Ratovi mrava

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Ratovi mrava su izravan, agresivan oblik interakcije između mrava iz različitih kolonija. Mravi su uključeni u natjecanje jedni s drugima. Na primjer, ako jedna od kolonija prisvoji izvor hrane, taj izvor više nije dostupan drugim mravima. Ovo je neizravna konkurencija. U kontekstu natjecanja, ratovi mrava su oblik sukoba u kojem se mravi izravno sukobljavaju jedni s drugima. Zanimljivo je da se takvi sukobi mogu dogoditi i unutar jedne vrste i između vrsta.

Ako promatramo mrave kao društvo, onda postoje dvije mogućnosti za ulazak u ratove tzv. Jedan od njih je sasvim blizak uobičajenom shvaćanju "rata" za ljude, odnosno borbe između kolonija iste vrste. Drugi uključuje interakcije između različitih vrsta mrava. A obje vrste sukoba zanimljive su za biologiju mrava.

Povijest istraživanja

Ljudi su znali za postojanje ratova mrava i prije nego što su se biolozi ozbiljno zainteresirali za ovaj fenomen. Na primjer, Charles Darwin je pisao o sukobima između mrava. U Bibliji se spominje uspjeh mravljih zajednica, budući da su ljudi tisućama godina zainteresirani za promatranje ovog fenomena. Djelomično su ratovi mrava privukli toliku pozornost jer su sukobi između mrava bili dramatični i očiti, ali i zato što su mravi društvena bića poput ljudi, pa je teško suzdržati se od povlačenja paralela između naših društava. Zanimljivo je promatrati povijest ovih usporedbi kao dijalog: s jedne strane, pitanje koje je izazvalo zanimanje bilo je može li borba između mrava ojačati postojeće ideje ili otvoriti novu stranu ljudskih sukoba; s druge strane, mogućnost primjene na mravima učenja koja smo razvili da bismo razumjeli prirodu sukoba među mravima.

Metode istraživanja

Mravi su društveni insekti. U pravilu, u društvima insekata, kolonija djeluje kao cjelina i u određenoj mjeri održava genetski integritet. Drugim riječima, koloniju zajedno drži srodna struktura, što je ponekad prilično zbunjujuće. Unutar kolonije razvija se sposobnost prepoznavanja i prepoznavanja svakog njenog člana. Mravi su skloni podijeliti svijet na dvije klase prilično jednostavno: članove kolonije i sve ostale. Unutar kolonije razvijaju se vrlo upečatljive osebujne značajke koje ju ujedinjuju, barem u većini vrsta i u većini okolnosti.

Mravi se često susreću s drugim mravima, osobito u tropima. Nedavna studija u gorju Appalachian u Sjedinjenim Državama pokazala je koliko se mravi gusto mogu naseliti. Istraživači su skupljali mrtve kukce u šumi, ostavljali ih na tlu i promatrali koliko je vremena trebalo prije nego što potencijalni grabežljivac ili potrošač naleti na hranu. Većinu tih komada hrane pronašli su mravi, a nije im trebalo više od nekoliko minuta. Na onim mjestima gdje se mravinjaci nalaze najbliže tlu, mravi neprestano skeniraju i patroliraju tlom, ne ostavljajući praktički nijedno područje dugo netaknuto.

Veća je vjerojatnost da će mravi naići na pripadnike drugih kolonija, pa čak i drugih vrsta. U staništima koja istodobno zauzimaju mnoge vrste, vjerojatnost međuvrstnog sudara kolonija je iznimno visoka. Ova interakcija se događa redovito. Ako kolonija shvati da postoji prijetnja gubitka resursa ili teritorija kako od mrava druge vrste tako i od mrava iz drugih kolonija iste vrste, nakon te prijetnje slijedi organizirani agresivni odgovor, koji se ponekad može pretvoriti u pravu bitku..

Evolucija mravljeg oružja

Mravi su drevni insekti. Postojali su mnogo prije cijepanja superkontinenta Gondvane. To se dogodilo prije više od sto milijuna godina, a mravi su se pojavili mnogo prije toga. Naravno, mravi su u ratu desetcima, ako ne i stotinama, milijuna godina. Mravi imaju niz uređaja koje mogu koristiti kao oružje tijekom borbe. Može se pretpostaviti da su ratovi odigrali važnu ulogu u njihovoj evoluciji. Znanstvenici koji proučavaju proces njihove evolucije govore o promjeni objekta agresije kako se razvija. U dalekoj prošlosti, glavni neprijatelji ranih mrava bili su kralježnjaci, velike kopnene životinje poput dinosaura, ptica i sisavaca. Mnoge vrste mrava bile su opremljene vrlo snažnim ubodom. Bili su dobro prilagođeni za napad na ljude, ali njihovo "oružje" nije bilo jako učinkovito protiv drugih insekata.

Kako su mravi evoluirali i njihove vrste postajale sve raznolikije, utjecaj ovih vrsta jednih na druge postajao je sve značajniji. To je bio razlog da su drugi mravi zauzeli mjesto glavnih neprijatelja mrava. Čini se da je to suprotno zdravom razumu, ali neke vrste mrava su izgubile žalac. U mnogim slučajevima, ubod je pretvoren u sustav opskrbe kemijskim napadnim agensima koji su se mogli uspješno koristiti u borbi protiv drugih mrava. Čini se da su mravi namjerno odustali od sposobnosti borbe protiv kralježnjaka poput nas u korist sposobnosti napada, uzvrata i pobjede protiv drugih mrava.

Danas mnoge vrste mrava imaju poseban arsenal oružja koje nije jako učinkovito protiv sisavaca, ali dobro djeluje protiv drugih mrava. Izvori i karakteristike ovih kemikalija - u kojem dijelu tijela nastaju i koje se kemikalije koriste - razlikuju se među svim vrstama. U različitim vrstama mrava možete pronaći žlijezde koje se koriste tijekom borbi protiv mrava i nalaze se doslovno u bilo kojem dijelu tijela. Kemijski spojevi također su iznimno raznoliki. Postojali su evolucijski neovisni izvori tog oružja, koji su evoluirali u različitim vrstama mrava. Pritom se može razumjeti koliko su različito pristupili rješenju zajedničkog problema.

Mravi imaju mnogo vrsta oružja. Ugrizi se obično koriste. Mravi često djeluju zajedno: članovi kolonije u napadu mogu držati pripadnike druge kolonije ili sami rastrgati mrave na komade, dok njihovi rođaci zadržavaju neprijatelja. Zapravo, mravi su vrlo gadni. Postoji barem jedna vrsta kod koje mravi radnici imaju vrlo veliku žlijezdu u svom tijelu. Kada ti mravi postanu jako nervozni, mogu povećati pritisak na nju i doslovno eksplodirati, prskajući sve oko sebe ljepljivom tvari. Drugi mravi također imaju razne žlijezde, ponekad smještene u glavi, a ponekad u trbuhu, te luče otrovne tvari koje obaraju njihove neprijatelje. Dakle, njihovi sukobi uključuju metode koje počinju borbom i završavaju kemijskim oružjem, što ih čini sličnima ljudima.

Vodite ljubav a ne rat

Zanimljiv je fenomen koji je gotovo sigurno povezan s ljudskim promjenama u prirodnom okolišu. Invazivne vrste su u više navrata napadane diljem svijeta. Kada vrsta koju su uveli ljudi dobije priliku ovladati novim okolišem, može se razmnožavati do nezamislivih razmjera, dostižući gustoću bez presedana za svoje izvorno stanište. Područje distribucije invazivnih vrsta mrava može doseći ogromna područja - tisuće četvornih kilometara.

Zašto su ove invazije tako uspješne? Biološke prednosti ovih vrsta povezane su s jednokolonijalnošću. Taj se fenomen sastoji u gubitku kod nekih vrsta, iz ovog ili onog razloga, sposobnosti razlikovanja granica kolonija. U normalnim uvjetima svaka kolonija ima svoj kemijski potpis, uz pomoć kojeg mravi razlikuju prijatelja i neprijatelja. Ali mnoge invazivne vrste su ga izgubile. Unutar svoje vrste ponašaju se s drugim jedinkama kao da su članovi vlastite kolonije.

Sposobnost izbjegavanja ratova mrava unutar vrste i želja da se pripadnici drugih kolonija prihvate u svoje omogućile su smanjenje iznosa troškova. Stoga su uspjeli povećati broj stanovnika i postati uspješniji u natjecanju. Oni zadržavaju sposobnost da na predstavnike drugih vrsta gledaju kao na neprijatelje ili vanzemaljce, ali ne pokazuju intraspecifičnu agresiju. Kao rezultat toga, gotovo jedna kolonija mrava prostire se na tisuće kilometara. Mravi s jednog njegovog kraja mogu komunicirati s mravima s drugog bez ikakve agresije. Ovaj učinak je opažen mnogo puta i prilično je iznenađujući. Uspješne vrste invazije nisu blisko povezane, već dolaze iz različitih podfamilija mrava, što ih čini vrlo raznolikima.

To nam govori da je suradnja najsigurniji put do uspjeha. Naravno, mnogo ovisi o razini na kojoj je izražena. Možemo se ponovno obratiti usporedbi između mrava i ljudskog društva. Ljudi su društvene životinje: radimo zajedno, stvaramo saveze. Ali kolonije mrava imaju razinu suradnje i integracije koja je ljudima praktički nedostižna. Osoba se gotovo uvijek razlikuje od mrava po tome što, čak i ako postoji u obitelji ili drugoj društvenoj skupini, zadržava značajan dio svog individualnog identiteta.

Uvijek smo jako uzbuđeni zbog slučajeva samožrtvovanja i velikodušnosti, a u konačnici naš život je delikatan manevar između sebičnosti i suradnje. U tom smislu mravi se razlikuju od nas. Unutar kolonije, sebičnost i individualni interesi uglavnom su prestali postojati. Mravi i dalje sudjeluju u sukobima između različitih kolonija, ali zanimljivo je da invazivne vrste koje su napustile kolonijalne barijere izgleda bolje.

Vojnici protiv nomadskih mrava

Vojnici su posebna vrsta mrava koji se nalazi u određenim kolonijama. Oni su dio radne snage i specijalizirani su za obranu. Nemaju sve vrste mrava vojnike, većina je ograničena na samo jednu vrstu radnika. Ali kod drugih vrsta, specijalizirani vojnici razlikuju se od običnih radnika povećanom veličinom tijela i ponašanjem. Ako je kolonija napadnuta, tada su vojnici ti koji sudjeluju u njezinoj obrani.

Nomadski mravi su potfamilija mrava s nekoliko jedinstvenih ponašanja. Oni su razvili svoje društvene vještine snažnije od bilo koje druge skupine društvenih insekata, pa čak i bilo koje druge životinje poznate nama. Nomadski mravi zanimljivi su zbog svoje sposobnosti da izvode sve radnje zajedno. Svaka aktivnost odvija se u bliskoj interakciji velikih skupina pojedinaca. Ne poduzimaju samostalne radnje, a pojedini radnici nikada ne hodaju sami.

Jedini članovi kolonija nomadskih mrava koji mogu djelovati samostalno su mužjaci. S vremena na vrijeme se rađaju kao kolonija za parenje. Imaju krila i s vremena na vrijeme napuštaju koloniju kako bi pronašli mlade ženke. Bilo koju drugu aktivnost u kolonijama nomadskih mrava provodi skupina članova istog gnijezda. Među njima nema zasebnih izviđača ili sakupljača hrane - sve se radi masovnim radom roja insekata. Možda mislite da je kolonija nomadskih mrava nedjeljiva jedinica, gotovo poput organizma, poput pseudopoda amebe. Napad nomadskih mrava može se zamisliti kao ruka ili noga koja nikada ne gubi kontakt s tijelom. A sve što rade događa se uz visok stupanj koordinacije i interakcije.

Nomadski mravi s ličinkama ukradenim iz osinjeg gnijezda

Nomadski mravi pružaju izvrstan materijal za proučavanje ratova mrava. Po tome se također malo razlikuju od svih ostalih mrava. Za njih je svijet podijeljen u tri kategorije: druge kolonije iste vrste, druge vrste nomadskih mrava i druge životinje, uključujući druge nenomadske vrste mrava. Njihova reakcija na svaku od kategorija je potpuno drugačija. Općenito, nomadski mravi ne sudjeluju u ratovima s drugim nomadskim mravima. Međutim, jedan od omiljenih plijena nomadskih mrava su druge vrste mrava.

Nomadski mravi imaju dvije vrste odgovora na sukob: neznanje i izbjegavanje. Zamislite proces traženja hrane nomadskih mrava: oni šalju veliku grupu u napade, cijeli tepih mrava radnika, koji briše šumom. Ponekad se sličan roj približava roju predstavnika druge vrste nomadskih mrava. U takvoj situaciji očekujemo uzbudljivu borbu između dviju masa. Međutim, najčešće se jednostavno ignoriraju: dva ogromna roja mirno prolaze jedan kroz drugi. Pogled na ovaj fenomen je nevjerojatan.

Druga vrsta reakcije je vrlo rijetka. Kada dvije kolonije iste nomadske vrste mrava dođu u kontakt, vrlo brzo prepoznaju da su srele pripadnike druge skupine. Ali umjesto da započnu bitku, obje se kolonije povlače u suprotnom smjeru jedna od druge. Spremni su prijeći prilično velike udaljenosti kako bi se što više udaljili jedni od drugih, što može dovesti do pomaka u cijeloj koloniji. Tako, unutar svoje vrste, nomadski mravi pokazuju jasno izbjegavanje, a predstavnici različitih vrsta jednostavno se međusobno ignoriraju.

Kada nomadski mravi naiđu na predstavnike druge, nenomadske vrste mrava, događa se suprotno: krenu u napad i pokušavaju ubiti sve mrave u toj koloniji. Nomadski mravi napadaju vrlo velike kolonije drugih vrsta mrava, tretirajući ih kao plijen. Naravno, drugi mravi u mnogim slučajevima uzvraćaju udarac. Takve bitke mogu rezultirati velikim gubicima s obje strane. Ratovi između kolonija nomadskih mrava i njihovog plijena neke su od najspektakularnijih i najpogubnijih bitaka u prirodi. Najčešće prevladavaju nomadski mravi, ali mogu pretrpjeti i velike gubitke tijekom bitke.

Nomadski mravi su u stanju regrutirati veliki broj svojih rođaka iz gnijezda kada pronađu vrijedan resurs. Postoje dokazi da imaju posebnu tvar za korištenje u takvim slučajevima - regrutirajući feromon. Ovo je područje za nova istraživanja nomadskih mrava i njihove kemijske instrumentacije. Eksperimentalno je utvrđeno da imaju funkcionalno različite feromone i kemijske signale za prenošenje različitih informacija, ali o njihovom specifičnom kemijskom sastavu ne znamo gotovo ništa.

Što se tiče fizičke veličine, nomadski mravi nisu uvijek veliki. Postoje mnoge druge vrste mrava s puno većim veličinama tijela. Ali uspijevaju zahvaljujući količini. Njihove kolonije su ogromne, a sve akcije izvode se u velikim koordiniranim skupinama. Ako naiđete na predstavnike kolonije nomadskih mrava, onda ne govorimo o jednom izviđaču, već odmah o značajnom dijelu kolonije. U isto vrijeme, mnogi pojedinačni mravi izlaze u borbu i, za razliku od drugih mrava, ne moraju čekati dok se novačenje ne završi. Oni su u interakciji sa svim elementima okoline kao posebna društvena jedinica.

Nomadski mravi protiv mrava koji režu listove

Jedna od vrsta nomadskih mrava u tropskim šumama Novog svijeta redovito pokušava upasti na teritorij razvijenih kolonija mrava rezača listova. Nomadski mravi i mravi koji sijeku lišće kruna su evolucije mrava: sposobni su stvoriti goleme kolonije, postići visoku razinu socijalizacije i sudjelovati u višestrukoj podjeli rada. Kada nomadski mravi napadaju visoko razvijene populacije mrava rezača listova, vojnici obje vrste postroje se jedni nasuprot drugima i započnu katastrofalne bitke koje mogu trajati danima dok nomadski mravi ne probiju crtu obrane, dođu do gnijezda lišćara mravi i počnu pljačkati njihove zalihe.

Mravi koji režu lišće grade ogromne mravinjake i uspostavljaju ogromne kolonije s milijunskom populacijom. Mravi vojnici ove vrste odlikuju se impresivnom veličinom: nosivost mrava vojnika stotine je puta veća od one kod mrava radnika. No, vojnici ne mogu obaviti veliki obim posla za koloniju: preveliki su, njihovo je održavanje skupo za stanovništvo, a točnu namjenu biolozi još nisu u potpunosti shvatili.

Međutim, kada su biolozi počeli promatrati redovite napade nomadskih mrava na kolonije mrava koji sijeku listove, primijetili su kako mravi rezači lišće reagiraju na te invazije. Tisuće golemih rezača listova šalju se na crtu bojišnice, gdje moraju pokušati odbiti napad nomadskih mrava. U većini slučajeva, njihovi napori su neuspješni, a u konačnici će nomadski mravi ipak probiti crtu obrane. No, može se pretpostaviti da je upravo zaštita od nomadskih mrava razlog postojanja vojničkih lišćara. Ovo zapažanje podržava teoriju da je borba ili borba protiv drugih mrava važan aspekt evolucije mrava.

Ako pobliže pogledate kako drugi mravi reagiraju na napade nomadskih mrava, možete razlikovati širok raspon reakcija: neke vrste mrava pokušavaju se odbiti, druge počinju paničariti, jedva videći prve vojnike nomadskih mrava, i žuriti spasiti gnijezdo. Obično evakuiraju potomstvo i pokušavaju se pomaknuti što je dalje moguće. Osjećajući se sigurno, zastaju i čekaju svoje vrijeme. Nakon što sitni nomadski mravi napuste razorenu koloniju, žrtve napada mogu se vratiti kućama.

Suvremena istraživanja mrava

Biološke karakteristike invazivnih vrsta mrava trenutno su od interesa. Znanstvenici su počeli shvaćati da nam saznanje o tome je li kolonija uključena u sudare pomaže naučiti više o biološkim invazijama i njihovim mogućim negativnim posljedicama. Određene vrste invazivnih mrava uzrokuju ekološke probleme na globalnoj razini - ne samo za ljude, već i za ugrožene ekosustave mjesta njihove invazije. S obzirom na to da brišu ugrožene vrste s lica zemlje i svojim ponašanjem pridonose restrukturiranju staništa, mogu imati strašne posljedice po okoliš.

Oni također predstavljaju problem za ljude: ti se mravi penju u hranu, neke vrste ispuštaju neugodan miris i uzrokuju bolest. Razumijevanje ratova mrava može biti ključ za otkrivanje osobine koja poziva invazivne vrste mrava da se ovako ponašaju. Možda će nam ovo otkriće pomoći razviti reakciju na demarše mrava, ili čak predvidjeti kada će se tako nešto ponoviti. Stoga danas postoji ogromna količina istraživanja o agresiji mrava i ratovima mrava od kojih se očekuje da će dati odgovor na pitanje bioloških invazija.

Mrav pokupi nektar lisnih uši

Dobro je pobliže pogledati vrste životinja koje imaju izravnu korist od ratova mrava. U kolonijama mnogih podvrsta mrava žive predstavnici drugih vrsta, nazvani mirmekofili. Ovi predstavnici životinjskog svijeta hranu dobivaju uglavnom iz kolonije mrava. Obično govorimo o parazitima, ali njihov negativan utjecaj na život kolonije u pravilu je minimalan. Mirmekofili razvijaju sposobnost skrivanja od mrava. Mehanizam priznavanja suplemenika usvojen u koloniji na njih se ne odnosi, ali ga nekako zaobilaze. A vrste, čija je sudbina povezana sa sudbinom kolonije mrava u evolucijskom smislu, pokazuju veliki interes za ishod ratova mrava. Drugim riječima, ako je kolonija uništena, i njima je teško. No, u ovom trenutku znanstvenici nemaju informacije o izravnom sudjelovanju mirmekofila u bitkama, iako ideja nije loša.

Trenutno radimo u dva smjera. Prvo, proučavamo evoluciju mozga mrava i pokušavamo razumjeti kako živčani sustav reagira na različite uvjete okoline, određuje li on društvene uloge i veličinu tijela mrava. Drugo, zanima nas razumijevanje kako se nomadski mravi mogu koristiti za proučavanje temperaturnih fluktuacija i, moguće, utjecaja klimatskih promjena na genetiku i psihologiju divljih životinja. Vidimo nomadske mrave kao izvrstan model za istraživanje, dijelom zato što pripadnici tropskih nomadskih vrsta mrava mogu izdržati širok raspon temperatura: identične podvrste bile su izložene vrlo visokim temperaturama u nižim područjima i vrlo hladnom u planinama u tijek istraživanja.

Otvorena pitanja

Iz niza znanstvenih članaka koji su se pojavili 2015. saznali smo da je struktura mozga mrava posljednjih godina doživjela značajne promjene, posebice u pogledu transformacije vrste iz entomofaga u društvena bića. Ova promjena teoretski potvrđuje pretpostavku da, nakon što je postao društveno biće, predstavnik vrste ne treba isto tako visoku razinu razvoja svog mozga i kognitivne aktivnosti, budući da sada može dijeliti informacije i integrirati se s drugim predstavnicima svoje podvrste - gotovo isto kao da bi se neuronske veze mogle dovesti na razinu grupe. Ovo otkriće bilo je pravi proboj; potrebno je analizirati slične trendove kod predstavnika drugih vrsta kako bi se razumjelo da li se to odnosi na sve predstavnike faune. To je važno, jer ako pogledate predstavnike klase kralježnjaka - sisavaca, ptica, riba, većina njih u osnovi pokazuje upravo suprotnu tendenciju. Drugim riječima, ako vaša vrsta postane socijaliziranija, moždana aktivnost se također povećava; kukci, s druge strane, pokazuju upravo suprotan odnos. Mnogo je uzbudljivih otkrića u ovoj liniji istraživanja.

Pitanja o megakolonijama ostaju otvorena. Nije poznato koliko je duboka njihova integracija. Možda je sve ograničeno na lokalnu razinu, a informacije razmjenjuju samo na kratkim udaljenostima. Zanimljivo je zamisliti duboko integrirane kolonije, iako je malo vjerojatno da će moći razmjenjivati informacije na velikim udaljenostima. Ipak, nije loša ideja za znanstvenofantastični roman.