Термиты-курганы - Mound-building termites

Чтобы узнать о других значениях термина «строитель курганов», см. Строитель курганов (значения).
Курган в Австралии
Структура М. natalensis курган
Оригинал Кейп-Йорк Телеграфная линия на деревянных столбах вела к ряду близлежащих термитников.
Термитные курганы в Ассортимент Bungle Bungle в Западной Австралии
Термитный курган в Намибия (2014)

Термиты-курганы группа термит виды, обитающие в курганах. Эти термиты живут в Африка, Австралия и Южная Америка. Курганы иногда имеют диаметр 30 метров (98 футов). Большинство курганов находится на хорошо дренированных территориях. Курганы термитов обычно переживают сами колонии. Если обнажаются внутренние ходы гнезда, оно обычно мертвое. Иногда другие колонии того же или другого вида занимают холм после смерти первоначальных строителей.

Структура кургана

Строение курганов может быть очень сложным. Внутри кургана находится обширная система туннелей и водоводов, которая служит вентиляционной системой для подземного гнезда. Чтобы обеспечить хорошую вентиляцию, термиты построят несколько шахт, ведущих вниз в подвал, расположенный под гнездом. Курган построен над подземным гнездом. Само гнездо представляет собой сфероидальную конструкцию, состоящую из множества галерейных камер. Они бывают самых разных форм и размеров. Некоторые, как Одонтотермес термиты строят открытые дымоходы или вентиляционные отверстия в своих насыпях, в то время как другие строят полностью закрытые насыпи, такие как Макротермесы. В Амитермес (Магнитные термиты) курганы создаются высокими, тонкими, клиновидными, обычно ориентированными с севера на юг.

Вентиляция в насыпях

Долгое время считалось, что разветвленная система туннелей и трубопроводов помогает контролировать климат внутри насыпи. Курган термитов способен регулировать температуру, влажность и распределение дыхательных газов. Раннее предложение предлагало термосифон механизм.[1] Тепло, создаваемое в результате метаболизма термитов, придает воздуху гнезда достаточную плавучесть, чтобы подтолкнуть его к насыпи и, в конечном итоге, к пористой поверхности насыпи, где тепло и газы обмениваются с атмосферой через пористые стены. Плотность воздуха у поверхности повышается из-за теплообмена и вытесняется ниже гнезда и, в конечном итоге, снова проходит через гнездо. Эта модель была предложена для курганов с закрытыми дымоходами и без больших вентиляционных отверстий, построенных видами. Macrotermes natalensis. Аналогичная модель на базе Эффект стека был предложен для курганов с открытыми дымоходами.[2] Высокие дымоходы подвергаются воздействию более высоких скоростей ветра по сравнению с отверстиями на уровне земли из-за граничных условий поверхности. Следовательно, Вентури поток втягивает свежий воздух в насыпь через отверстия на уровне земли, который проходит через гнездо и, наконец, выходит из насыпи через дымоход. В модели стекового эффекта поток является однонаправленным, по сравнению с циркуляционным потоком в модели термосифона.

Odontotermes transvaalensis Температура кургана не регулируется вентиляцией внутри насыпи. Высокие дымоходы скорее вызывают поток из-за эффекта Вентури и являются основными средствами вентиляции.[3] Исследования проводились на Macrotermes michaelseni курганов показал, что основная роль курганов заключается в обмене дыхательных газов. Сложное взаимодействие между насыпью и кинетической энергией турбулентных ветров является движущей силой газообмена в колонии.[4][5] Но недавние исследования Macrotermes michaelseni насыпь с улучшенным настраиваемым датчиком для измерения расхода воздуха предполагает, что воздух в насыпи в значительной степени перемещается из-за конвективных потоков, вызванных суточными колебаниями внешней температуры. Вторичный температурный градиент возникает из-за частичного воздействия солнца на восточную сторону насыпи до и после полудня с западной стороны насыпи. Повышенная надежность датчика предполагает, что ветер играет второстепенную роль по сравнению с преобладающим тепловым механизмом в вентиляции. Ветер усиливает газообмен у стен, но не вызывает значительных средних или переходных потоков внутри насыпи.[6] В целом аналогичный механизм вентиляции и терморегуляции наблюдается у Macrotermes michaelseni и Odontotermes obesus курганы.[7]

Социальные касты

РабочиеСамые маленькие по размеру, самые многочисленные из каст. Все они совершенно слепые, бескрылые и половозрелые. Их работа - кормить и ухаживать за всеми зависимыми кастами. Они также роют туннели, находят пищу и воду, поддерживают атмосферный гомеостаз колонии, а также строят и ремонтируют гнездо.

В солдатский работа заключается в защите колонии от нежелательных животных. Когда большие солдаты атакуют, они выделяют каплю коричневой едкой слюнной жидкости, которая распространяется между открытыми челюстями. Когда они кусаются, жидкость растекается по противнику. Обычно считается, что секрет токсичен или подвергается коагуляции с воздухом, что делает его похожим на клей.

Наконец, есть репродуктивные которые включают короля и королеву. Королева иногда может вырастать до шести сантиметров в длину, в то время как у представителей низших классов обычно меньше одного сантиметра.

Другая жизнь на термитниках

Растительность термитников обычно сильно отличается от окружающей растительности.[8][9] В африканских саваннах, Макротермесы курганы образуют «острова» с высокой плотностью деревьев. Обычно это объясняется тем, что из-за рытья термитов и разложения ими растительного материала почвы курганов обычно более плодородны, чем другие почвы. Вдобавок к этому было обнаружено, что почвы насыпей содержат больше воды, чем их окружение, что является явным преимуществом для роста растений в саваннах.[10] Высокая плотность деревьев на термитниках привлекает большое количество травоядных животных из-за высокого содержания питательных веществ в листве деревьев, растущих на холмах,[11][12] или, возможно, из-за большого количества еды и укрытия на холмах.[9]

Бразильские курганы каатинга

В Каатинга Экорегион на северо-востоке Бразилии насчитывает около 200 миллионов курганов термитов на площади размером с Великобританию.[13] Некоторые курганы имеют высоту 3 м (10 футов) и ширину 10 м (33 фута), а расстояние между ними составляет около 20 м (66 футов). Под насыпями находятся сети туннелей, для которых потребовалось выкопать 10 кубических километров (2,4 кубических миль) земли. Ученые провели радиоактивное датирование 11 курганов. Самому молодому кургану было 690 лет. Самому старому было не менее 3820 лет, а возможно, более чем в два раза больше. Курганы построены Синтермы Дирус термиты, которые около полдюйма в длину. Вырубка лесов в этом районе помогла ученым раскрыть размеры курганов.[14] Один ученый заявил, что курганы, по-видимому, представляют собой «самые обширные в мире биоинженерные усилия, предпринятые одним видом насекомых».[15]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Люшер, Мартин. «Гнезда термитов с кондиционированием воздуха». Scientific American, т. 205, нет. 1, 1961, стр. 138–147., Www.jstor.org/stable/24937012
  2. ^ Вейр, Дж. С. «Воздушный поток, испарение и накопление минералов в насыпях Macrotermes Subhyalinus (Rambur)». Журнал экологии животных, вып. 42, нет. 3. 1973, с. 509–520. JSTOR, www.jstor.org/stable/3120.
  3. ^ Тернер, Дж. С. «Вентиляция и постоянство температуры в колонии южноафриканских термитов (Odontotermes Transvaalensis: Macrotermitinae)». ЖУРНАЛ АРИДНЫХ СРЕД, № 3, 1994, с. 231. EBSCOhost, search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=edsbl&AN=EN021828269&site=eds-live.
  4. ^ Дж. Скотт Тернер, "На холме Macrotermes michaelseni как органе респираторного газообмена", Физиологическая и биохимическая зоология 74, вып. 6 (ноябрь / декабрь 2001 г.): 798-822. https://doi.org/10.1086/323990 PMID  11731972
  5. ^ Лоос, Р. «Чувствительный анемометр и его использование для измерения воздушных потоков в гнездах Macrotermes natalensis (Haviland)». Etudes sur les termites Africains 363 (1964): 372.
  6. ^ Сэмюэл А. Окко, Хантер Кинг, Дэвид Андрин, Пол Бардуниас, Дж. Скотт Тернер, Руперт Соар, Л. Махадеван, «Вентиляция африканских термитников на солнечных батареях». Журнал экспериментальной биологии, 2017 г. 220: 3260-3269; DOI: 10.1242 / jeb.160895
  7. ^ Хантер Кинг, Сэмюэл Око, Л. Махадеван, «Термитные курганы дышат посредством суточных тепловых циклов». Proceedings of the National Academy of Sciences Sep 2015, 112 (37) 11589-11593; DOI: 10.1073 / pnas.1423242112
  8. ^ Мо, С.Р., Мобаек, Р., Нармо, А.Н. (2009). «Термиты-курганы вносят свой вклад в неоднородность растительности саванны». Экология растений 202: 31-40
  9. ^ а б ван дер Плас, Ф., Ховисон, Р., Рейндерс, Дж., Фоккема, В. и Олфф, Х. (2013). «Функциональные характеристики деревьев на термитниках и за их пределами: понимание происхождения биотически обусловленной неоднородности в саваннах». Журнал науки о растительности 24: 227–38 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1654-1103.2012.01459.x/abstract
  10. ^ Пенниси, Э. (2015). Экология. Почвенные инженеры Африки: термиты. Наука, 347 (6222), 596–597. https://doi.org/10.1126/science.347.6222.596
  11. ^ Холдо, Р. (2003). «Повреждение древесных растений африканскими слонами по отношению к питательным веществам для листьев в Западном Зимбабве». Журнал тропической экологии 19: 189–96. «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) в 2013-09-28. Получено 2013-07-18.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  12. ^ Ловеридж, Дж. П., Мо, С. Р. (2004). «Termitaria как горячие точки для просмотра африканских мегагербоядных животных в лесистой местности миомбо». Журнал тропической экологии 20: 337–43. http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?fromPage=online&aid=215931
  13. ^ Мартин, Стивен Дж .; Funch, Roy R .; Hanson, Paul R .; Ю, Ын-Хе (2018). «Огромный пространственный узор из курганов термитов возрастом 4000 лет». Текущая биология. 28 (22): R1292 – R1293. Дои:10.1016 / j.cub.2018.09.061. PMID  30458144.
  14. ^ Чанг, Кеннет (20 ноября 2018 г.). «Мегаполис из 200 миллионов термитных курганов был скрыт у всех на виду». Нью-Йорк Таймс. Получено 20 ноября, 2018.
  15. ^ «Найденные в Бразилии курганы термитов возрастом 4000 лет видны из космоса». ScienceDaily. Получено 2018-11-21.