Для чего муравьи используют жвалы
Жвалы
Жвалы, или Мандибулы (лат. mandibulae ) — верхние (парные) челюсти ротового аппарата членистоногих. У ракообразных, многоножек и насекомых служат для разгрызания и размельчения пищи, а у общественных насекомых (муравьи, пчёлы, осы, шмели, термиты) также и для построения гнёзд.
Содержание
Описание
Форма жвал сильно различается у разных групп членистоногих, особенно разнообразны они у насекомых. У членистоногих челюсти хитиновые и, как правило, расположены горизонтально. Жвалы несут на жевательном крае сильные хитиновые утолщения и зубцы.
Морфология мандибул зависит от специализации всего ротового аппарата, в состав которого они входят наряду с нижними челюстями (максиллами), нижней губой (лабиум) и другими его частями.
Различают несколько типов ротовых органов, из которых первичным является грызущий, предназначенный для разрывания и поглощения более или менее твердой пищи. В этом случае жвалы могут быть особенно крупными и разнообразными. В процессе эволюции возникло несколько модификаций этого исходного типа для потребления жидкой пищи, которые у разных сосущих групп насекомых устроены по-разному. Жвалы при этом в разной степени редуцируются. В одних случаях сосание связано с проколом пищевого субстрата и возникает колюще-сосущий ротовой аппарат (клопы, тли, комары и др.), в других прием пищи не сопровождается проколом, как, например, у бабочек. Особую модификацию представляет мускоидный тип ротового аппарата, возникший у мух и приспособленный к потреблению как жидкой, так и твердой пищи.
Другой путь развития исходного ротового аппарата наблюдается у скрыточелюстных, нижняя губа которых слилась с т. н. оральными складками, образовав парные челюстные карманы, в которые погружены мандибулы и максиллы.
Самые крупные жвалы (мандибулы) известны у представителей отряда Жесткокрылые. Хорошо заметные разветвлённые рога самцов жука-оленя (семейство жуки-рогачи Lucanidae) и есть его жвалы.
Большинство жуков и их личинок имеют крепкие грызущие жвалы (например, жуки-дровосекиCerambycidae). У них они очень разнообразны по форме, зависящей от их кормовой специализации.
Жужелицы (Carabidae) из трибы Cychrini имеют длинные верхние челюсти, которые выступают далеко перед ними и помогают им доставать улиток прямо из раковин.
Прямокрылые
Крупные челюсти имеют саранчовые, кузнечиковые и другие представители отряда Прямокрылые.
Пружинящие жвалы муравьев Acanthognathus teledectus помогают им катапультироваться из опасных мест
Муравьи — очень интересные насекомые, которые довольно часто преподносят сюрпризы ученым-энтомологам, инженерам и прочим специалистам. Энтомологи университета Иллинойса на днях опубликовали результаты исследований, где показано интересные способности муравьев вида Acanthognathus teledectus рода Odontomachus. По-английски эти муравьи называются trap-jaw ants, что буквально означает «муравьи с челюстями-капканами». И действительно, жвалы этих насекомых настолько сильны, что жертва не имеет шансов выбраться из цепкой хватки муравья. Кроме того, жвалы сходятся со скоростью в 40 м/с, что в некоторых случаях позволяет убивать жертву сразу же.
Это свойство жвал муравья позволяет ему еще и катапультироваться из опасных мест. Энтомологи из университета Иллинойса записали на видео одно такое катапультирование — муравей в результате смог спасти себя от личинок муравьиного льва. Эти личинки создают в песке воронки, прячась на дне воронки. Когда муравей (зачастую в такие ловушки попадают именно муравьи) попадает в воронку, он не может выбраться по осыпающимся стенкам, а муравьиный лев получает возможность схватить жертву на дне воронки, и вкусно покушать. С Odontomachus такого рода фокусы не проходят.
Для того, чтобы выяснить, насколько спасительной является способность катапультироваться, ученые распределили муравьев в пластиковые емкости с 4-см слоем песка и личинками муравьиного льва на дне. Как оказалось, что вероятность попасть в «лапы» муравьиного льва — 50%. Правда, челюсти помогают муравью не во всех случаях, а только примерно в 15%.
На видео хорошо видно, что в ходе катапультирования муравей переворачивается в воздухе несколько раз, а «полет» получается довольно продолжительным. В результате муравей бежит по своим делам дальше, а муравьиный лев остается голодным.
Муравьи сжимают жвалы в 700 раз быстрее, чем мы моргаем
В мире насекомых муравьи считаются настоящими мастерами охоты. Развитое групповое взаимодействие позволяет муравьям атаковать цели, намного превосходящие их по размерам. А у насекомых, сравнимых по размеру с муравьями, и вовсе нет никаких шансов спастись. Главную роль в этом играют чрезвычайно сильные и быстрые жвалы муравьев, называемые также мандибулами.
Эти жвалы – сложные инструменты захвата, давно притягивающие внимание биологов. У каждого рода этих насекомых есть свой уникальный механизм, приводящий мандибулы в движение. На этот раз объектом изучения ученых стали муравьи рода Myrmoteras.
Данные насекомые обитают на территории юго-восточной Азии и не отличаются большими размерами, зато имеют длинные жвалы, которые могут открываться на 270 градусов перед тем, как сомкнуться на теле жертвы. Myrmoteras крайне чувствительны к переменам окружающей среды, поэтому их изучение в лабораторных условиях практически невозможно. Вооружившись высокоскоростной камерой, пишущей 50 000 кадров в секунду, и микроскопами, биологи начали изучение этих муравьев на месте их обитания.
Чаще всего Myrmoteras охотятся на ногохвосток – чрезвычайно быстрых и ловких членистоногих, обитающих в верхних слоях почвы. Чтобы успеть поймать свою жертву, широко разведенные челюсти муравья должны работать крайне быстро. Проследив при помощи высокоскоростной камеры за их схлопыванием, ученые выяснили, что это действие занимает у муравьев всего 0,5 миллисекунд – более чем достаточно, чтобы поймать ногохвостку. Удивительно, что это в 700 раз быстрее того, как моргает человек!
Иллюстрация: depositphotos | saje
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Воин, фуражир и «медовая бочка». Какие роли выполняют разные муравьи в муравейнике
«Белгородские известия» рассказывают о разделении труда в муравьиной колонии
Если для вас муравей – это сначала марка мотороллера, а уже потом шестиногое насекомое, то знайте, что грузоподъёмность первого – всего 340 кг при весе 258 кг, а второй поднимает вес в 10–50 раз больше собственного. Азиатский муравей-ткач вообще тянет в 100 раз больше своей массы.
Эти крутые ребята из микромира покорили почти все части света. В мире обитает больше 14 тыс. видов, а в нашей области насчитывают 74 вида муравьёв. Самый привычный для нас – рыжий лесной муравей. А самый редкий, попавший в региональную Красную книгу, – степной медовый. В последний раз его находили в Ровеньском районе 17 лет назад.
Солнечная ванна для куколки
Каждый муравейник – это государство со своими законами и кастами. В нём есть королева, самцы и рабочие-ударники, как из басни Крылова, – их больше всего. Они отличаются даже строением: так, последним не досталось крыльев, зато у них самый большой мозг.
«Наверху иерархической лестницы – королева, только она может откладывать яйца. Её сразу видно – самая крупная, – просвещает мирмикипер (так называют тех, кто разводит муравьёв в искусственных условиях – прим. авт.) Антон Пивков. – Казалось бы, слаще всего живётся самцам, их забота лишь супружеский долг. Но нет – как после ночи с Клеопатрой, мачо сразу погибают».
Некоторые муравьи специально напиваются мёдом так, что брюшко раздувается в шарик. Зимой, когда еды не хватает, проголодавшиеся горожане находят «медовую бочку» и настойчиво лупят соплеменника усиками, пока тот не выпустит каплю мёда.
Феромоны как компас
Тело рыжего муравья покрыто хитином, состоит из головы, грудной части и брюшка, которые соединяет тонкая талия (стебелёк). Лапки вооружены коготками и подушечками, выделяющими клейкую жидкость, что позволяет им ползать хоть вниз головой.
Ушей у них нет. Совсем. И зрение так себе – фасеточные (из множества линз) глаза реагируют только на движение. Сверху есть ещё три глазка, но толку от них мало. Как же они тогда ориентируются?
«Вся соль в усиках – они улавливают не только запахи, но и колебания воздуха, почвы. С помощью этих антенн насекомое получает информацию о вкусе, запахе и текстуре предмета. А потом рассказывает об этом собратьям с помощью феромонов», – просвещает Антон.
Ими же муравьи маркируют дорожку к корму. Замечали: если сбить ногой пласт земли с помеченного участка, они теряют след и начинают метаться?
«У каждой колонии собственный феромон. Я подбросил как‑то на свою муравьиную ферму чужака – тут же драка, пришлось срочно его эвакуировать», – вспоминает мирмикипер.
Феромоновые тропы никогда не пересекаются. Если к дереву ведут сразу две тропы из разных муравейников, они будут с противоположных сторон.
В одном муравейнике могут проживать до миллиона особей! Причём на открытой местности жильё напоминает шатёр, а под пологом леса – конус.
«Состоят муравейники из хвоинок, растительного мусора, мелких веточек и кусочков коры. На первый взгляд кажется, что весь этот мусор набросан беспорядочно. Оказывается, что даже в самый сильный дождь поверхность его не промокает и все внутренние ходы и камеры остаются сухими. Высота муравейников обычно составляет 0,5–0,7 м, но может достигать и 1,5 м. В качестве надёжного фундамента муравьи часто используют старый пень», – делится результатами своего наблюдения ученик ровеньской школы Михаил Долженко.
А если увидите маленькую кучку диаметром около 30 см, где копошатся муравьишки, – скорее всего, это лишь кормовая почка. Она служит перевалочной базой для доставки корма к главному муравейнику.
Сытый голодного поймёт
Жвалы муравью не только для того, чтобы делать кусь человеку. Они помогают удерживать при транспортировке еду, даже если эта еда только что брыкалась, жужжала и весит в десятки раз больше, чем доставщик. Муравьёв-добытчиков называют фуражирами.
«Если фуражир встретит на своём пути дохлую гусеницу, он сделает всё, чтобы дотащить её до дома. Секрет его гигантской силы – в поперечном сечении мышц. Не справится сам – подключит коллектив. Ежедневно фуражиры доставляют домой несколько сотен мёртвых насекомых – белковая еда необходима маме-королеве. Часто в пищу идут личинки соснового пилильщика, гусеницы сосновой пяденицы и прочие древесные вредители. Потому рыжих муравьёв называют защитниками леса. А ещё они рыхлят почву и обогащают её – одна сплошная польза», – перечисляет Антон Пивков.
Эти насекомые настолько продуманы, что держат домашний скот – рабочие муравьи научились экспуатировать тлю, которая выделяет сладкую росу. Охраняют её от врагов, прячут на время ливня – в общем, носятся, как мы с коровами. Когда шестилапый аграрий счёл, что тлю пора доить, он щекочет её усиками, и та выделяет сладкое молочко – медвяную росу. Рабочий муравей набивает этим молочком своё пузико, ищет «бочку» и отдаёт ей всё до последней капли. Такой круговорот пищи в колонии обеспечивает их взаимное тяготение друг к другу.
Сейчас у работяг самая горячая пора. Мало того, что пора дом к зиме утеплять (купол подлатать, проложить входы вниз, выходы законопатить), так ещё и кладовые надо заполнить – для зимовки необходимо не меньше килограмма самой разной еды. Если всё сделано на совесть, то в глубине муравейника оцепеневшие жители спокойно переживут холода.
Друг или враг?
Большинство муравьёв в нашей стране считаются полезными уничтожителями вредителей. Но два вида – дерновый и садовый – сами причиняют вред садам и огородам (потому что разводят тлей и прочих поедателей плодов человеческого труда).
А те, что нагло лезут в дом, – это рыжие домовые муравьи. В наш регион их когда‑то завезли торговцы из жарких стран. На глаза чаще всего попадаются фуражиры. Не стоит при виде рыжего муравья хватать тапок – лучше понаблюдайте, куда он побежит. Может, получится проследить путь до королевы. В многоквартирном доме одна колония устраивает «роддомы» в десятках квартир, в вентиляционных ходах и мусоропроводах.
10 фактов о муравьях
1. Самый маленький домовой муравей – длиной всего 0,5 мм, а самый большой – дипонера из Перу – больше 4 см.
3. Среди муравьёв есть рабовладельцы. Они вторгаются в соседние колонии, захватывают их и заставляют работать на себя.
4. В Африке и ряде азиатских стран муравьиные личинки считают высокобелковой пищей, которая повышает потенцию. Мексиканцы вообще едят их как красную икру, у них есть блюдо эскамолес, которое включает в себя несколько видов муравьёв.
5. Муравьи так же стары, как динозавры. Только они выжили.
6. Муравьи чувствуют смену погоды. С приближением дождя бегут домой и закрывают входы.
7. Муравей встречается даже в Библии. Книга притчей 6:6 гласит: «Пойди к муравью, ленивец, посмотри на действия его и будь мудрым».
8. Эти насекомые способны сделать из своих тел живой мост, чтобы пересечь преграду.
9. Домашние муравьиные фермы (формикарии) сейчас на пике популярности. Их владельцы уверяют, что наблюдать за микромиром интереснее, чем смотреть сериал.
10. Учёные подсчитали, что на планете живёт около 10 квадриллионов муравьев. На каждого человека приходится около 1 млн этих насекомых. Помимо степного медового, в Красную книгу Белгородской области занесены муравей-древоточец и четырёхточечный муравей.
Латинское название: Formicidae
Тип: членистоногие
Отряд: перепончатокрылые
Продолжительность жизни: рабочие рыжие лесные муравьи – 5–6 лет, королевы – до 20 лет
Ареал распространения: везде, кроме Антарктиды
Характер: подвержен стадному инстинкту, расчётлив, умён и невероятно силён
Муравьи
Муравьи — ближайшие родственники ос и пчел. Их можно встретить везде, кроме Крайнего Севера и Антарктиды. Всего на Земле насчитывается более 10 000 видов муравьев. Самые удивительные из них обитают в теплых странах, но и Россия богата разнообразным муравьиным народом. Например, в лесах часто можно увидеть большие поселения рыжих муравьев — муравейники.
Муравейник, испещренный сложной системой ходов, — чудо строительной техники насекомых. В таком жилище могут обитать до 1,5 млн муравьев. Они поддерживают там постоянную температуру и влажность, а для этого поднимают наверх хвою и веточки. Обыкновенный муравейник имеет довольно сложное устройство. В нем множество этажей и помещений. В одних муравьи хранят продукты, в других находятся яйца, личинки и куколки. Это сложное хозяйство требует постоянной заботы и защиты.
Можно часами наблюдать за этими неутомимыми работниками. Одни из них занимаются строительством и несут в муравейник палочки, листочки, хвою. Другие заготавливают продукты. Третьи охраняют жилище. Четвертые ухаживают за личинками и постоянно переносят их с места на место.
Однако муравьи порой доставляют множество неприятностей. Например, муравьи-листорезы опустошают сады и поля. А их укусы опасны для людей и животных. Своими подземными постройками они даже повреждают дороги.
Рождение муравьев начинается с яиц, которые откладывают муравьиные царицы. Их в муравейнике может быть несколько или одна. Со временем из яиц появляются личинки, похожие на маленьких червячков. За ними ухаживают муравьи-няньки, которые их кормят и чистят. Личинки быстро растут. Через несколько дней они укутывают себя шелковым коконом и превращаются в куколок. А уже из куколок выходят настоящие муравьи.
В лесах муравьи выполняют важную работу по улучшению почвы. Муравьи, питающиеся семенами, способствуют распространению растений. Многие виды муравьев специально используются человеком для борьбы с гусеницами-вредителями.
Муравьи-путешественники
Бродячие муравьи эцитоны не имеют собственного дома и постоянно находятся в движении. Все свое сложное муравьиное хозяйство они носят с собой. Большая часть эцитонов — безжалостные и свирепые солдаты. Они находятся по краям колонны, обеспечивая ее защиту. Муравьи-рабочие несут на себе в походе личинок. Они и матка движутся в центре. Около 20 дней колония эцитонов движется без остановок, с большой скоростью, на ходу охотясь и питаясь.
Для такой многомиллионной армии не существует препятствий, и действует она как единая безупречно отлаженная машина. Для преодоления рек муравьи сооружают «мосты» и «лестницы» из собственных тел. По дороге они съедают все, что встретят: всяких насекомых, мышей, беспомощных птенцов. В Аргентине люди даже покидают на время деревни, увидев, что через них пройдет путь эцитонов, ведь ни развернуть, ни остановить колонну невозможно.
«Сельское хозяйство» муравьев
Многие виды муравьев в ходе своего развития освоили виды деятельности, похожие на занятия людей. Так, среди множества видов муравьев есть жнецы. Они собирают семена растений и строят в муравейнике целые склады для их хранения. Перемалывая зерна в муку, эти муравьи кормят личинок вкусными «булочками».
Муравьи-медосборщики собирают сладкие выделения других насекомых и кормят ими специальных муравьев, которые хранят нектар в своих желудках, раздуваясь до размеров виноградин. Такие муравьи-бочки при необходимости отдают этот нектар голодным собратьям.
Некоторые виды муравьев занимаются «скотоводством». Они ухаживают за тлей, которая выделяет медвяную росу. Собирая ее, муравьи защищают тлей от хищников, а иногда даже переносят их на свежие побеги кормового растения. Часть своих тлей они используют в пищу.
Среди муравьев есть и рабовладельцы. Например, муравьи-амазонки. Эти крупные муравьи ни строить, ни собирать корм не умеют. Они — настоящие воины, вооруженные мощными челюстями-жвалами. Нападая на гнезда муравьев других видов, они похищают их куколки и приносят в свое гнездо. Вышедшие из них муравьи как рабы кормят и чистят хозяев, выращивают их потомство и обустраивают для них гнездо.
На молодых стеблях акации растут специальные «конфетки» с нектаром для подкормки муравьев. Такое дерево муравьи берут под свою защиту. Они отражают нападение на акацию гусениц и даже крупных животных.
Враги и защита муравьев
У муравьев много врагов. Некоторые из них проникают внутрь муравейника, похищая запасы и поедая потомство. Кроме внутренних врагов у муравьев много внешних. Так, этими насекомыми любят лакомиться бурые медведи. Также муравьями питаются птицы, осы и хищные мухи, их поедают ящерицы, кроты и жабы. А в тропиках муравьями кормятся муравьеды.
Гигантский муравьед — крупное животное: его длина вместе с хвостом достигает 230 см. В охоте ему помогают вытянутая морда и длинный, 60-сантиметровый язык. Когда муравьед засовывает нос в муравейник, он начинает быстро работать языком: за одну минуту язык 160 раз высовывается и втягивается. А так как слюна у муравьеда клейкая, муравьи прилипают к ней — так он может съесть около 30 000 насекомых за день.
Еще один враг муравьев — муравьиный лев. Это красивое насекомое, похожее на стрекозу, питается пыльцой, а врагом муравьев является его личинка. Она делает воронку из мельчайших песчинок, а сама прячется в ее горлышке. Муравей, попавший на склон воронки, неминуемо скатывается прямо льву в пасть.
