Skudras ir kukaiņu (Formicidae) dzimta, kas kopā ar bitēm un lapsenēm veido kārtu Hymenoptera (Hymenoptera). Līdz šim ir reģistrētas vairāk nekā 22 000 sugu, no kurām 13 800 ir aprakstītas, un tiek lēsts, ka tās veido līdz pat 25% no dzīvnieku izcelsmes sauszemes biomasas. Vai vēlaties uzzināt vairāk par skudru uzvedību?
Šie bezmugurkaulnieki izceļas ar savu neparasto eisocialitāti un superorganismu veidošanos, proti, tie spēj radīt sarežģītas struktūras, kas krietni pārsniedz katra to dalībnieka summu. Bez šaubām, Hymenoptera pārstāv aizraujošu evolūcijas stratēģiju, un mums vēl ir daudz par tiem jāmācās.
Skudru īpašības
Skudras ir Hymenoptera, taču tās pieder arī Insecta klasei. Tā kā tie ir kukaiņi, tiem piemīt virkne īpašību, kas ir kopīga ar sienāžiem, vabolēm, dievlūdzējiem un citiem, piemēram, ķermenis sadalīts galvā, krūškurvī un vēderā, 6 ekstremitātes un ļoti ievērojamas galvas antenas.
Tāpat kā citiem kukaiņiem, skudrām ir eksoskelets, kas tās aizsargā no apkārtējās vides, šajā gadījumā sastāv no epikutikulas un hitīna prokutikulas. Turklāt jāņem vērā, ka viņiem nav lietojamas plaušas un elpceļi, bet skābeklis nonāk organismā caur eksoskeletu caur porām, ko sauc par spirālēm.
Galvas līmenī šie bezmugurkaulnieki ir ļoti attīstīti. Viņiem ir pāris sāniski saliktu acu, 3 okoli galvas augšdaļā, kas nosaka gaismas līmeni un polarizāciju, un antenu pāris, kas spēj reģistrēt ķīmiskās vielas, gaisa plūsmas un vibrācijas.Kā mēs redzēsim turpmākajās rindās, tie ir būtiski saziņā.
Krūškurvs jeb mezosoma satur 6 motoriskās ekstremitātes un spārnus, kas atrodas mātītēm un tēviņiem reprodukcijas laikā. No otras puses, vēders jeb metasoma aizsargā visus dzīvnieka dzīvībai svarīgos orgānus, tostarp reproduktīvo, elpošanas un ekskrēcijas sistēmu. Interesanti, ka dažām sugām ir modificēti reproduktīvie orgāni, piemēram, dzēlēji.
Katrai skudru sugai ir savas īpašības, taču tās visas ievēro kopēju ķermeņa plānu.
Skudru uzvedība
Kā jau teicām, pasaulē ir bijušas vairāk nekā 22 000 skudru sugu. Vispārīgumu noteikšana tik lielā taksonā ir biedējošs uzdevums, taču kopīgu senču esamība un evolūcijas konverģence ir padarījusi dažas pazīmes piemērojamas gandrīz visiem skudrveidīgajiem.Šeit ir daži piemēri:
- Skudru uzvedību regulē radinieku atlases mehānismi.
- Pastāv konkurence starp vienas sugas un populācijas indivīdiem, starp populācijām (kolonijām) un starp sugām.
- Kolonijas parāda hierarhijas koloniju kontroles procesos. Vienas kolonijas dalībnieku konkurence veido kopienas dinamiku.
- Kolonijas iedala kastās, parasti strādnieki, karavīri, karalienes un tēviņi.
- Šķirnes ir veidojušas dabiskās atlases ceļā, lai maksimāli palielinātu visas kolonijas, nevis atsevišķu indivīdu piemērotību.
Papildus koloniju dinamikai skudrām bieži ir obligātas attiecības ar noteiktām augu un bezmugurkaulnieku sugām. Tie ir būtiski bioģeoķīmisko ciklu uzturēšanai augsnēs, kas ir lielisks olb altumvielu avots dažādām sugām, un cita starpā tiem ir nepārspējama loma sēklu izplatīšanā.
Tālāk mēs izpētām dažus skudru uzvedības veidus. No radinieku atlases līdz eisocialitātei, tie neatstās jūs vienaldzīgu.
Kastas skudru pūznī
Kopumā tiek apgalvots, ka skudras sadala savas kolonijas kastās, lai gan dažās sugās šī līnija kļūst nedaudz izplūdusi. Jebkurā gadījumā skudru pūznī var minēt šādas sabiedriskās organizācijas:
- Reina: ir kolonijas pīlārs, "sirds" un "smadzenes" vienlaikus. Kad karaliene vairojas ar spārnotu tēviņu, viņa apglabājas un sāk dēt olas, kas atbilst nākamajiem strādniekiem. Atkarībā no sugas skudras karaliene var dzīvot līdz 30 gadiem. Tas ir diploīds (2n), vienkārši sakot, tam ir pilnīga “ģenētiskā aina”.
- Strādnieks: strādnieki ir kolonijas “rokas”. Viņi parasti dzīvo no 1 līdz 3 gadiem un veic visus skudru pūžņa uzdevumus, sākot no galeriju būvniecības līdz pārtikas meklēšanai.Saskaņā ar pētījumiem, atšķirība no strādnieka līdz karalienei varētu būt atkarīga no uztura uzņemšanas kāpuru stadijā. Tie ir arī diploīdi (2n).
- Vīrietis: tēviņi ir spermas maisiņi ar kājām, jo viņu vienīgais mērķis ir vairoties un mirt. Jāņem vērā, ka tās ir haploīdas (n) dzīvas būtnes, kas nozīmē, ka tām ir puse no sieviešu un strādnieku ģenētiskās informācijas - viena hromosomu kopa -
Tomēr šis noteikums neattiecas uz visām skudrām. Dažām sugām ir raksturīgas prezentācijas organizācijas, kurās visi darbinieki ir potenciāli reproduktīvi, bet viena vai grupa tiek izvēlēta virs pārējām ar dominēšanas mehānismiem (Gamergate). Diacamma rugosum ir lielisks piemērs tam.
Skudras un radinieku izlase
Ātri un vienkārši pateikts, ka radu selekcija jeb radu selekcija mēģina izskaidrot “ altruismu” dzīvnieku valstībā, proti, kāpēc ir dzīvas būtnes, kas palīdz saviem radiniekiem, lai gan tas viņiem ir saistīts ar ievērojamu enerģijas ieguldījumu.Šī postulācija ir balstīta uz Hamiltona vienādojumu:
rB>C
(r) atspoguļo ģenētiskās attiecības starp abiem dinamikas komponentiem, (B) ieguvumu, ko gūst persona, kas veic altruistisku uzvedību, un (C) reproduktīvās izmaksas, ko šī uzvedība rada, lai palīdzētu labdaram. Citiem vārdiem sakot, jo lielākas ir attiecības starp dzīvniekiem (r), jo lielāka iespēja, ka kāds indivīds kolonijā palīdzēs savam radiniekam vai “priekšniekam”.
Šo teoriju var attiecināt arī uz himenoptera, īpaši skudrām. Strādnieki “noliedz” savu reproduktīvo spēju, lai dotu priekšroku karalienes reproduktīvajām spējām, jo tas izpaužas “uz rēķina” evolūcijas līmenī, jo viņi visi ir ļoti tuvi radinieki. Šajā stratēģijā kopīgu gēnu izplatība starp paaudzēm tiek dota priekšroka, nevis individuāla vairošanās.
Neskatoties uz šo teoriju interesi, ne visu skudru uzvedību var izskaidrot ar radinieku atlasi. Daudzi speciālisti šodien apspriež pieteikumus.
Skudru kā eusociālu un kooperatīvu būtņu uzvedība
Vai nu ar radinieku atlasi, vai citiem mehānismiem, skudras ir spilgts eusocialitātes piemērs, kas novests līdz galējībai. Šajās nedalāmajās kopienās pieaugušie pieder pie 2 vai vairākām paaudzēm, kas pārklājas, kopīgi rūpējas par saviem pēcnācējiem, un lielākā daļa dalībnieku nav spējīgi vairoties (darbinieki).
Šajās kolonijās dabiskā atlase iedarbojas nevis uz indivīdu, bet gan uz visu populāciju, tāpēc visi dalībnieki savā starpā ekstrēmā veidā sadarbojas. Šī iemesla dēļ, ja tiek salauzta hierarhija vai sociālā struktūra, viss skudru pūznis sabrūk. Citiem vārdiem sakot, ja karaliene nomirst, strādnieki mirst kopā ar viņu, izņemot iepriekš minētos Gamergates.
Skudru pūznī strādnieka dzīve nav aktuāla. Tas tiek upurēts bez problēmām, ja tas izglābj kāpurus vai karalieni.
Skudras kā superorganismi
Kā jau teicām iepriekš, katrs skudru pūznis ir sarežģīts organisms, kas pieņem kaut ko "ārpus" visu tā daļu summai. Visiem superorganismiem ir šādas īpašības:
- Kolonijas sastāvdaļas dzīvo kopīgā struktūrā (skudru pūznī vai ligzdā), kas nodrošina karaliene un kāpuru aizsardzību un ļauj nodrošināt barību. Ligzdu temperatūra un mitrums katrai sugai ir unikāls, un tās sastāvdaļas var to modulēt.
- Karaliene jeb māte ir superorganisma "sirds" un "smadzenes" . Tas var dzīvot līdz pat 100 reizēm ilgāk, nekā paredzēts tā izmēra un morfoloģijas dēļ.
- Kolonijas dalībnieki dala funkcijas. Daži no viņiem rūpējas par kāpuriem, citi medī, bet citi būvē galerijas un uztur skudru pūzni tīru.
Visas šīs sarežģītās mijiedarbības sniedz virkni neaptveramu priekšrocību. Skudras rada vairāk pēcnācēju nekā vidusmēra kukainis, tās dzīvo daudz ilgāk kā bioloģiskā vienība un spēj saglabāt zināmu neatkarību no ārējās vides.
Ļoti spilgts šīs vienotās sarežģītības piemērs ir Myrmecocystus mexicanus suga. Šajos skudru pūžņos noteikta strādnieku grupa baro un piepilda savu gastru - metasomas sīpola daļu - līdz fizioloģiskajām robežām. Pēc tam tie karājas pie skudru pūžņa kameras griestiem, kļūstot nekustīgiem un darbojoties kā dzīvas barības rezerves.
Komunikācija
Skudras savācēji veic attālumus līdz 200 metriem no ligzdas. Pateicoties savām antenām, viņi spēj noteikt feromonus, ko izstaro citi kolonijas locekļi, un tādējādi viņi droši nonāk atpakaļ savā apdzīvotības centrā. Šīs dziesmas ir noderīgas arī pārtikas avotu, briesmu, citu koloniju un daudz ko citu atzīmēšanai.
Papildus tam dažas diennakts sugas no sausas vides, piemēram, Cataglyphis bicolor, spēj orientēties dažādos veidos. Kā liecina pētījumi, šī suga ir sava veida "pedometrs" , un darbinieki skaita soļus, ko viņi veikuši no skudru pūžņa līdz noteiktam galamērķim.Viņi arī izmanto kā atskaites objektus vidē un Saules stāvokli.
Skudru barošanās uzvedība
Kopumā parasti ir doma, ka skudra savāc sēklas un mazus gružus, lai pabarotos, taču ne visas skudras ievēro šo stratēģiju. Dažas sugas barojas ar sēnēm, kuras aug savos skudru pūžņos (Acromyrmex), bet citas ir praktiski stingri plēsēji (cita starpā Odontomachus, Harpegnathos un Myrmecia).
Spilgtākais plēsonīgās stratēģijas piemērs ir slazdu žokļi, īpaši tie, kas pieder pie Odontomachus ģints. Šai grupai ir otrie ātrākie plēsīgo piedēkļi dzīvnieku valstī, jo tie spēj aizvērt žokļus vidēji 130 mikrosekundēs, kā liecina pētījumi. Kopā ar dzeloni, kas spēj izdalīt toksīnus, tas pārvērš tos par nogalināšanas mašīnām.
Visbeidzot, mēs nevaram aizmirst Myrmecia ģints skudras, kas to izplatības apgabalā (Austrālijā) pazīstamas arī kā buļļu skudras.Šajā taksonā iekļautās 93 sugas izceļas ar saviem spēcīgajiem žokļiem, lielisko redzi un spēcīgajiem toksīniem. Lai gan tie nav nāvējoši cilvēkiem, ir konstatēti nāves gadījumi no anafilaktiskā šoka.
Lielākā daļa skudru sugu ir tīrītāji, vispārēji plēsēji vai zālēdāji. Tomēr daži ir izstrādājuši ļoti specializētas barošanas stratēģijas.
Nobeiguma piezīmes par skudru uzvedību
Kā jau esat redzējis, skudru pasaule sniedzas daudz tālāk par iebrukumu piknikā pavasarī vai vasarā. Dažas skudras dzīvo kokos, un to kāpuri ģenerē īstas ķemmes (Polyrhachis niršanas), citas kultivē sēnes, ar kurām tās barojas (Atta un Acromyrmex), bet citas nenogurst medī lielu laupījumu (Myrmecia).
Ja pēc šo rindu izlasīšanas mums kaut kas ir skaidrs, tad skudrām mums ir daudz kas jāmāca attiecībā uz evolūciju un sarežģītām sabiedrībām. Bez šaubām, viņi ir dzīvs piemērs, ka vienotība ir spēks.
