Для чего муравьям усики
Особенности строения муравья
Муравьи – близкие родственники пчел и ос. Они также относятся к отряду перепончатокрылых. Поэтому строение муравьяво многом напоминает строение этих насекомых, вплоть до наличия крыльев. Но оно может несколько различатьсяу разных видов муравьев в зависимости от способа жизни и занимаемой экологической ниши.
Внешний вид
Различия касаются в основном размера и веса тела. Некоторые тропические муравьи достаточно мелкие – их вес составляет не более 2 мг, а размер тела – около 2 мм. Но существуют и довольно крупные представители семейства, у которых тело рабочих особей достигает в длину 3 см, а вес – 90 мг. Вместе с темстроение тела всех муравьев имеет такие общие черты:
Часто возникают споры насчет того,сколько лап у муравья. Некоторые люди заблуждаются, считая, что муравей – близкий родственник пауков и имеет 4 пары ног. На самом деле он относится к классу насекомых и, как и все его представители, имеет 6 конечностей. Как же он успевает так много всего делать? Тут важно не то, сколько лапок у муравья, а как они устроены.
За счет того, что каждая из ножек состоит из трех суставов – бедра, голени и собственно лапки, это насекомое обладает высокой подвижностью. На концах лапок расположены крючкообразные когти, с помощью которых муравей может подниматься по гладким вертикальным поверхностям. Из трех пар ножек передние – самые сильные, именно ими он выполняет основную работу. Вот почему то, сколько ног у муравья,не имеет решающего значения. Главное, что у него есть «руки».
Нервная система и органы чувств
Нервная система муравьев состоит из длинной брюшной нервной цепочки и нервных узлов. Сложное поведение насекомых возможно благодаря надглоточному ганглию, который представляет собой мозг муравья. Его размеры достаточно велики по сравнению с размерами тела, а самый большой – у рабочих особей.
Зрительный аппарат
Не менее интересно узнать, чем видят муравьи. Как и у других насекомых, у них сложные фасеточные глаза, состоящие из большого количества линз.Муравьи не могут достаточно хорошо различать форму предмета, так как их зрение имеет низкое разрешение, зато отлично реагируют на движение.
Кроме того, в верхней части головы расположены три маленьких органа зрения, которые называют простыми глазками. Они способны различать уровень освещенности и определять плоскость поляризации светового потока. Существуют также абсолютно слепые виды, которым зрение не нужно, так как они обитают в толще почвы.
Назначение усиков
Также на голове муравьев находится универсальный орган чувств – усики. Они способны распознавать молекулы различных химических веществ, чувствовать воздушные потоки, вибрации и принимать сигналы при соприкосновении с предметами или другими насекомыми. Кстати, прикосновения вместе с особыми жестами и выделением феромонов составляют язык муравьев.
Восприятие различных оттенков запаха происходит с помощью жгутиков усиков. Они же помогают различать вкус. Для этого предназначены также нижняя губа и максиллы – части ротового аппарата. Муравьи могут отличать чистую воду от загрязненной, обнаруживают минеральные примеси, растворенный сахар и кислоты.
За тактильные ощущения отвечают не только специальные усики на голове, но и множество волосков, расположенных по всему телу. Благодаря им насекомые чувствуют вибрации и могут даже предсказать землетрясение. Звуки для муравьев не так важны, они могут различать их только в том случае, если находятся в центре звуковой волны.
Секрет силы
Давно известно, что муравьи очень сильные и могут перенести на себе предмет, вес которого во много раз превышает их собственный. А то, сколько может поднять муравей, зависит от вида насекомого.Самые мелкие представители семейства способны поднять груз в 50 раз тяжелее их самих, в то время как более крупные виды могут перенести предмет массой всего в 10-20 раз больше, чем они весят. Получается, чем меньше особь, тем она сильнее. Сила этих тяжелоатлетов объясняется особым строением их мышечной системы и наличием очень прочной хитиновой оболочки, которая выполняет механическую и защитную функции.
Муравьиные усики оказались системой двусторонней связи
Биологи совершенно неожиданно для себя обнаружили, что усики муравьёв не только принимают информацию, но и передают её. Выяснилось это, когда учёные начали проводить свои эксперименты более гуманно и перестали отрывать насекомым «антенны».
Усики муравьёв одновременно принимают и передают информацию. Таковы выводы нового исследования учёных из Университета Мельбурна (University of Melbourne).
«Муравьиные усики являются их важнейшими чувствительными органами, но до сих пор мы не понимали, что они могут также использоваться для отсылки информации», — говорит в пресс-релизе ведущий автор исследования Кик Ван (Qike Wang).
Усики, как обнаружили исследователи, передают информацию о том, из каких гнёзд происходят насекомые, давая таким образом понять другим муравьям, друзья они или враги.
Для того чтобы выяснить это, Ван и его коллеги изучили сотни муравьёв, сосредотачиваясь на углеводородах из их кутикулы, играющих ключевую роль в химической коммуникации насекомых. Эти воскообразные вещества покрывают тела муравьёв, пчёл, мух и других насекомых, что помогает им также избежать обезвоживания.
Муравьи используют эти химические соединения, чтобы определить, является ли насекомое своим или чужим (впрочем, это не означает, что их нельзя обмануть).
Учёные наблюдали, что при удалении углеводородов только с усиков муравьёв (когда вещество оставалось на теле насекомого), сородичи из других гнёзд не были агрессивно настроены к «немного помытому» муравью. Но насекомые не были в состоянии распознать, к какой колонии принадлежит собрат.
Исследователи предполагают, что углеводороды на усиках служат также как своеобразный маяк, помогающий колонии муравьёв «идентифицировать личность». «Как и все остальные, мы предполагали, что усики являются только приёмниками информации, но природа продолжает нас удивлять», — говорит Ван.
В своём научном исследовании учёные ссылаются на работу энтомолога Огюста Фореля (Auguste Forel), которая была проделана более века назад. Форель собрал четыре вида муравьёв, полностью удалил у них усики и затем наблюдал за их взаимодействием. Насекомые, от которых можно было ожидать вражды, просто мирно сгруппировались.
«Эксперимент Фореля продемонстрировал нам, что усики используются для получения химического сигнала, но наше исследование показывает, что они также являются источником химических сигналов», — заключает Ван.
Исследование австралийцев опубликовано в научном издании Proceedings of the Royal Society of London B.
Ранее «Вести.Наука» рассказывали о том, как биологи подслушали разговоры муравьёв.
Муравьиные разговоры
До сих пор считалось, что муравьи общаются при помощи усиков-антенн. Ученые даже доказывали это экспериментально. Ампутируйте усики у муравья, — и он родного брата не признает. Но если такой покалеченный мураш и не может ничего «сказать», то у его невредимых собратьев есть в запасе средства общения и помимо антенн. Так, во всяком случае, утверждает энтомолог П. И. Мариковский. Наблюдая за черным лесным муравьем-древоточцем, он пришел к выводу, что сложные взаимоотношения членов муравьиной семьи сопровождаются своеобразными «жестами». И их иначе не истолкуешь, как сигналы, несущие определенную информацию, которую вполне возможно перевести на человеческий язык. Пока удалось расшифровать и проверить всего несколько сигналов. Но кто может поручиться, что тщательные наблюдения не умножат их числа?
Легче всего оказалось разгадать сигналы, связанные с кормлением. Они так же просты и очевидны, как сама потребность в пище. Снабжать муравейник едой призваны муравьи-солдаты. Обнаружив и осилив добычу, они, прежде всего, набрасываются на нее сами. Поэтому в муравейник попадают только остатки, если они, конечно, имеются. Но и их перехватывают у входа в муравейник шмыгающие тут же древоточцы. Ну а тем, которые не успели урвать кусочек, остается выпросить его у наевшихся.
Проситель так и делает: он поднимает голову на 90 градусов, раскрывает челюсть и подставляет ее под голову насытившегося собрата, одновременно поглаживая его усиками: «Дай поесть!». Но, как известно, сытый голодного не разумеет: он не желает расстаться с проглоченным кусочком и опустошать свой зобик.
Голодный, однако, не оставляет своих притязаний: он слегка выгибается всем телом, поворачивает голову на 180 градусов и снова подставляет свои челюсти под голову сытого. Это уже усиленная просьба: «Прошу, дай поесть».
Если и этот сигнал не помогает, просящий широко раскрывает челюсти и с силой ударяет ими по челюстям сытого скряги, как будто собираясь забить их внутрь. Просьба превращается в приказ: «Немедленно дай есть!» и обычно приводит к желаемому результату.
С охотой и добычей пищи связаны два других любопытных сигнала. Выяснив, что добыча явно несъедобна, муравей-разведчик забирается на нее и тут же спрыгивает назад: «В пищу негоден!». Иногда достаточно одного этого сигнала, чтобы толпа нападающих поредела, потеряв к добыче всякий интерес. Чаще его приходится повторять несколько раз.
Встретив противника и по каким-либо причинам не желая вступать с ним в драку, муравей считает своим долгом припугнуть его. На всякий случай. Приподнявшись на задних ногах, он выставляет вперед брюшко, как бы приноравливаясь брызнуть кислотой: «Берегись!». Однако это только жест, Древоточец не может разбрызгивать кислоту на расстоянии, как, скажем, рыжий лесной муравей, у которого он, наверное, и позаимствовал эту позу угрозы.
Как известно, в муравейнике каждый занят своим делом: маленькие рабочие муравьи домашним хозяйством, крупные солдаты — охотой, охраной и сражениями. В дни мира солдат вял и инертен, что не лишено определенной целесообразности: относясь безразлично ко всему на свете, он не делает исключения и для еды. А это благоприятно отражается на экономике колонии.
Даже выставленные для охраны муравейника солдаты лениво слоняются у его входа. Время от времени, когда их пути пересекаются, они постукивают головой о голову соседа, как деревенский сторож в колотушку. Эти удары, приходящиеся то спереди, то сбоку, то слегка сзади, как бы напоминают сторожам: «Будь бдителен!».
Когда угроза нападения становится реальной, первая забота муравьев — привести армию в боевую готовность. Роль такого возбуждающего средства для апатичных солдат исполняют юркие рабочие муравьи. Они приближаются к солдату спереди и начинают вибрировать головой сверху вниз, ударяя ею по голове солдата. Солдаты постепенно теряют свою медлительность, возбуждаются и сами начинают усиленно трясти головой: «Тревога!».
И после битвы муравьи еще долго не могут прийти в себя: им всюду мерещатся враги. Встречаясь друг с другом в муравейнике вместо обычного дружественного ощупывания усиками они ограничиваются легкими подскоками вперед и назад и ударами челюстями. «Кто ты?» — спрашивают они собратьев в приливе бдительности.
Это первые наблюдения, сделанные ученым, но и они приводят его к интересным размышлениям. Давайте припомним муравьиные сигналы. Одни представляют собой реальные действия, которые воспринимаются окружающими. Таковы сигналы: «Дай поесть!» или «Берегись!».
Другая группа сигналов представляет собою действия, но более условные, совершаемые уже для выражения состояния сигналящего муравья. Например, «Чужой запах!». Эти сигналы в случае необходимости становятся реальными действиями, направленными на какой-либо объект.
И, наконец, есть третья группа сигналов, в которых пантомима принимает совсем отвлеченный характер. Это наиболее древняя группа сигналов представляет собою условные действия, выражающие определенное состояние, потребность. К ним относятся сигналы: «В бой!», «Тревога!», «Кто ты?».
При этом можно заметить некоторую общность между сигналами «Чужой запах!» (удар головой по дереву) и «Тревога!» (вибрация головой, как бы серия таких ударов). Очевидно, второй — отвлеченный — произошел от первого сигнала-действия. Таким образом, язык древоточца как бы прошел путь, общий для развития всякого языка жестов: от прямых действий к движениям, которые постепенно приобретают оттенок условности, затем теряют связь с действием, становясь условными сигналами.
Муравьи-инвалиды: как травмы и увечья влияют на жизнеспособность насекомых
Жизнь муравья полна опасностей. Хитиновый панцирь, хоть и является достаточно прочным, не может защитить от всех существующих опасностей. И в дикой природе, и в домашних условиях муравьи могут получать разного рода увечья.
Органы движения
Потеря одной лапки практически не повлияет на качество жизни насекомого. Две лапки уже становятся ощутимой утратой, а большее количество превращаем муравья в инвалида, не способного позаботиться о себе.
Органы осязания
Оставшись с одним усиком муравей сохраняет некоторую чувствительность и способность общаться с собратьями. Потеряв оба усика муравей теряет способность слышать и говорить с собратьями, фактически становясь глухонемым. Также он перестает хорошо ориентироваться в пространстве, так как глаза муравьев достаточно близоруки и не могут полностью заменить им усики.
Другие повреждения
Бывают также врожденные или приобретенные повреждения грудного отдела, брюшка или сочленений. Некоторые их них практически не влияют энергичность и функциональность насекомого, другие делают его неспособным к самостоятельному обслуживанию.
Например, довольно часто встречаются матки с помятыми брюшками, но этот дефект совершенно не мешает им заниматься воспроизведением потомства.
Взаимопомощь
Замечено, что муравьи выносят раненных во время столкновений с врагами или охоты собратьев с поля боя, а затем обеспечивают их необходимым питанием и уходом. Если полученные повреждения не критичны и не представляют угрозы для жизни, травмированный муравей продолжает жить внутри муравейника до конца отпущенного срока.
Травма в формикарии
Большинство повреждений муравьи получают на охоте и во время боев. Домашние колонии, как правило, избавлены от необходимости жертвовать собой ради пропитания или защиты территорий. Но повредить их довольно легко. Поэтому занимаясь переселением колонии или уборкой будьте предельно аккуратны и осторожны: старайтесь минимизировать контакт с насекомыми, так как повредить их очень легко.
Муравьиные усики оказались системой двусторонней связи
Усики муравьёв одновременно принимают и передают информацию. Таковы выводы нового исследования учёных из Университета Мельбурна (University of Melbourne).
Оказалось, что функций у усиков муравьёв несколько – они не только принимают, но и отсылают информацию
(фотография Sebastian Pohl).
«Муравьиные усики являются их важнейшими чувствительными органами, но до сих пор мы не понимали, что они могут также использоваться для отсылки информации», — говорит в пресс-релизе ведущий автор исследования Кик Ван (Qike Wang).
Усики, как обнаружили исследователи, передают информацию о том, из каких гнёзд происходят насекомые, давая таким образом понять другим муравьям, друзья они или враги.
Для того чтобы выяснить это, Ван и его коллеги изучили сотни муравьёв, сосредотачиваясь на углеводородах из их кутикулы, играющих ключевую роль в химической коммуникации насекомых. Эти воскообразные вещества покрывают тела муравьёв, пчёл, мух и других насекомых, что помогает им также избежать обезвоживания.
Муравьи используют эти химические соединения, чтобы определить, является ли насекомое своим или чужим (впрочем, это не означает, что их нельзя обмануть).
Учёные наблюдали, что при удалении углеводородов только с усиков муравьёв (когда вещество оставалось на теле насекомого), сородичи из других гнёзд не были агрессивно настроены к «немного помытому» муравью. Но насекомые не были в состоянии распознать, к какой колонии принадлежит собрат.
Исследователи предполагают, что углеводороды на усиках служат также как своеобразный маяк, помогающий колонии муравьёв «идентифицировать личность». «Как и все остальные, мы предполагали, что усики являются только приёмниками информации, но природа продолжает нас удивлять», — говорит Ван.
В своём научном исследовании учёные ссылаются на работу энтомолога Огюста Фореля (Auguste Forel), которая была проделана более века назад. Форель собрал четыре вида муравьёв, полностью удалил у них усики и затем наблюдал за их взаимодействием. Насекомые, от которых можно было ожидать вражды, просто мирно сгруппировались.
«Эксперимент Фореля продемонстрировал нам, что усики используются для получения химического сигнала, но наше исследование показывает, что они также являются источником химических сигналов», — заключает Ван.
Исследование австралийцев опубликовано в научном издании Proceedings of the Royal Society of London B.