z organizmu końcowych produktów przemiany materii, głównie kwasu moczowego.
Muskulatura
Chitynowy egzoszkielet służy jako podstawa, do której przymocowane są prążkowane mięśnie szkieletowe. U robotnic budowa układu mięśniowego jest prostsza, ponieważ brakuje im mięśni latających występujących u mężczyzn i kobiet. Natomiast u tych drugich po zrzuceniu skrzydeł ulega wchłonięciu i przechodzi do tworzenia odchodów, którymi żywią się larwy.
Układ oddechowy
Układ oddechowy mrówek, podobnie jak większości innych owadów, to tchawica. Tchawice otwierają się na zewnątrz za pomocą przetchlinek lub znamion. Przetchlinki występują pomiędzy śródpiersiem a nasadą (śródpiersiową), na nasadce, na łodydze u podstawy łuski i na każdym z segmentów odwłoka.
Układ krążenia
Hemolimfa („krew”) mrówek jest bezbarwną cieczą. Krąży po ciele owada dzięki pracy naczynia grzbietowego („serca”) – rurki mięśniowej biegnącej wzdłuż całej grzbietowej powierzchni ciała.
Centralny system nerwowy
1a - zwój nadgardłowy; 1b - zwój podgardłowy; 2 - węzły nerwów piersiowych; 3 - przewód nerwowy brzucha.
Centralny układ nerwowy owadów składa się z szeregu połączonych ze sobą zwojów. Formica ma następujące zwoje: nadgardłowy, podgardłowy, trzy piersiowe (odpowiadające każdemu segmentowi klatki piersiowej) i kilka małych brzusznych.
Porównawcze rozmiary i kształt zwoju nadgardłowego
Robotnica(1), królowa(2) i samiec(3) Serviformica fusca.
Najważniejszą częścią jest zwój nadgardłowy, czyli „mózg” mrówek, w którym tworzą się tymczasowe połączenia. Objętość „mózgu” jest stosunkowo największa u pracowników, mniejsza u kobiet i najmniejsza u mężczyzn. Według Marshalla (Marchal, według Chauvina, 1953) objętość mózgu Formica wynosi 1/280 objętości ciała, u Dytiscus stosunek ten wynosi 1/4200, u Ichneumon – 1/400, a u pszczoła miodna – 1/174.
Tymczasowe połączenia powstają u mrówek w ciałach grzybów, które są analogiem kory mózgowej kręgowców. Wielkość ciał grzybowych mrówek wiąże się ze zdolnością różnych gatunków do tworzenia odruchów warunkowych (Brun, 1959). U robotnic Formica (Marchal, za Chauvinem, 1953) ciała grzybów stanowią 1/2 objętości mózgu; u kobiet są one stosunkowo mniejsze, a u mężczyzn są bardzo małe. Dla porównania zauważmy, że u pszczoły miodnej, pomimo stosunkowo większego mózgu, ciała grzybów mają jedynie 1/15 wielkości mózgu.
Narządy zmysłów
Wizja
Narządy wzroku są reprezentowane przez duże złożone oczy i trzy proste oczka,
dostępne dla wszystkich kast. Funkcja ocelli nie jest jeszcze całkiem jasna. Istnieją dowody (Homann, 1924)
że Formica z oczami pokrytymi nieprzezroczystym lakierem zachowuje się jak niewidomi. złożone oko
składa się z dużej liczby pojedynczych ommatidiów. Dla rozdzielczości oczu
Kąt widzenia poszczególnych ommatidiów ma ogromne znaczenie. Na przykład dla pszczoły ten kąt wynosi około 1°, a dla skorki 8°, zatem tam, gdzie skorka widzi tylko jeden punkt, pszczoła rozróżnia 64 (Chauvin, 1953). U F. rufa kąt widzenia pojedynczej robotnicy ommatidium wynosi 3,5, ale owad potrafi rozróżnić kulę pod kątem bryłowym 2,5° (Homann, 1924). Nawet stare obserwacje Lebbocka i Forela (Lebbock, 1898; Forel, 1886a) wykazały, że mrówki zbierają swoje larwy na granicy światła widzialnego i podczerwonego (800 mmk), ale unikają ciemnej strefy promieni ultrafioletowych (380-330 mmk). . Przenoszą larwy pod naczyniem z dwusiarczkiem węgla, który pochłania promienie ultrafioletowe, ale jest dla nas przezroczysty, woląc go od ekranu zaczernionego tlenkiem niklu, który przepuszcza promienie ultrafioletowe, ale jest nieprzezroczysty dla widzialnych. Strefa od 600 do 575 mmk (światło żółte) najaktywniej stymuluje transfer larw u mrówek (Abbott, według Chauvina, 1953). W ostatnie lata(Vowles, 1950) udowodniono, że mrówki, podobnie jak pszczoły, potrafią dostrzec kierunek oscylacji światła spolaryzowanego.
Zapach
Mrówki odbierają zapach poprzez wici antenowe. Mrówki są świetne w rozróżnianiu najlepsze odcienie pachnie dla nas niezrozumiało. Jednak opinia dawnych autorów (Lebbock, 1898; Forel, 1921 i in.), że mrówki są w stanie rozróżnić nawet kierunek śladu na podstawie zapachu, została obalona przez eksperymenty Chauvina (Chauvin, 1960).
Smak
Narządy smakowe mrówek znajdują się na wici czułków, na dolnej wardze i najwyraźniej na szczęce. Być może na wici czułków znajdują się liczne płytki, przesiąknięte porami, narządy smakowe (Kunze, Minnich, za Chauvin, 1953). Za pomocą narządów czułkowych mrówki potrafią odróżnić wodę czystą od wody słodzonej lub wyczuć w niej domieszkę kwasu lub chininy (A. Schmidt, 1938). Próg wrażliwości mrówek na sacharozę jest wyższy niż u ludzi i znacznie wyższy niż u pszczół. Zatem według Frischa (podanego przed Chauvinem, 1953):
osoba czuje sacharozę, gdy roztwór molowy rozcieńcza się w wodzie 1: 80, pszczoła - 1: 8 -1: 16, Myrmica rubida I: 100, M. rubra - 1: 150 i Lasius niger - 1: 200.
Percepcja dźwięku
Na temat percepcji dźwięku przez mrówki Chauvin (1953) pisze, co następuje: „Mrówki reagują na dźwięk tylko wtedy, gdy znajdą się w środku fal stojących, a nie na górze, jak ssaki. U owadów nieposiadających narządów bębenkowych (mrówek) podrażnieniem powodującym percepcję słuchową najwyraźniej nie jest zmiana ciśnienia, ale prędkość ruchu molekularnego, która jest maksymalna w środku fal. Rzeczywiście obserwacje wykazały, że niektóre włosy antenowe zaczynają wibrować, gdy owad zostanie umieszczony w środku fal, gdzie amplituda ruchu cząstek zmniejsza się do 2 mikronów (Autrum).” Ogólnie rzecz biorąc, dźwięk nie odgrywa dla mrówek znaczącej roli (Wilson, 1963b).
W różne miejsca są na ciałach mrówek małe obszary, gęsto pokryte włoskami, tzw. pola włosia. Funkcjonalne znaczenie tych pól rozszyfrował niedawno R. Hubert (1962). Wykorzystując pola włosia na swoich czułkach, mrówki dostrzegają ruch powietrza. Inne pola to receptory grawitacji. Przy ruchu poziomym orientację przeprowadzają pola współosiowe i brzuszne, a przy ruchu pionowym - pola szyi, ogonka, anten i coxa. U F. Polyctena poprzez sekwencyjne wykluczanie pól wykazano, że dla prawidłowej orientacji przynajmniej jeden z układów receptorowych musi być ruchomy.
Narządami zmysłu dotyku (dotyku) są odległe włoski rozmieszczone na całym ciele oraz specjalne narządy czułków. Za pomocą tych samych narządów mrówki odbierają wibracje podłoża.
Układ rozrodczy i gruczoły trujące.
Naczynie nasienne służy do przechowywania nasienia, które u mrówek jest zatrzymywane przez całe życie samic, ponieważ mają one jedno zapłodnienie. Naczynie nasienne jest wyposażone w specjalny sparowany gruczoł i otwiera się kanałem do niesparowanego jajowodu.
Rozwój jaj przed zapłodnieniem odbywa się w jajowodach. U samic F. rufa s. 1. jest ich 45, u F. rufibarbis s. 1.- 18-20. Pracownicy formiki również mają rurki na jajka, ale są one znacznie mniejsze. I tak u F. sanguinea jest ich 3-6, u F. pratensis - 2-6, u F. rufa (s. 1.) - 4-10 (Donisthorpe, 1915). Jak wykazały ostatnie badania (Otto, 1958a i in.), u młodych robotnic F. Polyctena rozwinęły się funkcjonujące jajniki (ryc. 10, 3-6), a u starszych osobników jaja ulegają resorpcji.
1 - trujący gruczoł: a - procesy gruczołowe, b - kanaliki wydzielnicze, c - zbiornik;
2 - Gruczoł Dufoura.
Spośród gruczołów należących do aparatu rozrodczego, ale które zmieniły swoje funkcje, należy zwrócić uwagę na gruczoł trujący i gruczoły Dufoura. U kłujących błonkoskrzydłych gruczoły te działają jak gruczoły trujące. Trujący gruczoł ma odchody kwaśne, podczas gdy gruczoł Dufoura ma odchody zasadowe. U różnych gatunków błonkoskrzydłych rola tych gruczołów jest inna. Na przykład u pszczół miodnych i trzmieli gruczoły Dufoura odgrywają pierwszorzędne znaczenie, podczas gdy Formica jest skrajną odmianą rozwoju gruczołu trującego kwas.
Gruczoł jadowy Formica składa się z dużego mięśniowego zbiornika, w którym gromadzi się jad, oraz grzbietowej części gruczołowej. Gruczoły to rurki, które otwierają się na jednym końcu w środku zbiornika, a na drugim końcu tworzą sparowane procesy gruczołowe. Ściany rurek składają się z wielokątnych komórek, z których każda ma kanał rozpoczynający się w cytoplazmie i otwierający się wgłębienie rurki. Po rozszerzeniu gruczoły osiągają 20 cm (Wneeler, 1910).
Wszyscy przedstawiciele podrodziny Formicinae nie mają żądła, a podczas obrony używają szczęk i tryskają odchodami z trującego gruczołu, a w zależności od przewagi tej lub innej metody obrony, gruczoł może rozwijać się inaczej (Stumper, 1952). Formica s. ul. zdolny, poprzez skurcz mięśni zbiornika, wyrzucić strumień trucizny na odległość około 20 cm.
Skład jadu Formica s. ul. badane przez wielu autorów (Stumper, 1950, 1959a, b, 1960; Osman, Brander, 1961, itd.): 61-65% trucizny stanowi kwas mrówkowy (HCOOH). Trucizna nie zawiera innych kwasów. 1,17-1,85% trucizny to substancja sucha, rozpuszczalna w acetonie, zawierająca 19,85% NH 3 u zimujących robotnic lub 4,83% NH 3 u robotnic letnich, 15-17% aminokwasów. Jad mrówek nie zawiera fosforanów (Osman, Brander, 1961). Około 75% suchej masy jadu stanowi substancja zapachowa, najwyraźniej terszoidalna (Stumper, 1959a, b). Tworzy się w gruczołach Dufoura. Stumper (1959a, b) sugeruje, że substancja ta jest feromonem śladowym, ale założenie to nie zostało udowodnione.
Ilość kwasu mrówkowego zależy od masy mrówek (Stumper, 1951). Po trzech tygodniach zużyta zawartość zbiornika zostaje przywrócona (Sauerlander, 1961). Proces powstawania kwasów w organizmie jest nieznany, a na ten temat wysunięto kilka hipotez (przegląd – O Rourke, 1950b). Jad mrówek ma działanie owadobójcze i antybiotyczne. Jedynie kwas mrówkowy ma działanie owadobójcze (Osman i Kloft, 1961). Działa na żaby jak trucizna nerwowa i wpływa głównie na pracę serca i oddychanie (Cytowicz, Smirnow, 1915). Działanie antybiotykowe jest powiązane z innymi składnikami jadu (Sauerlander, 1961), prawdopodobnie z wydalaniem terpinoidów przez gruczoły Dufoura (Btumper, 1959b).
W Niemczech w 1942 roku przeprowadzono badania nad odkażającym działaniem kwasu mrówkowego (Hase, 1942). W mrowiskach czerwonych mrówek leśnych umieszczano kawałki tkanki zawierające wszystkie etapy rozwoju wszy. Mrówki całkowicie oczyściły tkankę w ciągu 6–24 godzin. W oparach kwasu wszy zdechły w ciągu kilku godzin, ale jaja pozostały żywe.