Sipelgad on putukate perekond (Formicidae), kes koos mesilaste ja herilastega moodustavad seltsi Hymenoptera (Hymenoptera). Praeguseks on registreeritud üle 22 000 liigi – neist 13 800 on kirjeldatud – ja hinnanguliselt moodustavad need kuni 25% maismaa loomse päritoluga biomassist. Kas soovite sipelgate käitumise kohta rohkem teada saada?
Need selgrootud paistavad silma oma ebatavalise eusotsiaalsuse ja superorganismide tekke poolest, st nad on võimelised looma keerulisi struktuure, mis ulatuvad palju kaugemale kõigi nende liikmete summast. Kahtlemata esindavad Hymenoptera põnevat evolutsioonistrateegiat ja meil on nende kohta veel palju õppida.
Sipelgate omadused
Sipelgad on sipelgad, kuid nad kuuluvad ka putukate klassi. Kuna nad on putukad, on neil mitmeid rohutirtsude, mardikate, mantisi ja teistega sarnaseid omadusi, näiteks pea, rindkere ja kõhuosa, 6 jäseme ja väga tähelepanuväärsete pea-antennide olemasolu.
Nagu teistel putukatel, on ka sipelgatel välisskelett, mis kaitseb neid keskkonna eest. Antud juhul koosneb epikutiikulist ja kitiinsest prokutikulist. Lisaks tuleb märkida, et neil ei ole kasutada kopse ja hingamisteid, kuid hapnik siseneb nende kehasse eksoskeleti kaudu läbi pooride, mida nimetatakse spirakliteks.
Pefa altasandil on need selgrootud kõrgelt arenenud. Neil on paar lateraalset liitsilma, pea ülaosas kolm silmatorka, mis tuvastavad valguse taseme ja polarisatsiooni, ja paar antenni, mis on võimelised salvestama kemikaale, õhuvoolu ja vibratsiooni.Nagu hilisemates ridades näeme, on need suhtluses hädavajalikud.
Rindkere ehk mesosoom sisaldab 6 motoorset jäsemet ja tiibu, mis esinevad emastel ja isastel paljunemise ajal. Teisest küljest kaitseb kõht ehk metasoom kõiki looma elutähtsaid organeid, sealhulgas paljunemis-, hingamis- ja eritussüsteeme. Huvitav on see, et mõnel liigil on modifitseeritud suguelundid, nagu nõelad.
Igal sipelgaliigil on oma omadused, kuid nad järgivad ühtset üldist kehaplaani.
Sipelgate käitumine
Nagu oleme öelnud, on maailmas olnud rohkem kui 22 000 liiki sipelgaid. Üldisuste kehtestamine nii suures taksonis on hirmuäratav ülesanne, kuid ühiste esivanemate olemasolu ja evolutsiooniline lähenemine on muutnud mõned tunnused rakendatavaks peaaegu kõigi sipelglike liikide puhul.Siin on mõned näited:
- Sipelgate käitumist juhivad sugulaste valikumehhanismid.
- Sama liigi ja populatsiooni isendite, populatsioonide (kolooniate) ja liikide vahel on konkurents.
- Kolooniad näitavad kolooniate kontrolliprotsesside hierarhiat. Konkurents sama koloonia liikmete vahel kujundab kogukonna dünaamikat.
- Kolooniad jagunevad kastideks, tavaliselt on need töötajad, sõdurid, kuningannad ja isased.
- Tõud on kujundatud loodusliku valiku abil, et maksimeerida kogu koloonia, mitte üksikute isendite sobivust.
Lisaks kolooniadünaamikale on sipelgatel sageli kohustuslikud suhted teatud taime- ja selgrootute liikidega. Need on hädavajalikud biogeokeemiliste tsüklite säilitamiseks muldades, suurepäraseks valguallikaks erinevatele liikidele ning neil on muu hulgas võrratu roll seemnete levitamisel.
Järgmisena uurime mõnda sipelgate käitumist. Alates sugulaste valikust kuni eusotsiaalsuseni – need ei jäta teid ükskõikseks.
Kastid sipelgapesas
Üldiselt väidetakse, et sipelgad jagavad oma kolooniad kastideks, kuigi see joon muutub mõne liigi puhul veidi häguseks. Igal juhul võib sipelgapesas tsiteerida järgmisi ühiskondlikke organisatsioone:
- Reina: on koloonia sammas, "süda" ja "aju" korraga. Kui kuninganna paljuneb tiivulise isasega, matab ta end ja hakkab munema, mis vastab tulevastele töötajatele. Sipelgakuninganna eluiga võib olenev alt liigist kuni 30 aastat. Lihtsam alt öeldes on see diploidne (2n) täieliku “geneetilise pildiga”.
- Tööline: töötajad on koloonia "käed" . Tavaliselt elavad nad 1–3 aastat ja täidavad kõiki sipelgapesa ülesandeid alates galeriide ehitamisest kuni toidu otsimiseni.Uuringute kohaselt võib eristumine töötajast kuningannaks sõltuda vastsete staadiumis toitumisest. Nad on ka diploidsed (2n).
- Isasloom: Isased on jalgadega spermakotid, kuna nende ainus eesmärk on paljuneda ja surra. Tuleb märkida, et nad on haploidsed (n) elusolendid, mis tähendab, et neil on pool naiste ja töötajate geneetilisest teabest – üks kromosoomikomplekt.
See reegel ei kehti aga kõikide sipelgate puhul. Mõnda liiki iseloomustavad esitlevad organisatsioonid, milles kõik töötajad on potentsiaalselt paljunemisvõimelised, kuid üks või rühm valitakse ülejäänutest domineerimismehhanismide abil (Gamergate). Diacamma rugosum on selle suurepärane näide.
Ants ja sugulaste valik
Kiirelt ja lihts alt öeldud, sugulaste valik ehk sugulaste valik püüab seletada loomariigi “ altruismi” ehk seda, miks leidub elusolendeid, kes aitavad oma sugulasi, kuigi sellega kaasneb nende jaoks märkimisväärne energiainvesteering.See postulatsioon põhineb Hamiltoni võrrandil:
rB>C
(r) esindab geneetilist seost dünaamika mõlema komponendi vahel, (B) altruistliku käitumise sooritaja poolt saadavat kasu ja (C) paljunemiskulusid, mis käitumisega kaasnevad heategija abistamiseks. Teisisõnu, mida suurem on suhe loomade vahel (r), seda tõenäolisem on, et koloonias olev isend aitab oma sugulast või "ülemat" .
Seda teooriat saab rakendada ka hümenoptera, eriti sipelgate puhul. Töötajad "eitavad" oma paljunemisvõimet, et eelistada kuninganna oma, kuna see ilmneb evolutsioonilisel tasandil "arve pärast" , kuna nad kõik on väga lähedased sugulased. Selles strateegias eelistatakse ühiste geenide levikut põlvkondade vahel individuaalsele paljunemisele.
Vaatamata nende teooriate huvipakkuvusele ei saa sugulaste valikuga seletada kogu sipelgate käitumist. Paljud spetsialistid arutavad täna rakenduste üle.
Sipelgate käitumine eusotsiaalsete ja koostöövõimeliste olenditena
Kas sugulaste valiku või muude mehhanismide järgi on sipelgad äärmuseni viidud eusotsiaalsuse selge näide. Nendes lahutamatutes kogukondades kuuluvad täiskasvanud 2 või enamasse kattuvasse põlvkonda, hoolitsevad koostöös oma järglaste eest ning valdav enamus liikmetest ei ole paljunemisvõimelised (töölised).
Nendes kolooniates ei mõjuta looduslik valik üksikisikut, vaid kogu populatsiooni, mistõttu kõik liikmed teevad omavahel äärmuslikku koostööd. Sel põhjusel, kui hierarhia või sotsiaalne struktuur on purunenud, variseb kogu sipelgapesa kokku. Teisisõnu, kui kuninganna sureb, surevad koos temaga ka töölised - välja arvatud eelnev alt mainitud Gamergates.
Sipelgapesas pole töötaja elu asjakohane. See ohverdatakse probleemideta, kui see päästab vastsed või kuninganna.
Sipelgad kui superorganismid
Nagu oleme varem öelnud, on iga sipelgapesa keerukas organism, mis eeldab midagi "üle" kõigi oma osade summast. Kõikidel superorganismidel on järgmised omadused:
- Koloonia komponendid elavad ühises struktuuris (sipelgapesa või pesa), mis pakub kaitset kuningannale ja vastsetele ning võimaldab varustada toitu. Pesade temperatuur ja niiskus on iga liigi jaoks unikaalsed ning selle komponendid võivad seda moduleerida.
- Kuninganna või ema on superorganismi "süda" ja "aju" . See võib oma suuruse ja morfoloogia tõttu elada oodatust kuni 100 korda kauem.
- Koloonia liikmed jagavad funktsioone. Mõned neist hoolitsevad vastsete eest, teised peavad jahti ja teised ehitavad galeriisid ja hoiavad sipelgapesa puhtana.
Kõik need keerulised koostoimed toovad kaasa rea hoomamatuid eeliseid. Sipelgad toodavad rohkem järglasi kui keskmised putukad, elavad bioloogilise üksusena palju kauem ja suudavad säilitada teatud sõltumatuse väliskeskkonnast.
Selle ühtse keerukuse väga selge näide on liik Myrmecocystus mexicanus. Nendes sipelgapesades toidab ja täidab valitud rühm töötajaid oma mao – metasoomi sibulakujulise osa – füsioloogiliste piirideni. Seejärel ripuvad nad sipelgapesa kambri laes, muutudes liikumatuks ja toimides elava toiduvaruna.
Suhtlemine
Kogumissipelgad läbivad pesast kuni 200 meetri kaugusele. Tänu oma antennidele on nad võimelised tuvastama koloonia teiste liikmete eralduvaid feromoone ja jõuavad seega turvaliselt tagasi oma asustuskeskusesse. Need rajad on kasulikud ka toiduallikate, ohtude, muude kolooniate ja palju muu märgistamiseks.
Lisaks sellele suudavad mõned kuivadest keskkondadest pärit ööpäevased liigid (nt Cataglyphis bicolor) erineval viisil orienteeruda. Nagu uuringud näitavad, kujutab see liik omamoodi sammulugejat ja töötajad loevad samme, mida nad on sipelgapesast konkreetsesse sihtkohta astunud.Samuti võtavad nad võrdlusobjektidena keskkonnas ja Päikese asendi.
Sipelgate toitumiskäitumine
Üldiselt on tavaliselt ettekujutus, et sipelgas kogub enda toitmiseks seemneid ja väikest prahti, kuid mitte kõik sipelgad ei järgi seda strateegiat. Mõned liigid toituvad seentest, mida nad kasvavad oma sipelgapesas (Acromyrmex) ja teised on praktiliselt karnivoorid (teiste hulgas Odontomachus, Harpegnathos ja Myrmecia).
Selgeim näide kiskjastrateegiast on lõkslõuad, eriti need, mis kuuluvad perekonda Odontomachus. Sellel rühmal on loomariigis kiireimad röövlisandused, kuna nad suudavad oma lõuad sulgeda keskmiselt 130 mikrosekundiga, nagu näitavad uuringud. Koos nende nõelaga, mis on võimeline toksiine eritama, muudab see nad tapamasinateks.
Lõpuks ei saa me unustada perekonna Myrmecia sipelgaid, mida nende levikualal (Austraalia) tuntakse ka pullsipelgatena.Sellesse taksonisse kuuluvad 93 liiki paistavad silma oma võimsate lõualuude, suurepärase nägemismeele ja tugevate toksiinide poolest. Kuigi need ei ole inimestele surmavad, on avastatud anafülaktilisest šokist tingitud surmajuhtumeid.
Enamik sipelgaliike on röövpüüdjad, üldised kiskjad või täiesti taimtoidulised. Mõned on aga välja töötanud väga spetsiifilised söötmisstrateegiad.
Lõpumärkmed sipelgate käitumise kohta
Nagu olete näinud, ulatub sipelgate maailm palju kaugemale kui kevadsuvise pikniku pealetung. Mõned sipelgad elavad puudel ja nende vastsed genereerivad tõelisi võrkkamme (Polyrhachis sukeldub), teised kasvatavad seeni, millest nad toituvad (Atta ja Acromyrmex) ja teised jahivad väsimatult suurt saaki (Myrmecia).
Kui meile pärast nende ridade lugemist midagi selgeks saab, on see, et sipelgatel on meile evolutsiooni ja keerukate ühiskondade osas palju õpetada. Kahtlemata on nad elav näide, et ühtsus on jõud.
