Плеометроз - Pleometrosis - Wikipedia

Plectroctena sp. муравьи

Плеометроз это поведение, наблюдаемое у социальных насекомых, когда формирование колонии инициируется несколькими матками, в основном одним и тем же видом насекомых. Этот тип поведения в основном изучался у муравьев, но также встречается у ос, пчел и термитов. Это поведение представляет значительный интерес для ученых, особенно у муравьев и термитов, потому что формирование гнезд часто происходит между не связанными между собой матками, что исключает аргумент об инклюзивной приспособленности как движущей силе плеометроза.[1] В то время как у других видов, таких как осы и пчелы, королевы-соучредители часто бывают родственниками.[2] Большинство видов, которые проявляют плеометроз после начальных стадий формирования колонии, уменьшают количество маток в своих колониях до одной доминирующей матки и либо убивают, либо вытесняют лишних маток.[3] Однако в некоторых случаях колонии, образованные плеометрозом, содержат несколько маток дольше, чем на ранних стадиях роста колонии.[3] Множественные королевы могут помочь колонии пройти через ранние стадии роста колонии, производя большую популяцию рабочих муравьев быстрее, что помогает вытеснить другие колонии в густонаселенных районах.[3] Однако формирование колоний с несколькими матками также может вызвать конкуренцию внутри колонии между матками, что, возможно, снижает вероятность выживания матки в плеометротической колонии.[2]

Давление отбора, вызывающее у муравьев плеометроз

Движущее давление отбора, которое заставляет виды муравьев образовывать колонии посредством плеометроза, по-видимому, является конкуренцией между колониями в областях с высокой плотностью колоний. Когда королева входит в область, в которой она хочет сформировать колонию, может быть ограниченное количество ресурсов для подпитки колонии, что требует интенсивной конкуренции и территориальности за ресурсы между колониями муравьев.[2] Если королева сама образует колонию, у нее низкая вероятность выживания, потому что другие колонии могут производить рабочих быстрее, чем она, или могут уже пройти первые стадии формирования колонии.[2] Самостоятельное формирование колонии также может привести к тому, что ей придется добывать пищу, чтобы превзойти другие колонии по количеству потомства. Такое поведение в поисках пищи подвергает ее риску нападения хищников.[4] Однако, если она и несколько маток образуют колонию посредством плеометроза, они могут быстрее произвести большую рабочую силу муравьев и быстрее перейти к зрелой репродуктивной стадии роста колонии, тем самым уменьшая шансы смерти из-за конкуренции между колониями.[2] Было замечено, что муравьи, образующие плеометротические колонии, менее склонны к поиску пищи, что снижает их шансы стать хищниками.[4]. Наличие нескольких маток снижает их поведение в поисках пищи, потому что каждая матка использует свои собственные запасы энергии, чтобы кормить выводок. [4]. Создавая колонию плеометротически, муравьи могут образовывать новые колонии в районах с высокой плотностью колоний и быстрее контролировать ресурсы в окрестностях. Некоторые виды муравьев, такие как Ацтека использовать дополнительных рабочих муравьев на ранних этапах формирования колонии, чтобы монополизировать и взять под контроль ресурсы в непосредственной близости от колонии, таким образом не позволяя другим колониям получить эти ресурсы[2]. Эта стратегия позволяет плеометротическим колониям монополизировать территорию и истреблять голодом конкурирующие колонии.[2]. Дополнительная рабочая сила в плеометротических колониях также позволяет проводить более крупные и эффективные набеги расплода на специфические колонии, что дополнительно помогает вытеснить колонии из конкуренции.[4] Ключевым аспектом создания колонии в районе колонии с высокой плотностью населения является возможность быстро и эффективно производить рабочую силу, чтобы не голодать или не лишать выводка из других колоний, вызывая голод.[2] Участвуя в плеометрозе, королевы увеличивают свои шансы на выживание после ранних стадий формирования колонии из-за увеличения рабочей силы, производимой несколькими репродуктивными особями. Колония может лучше контролировать окружающие ее ресурсы и эффективно конкурировать с другими колониями.[2]

Стоимость и преимущества плеометроза

Королева муравьев создает отверстие для образования колонии

Плеометроз необходим, чтобы выжить в межколонийной конкуренции в районах с высокой плотностью и ограниченными ресурсами, но большинство плеометротических колоний сокращаются до одной матки до репродуктивных стадий роста колонии. Это говорит о том, что у королевы больше шансов выжить и произвести потомство, если она образует колонию с другими матками, даже если в конечном итоге она может быть вытеснена или убита конкуренцией внутри колонии.[2] Риск оказаться вне конкуренции со стороны журо-специфической королевы в своей собственной колонии должен быть меньше, чем риск вымирания из-за других колоний насекомых.[3] Таким образом, в районах с высокой плотностью населения или в районах с ограниченными ресурсами, где конкуренция между колониями высока, отбор на плеометроз выше, потому что шансы на выживание в плеометротической колонии выше.[2] По мере увеличения числа маток в плеометротической колонии шансы каждой матки стать доминирующей маткой в ​​колонии снижаются, но все же давление отбора все же предпочитает плеометроз гаплометрозу.[2] В зависимости от вида муравьев и давления отбора в колонии существует несколько способов, которыми королева может стать одной доминирующей королевой в колонии и получить все преимущества плеометротической колонии. Основываясь на прошлых исследованиях, королевы, которые обычно доминируют в плеометротических колониях, откладывают больше яиц, имеют хорошо развитые яичники и не участвуют в поисках пищи.[5] Рабочие муравьи даже играют роль в принятии решения о том, станет ли королева доминирующей особью у некоторых видов, кормя матку, которая является наиболее плодовитой, больше, чем другие королевы в гнезде.[4] Королевы также будут участвовать в действиях по доминированию, чтобы утвердить свое господство над гнездом, например, каннибализм выводка выводка других маток.[2] Когда самая плодовитая королева в гнезде решает напрямую бросить вызов другой королеве, обычно побеждает королева-инициатор и берет на себя управление колонией, превращая ее в колонию с одной маткой.[5] Преимущества плеометроза заключаются в том, что определенные ситуации перевешивают издержки для маток, независимо от конкуренции внутри колонии, которую он вызывает. Таким образом, он развился в областях с высокой плотностью конкуренции между колониями.[2]

Основание колонии плеометрозом в Ацтека муравьи

Ацтека муравьи образуют колонии в межузлах Cecropia деревья, которые произрастают в Мексике и Южной Америке. Дерево обеспечивает муравьев пищей и убежищем, а муравьи защищают дерево от других насекомых, таким образом вступая в мутуалистические отношения. Королевы образуют колонии, зарываясь в межузелковый узел дерева и затем закрывая входное отверстие клетками паренхимы, после чего они начинают откладывать яйца, чтобы произвести первый выводок.[6]. Любые королевы, которые решают заняться плеометрозом, могут легко увидеть заполненное отверстие, быстро прогрызут его и присоединятся к другой королеве в промежуточном узле.[6].Колонии, которые образуются на этих деревьях, пытаются превзойти другие колонии, сначала монополизируя ресурсы дерева. Образовав плеометротическую колонию в Cecropia На дереве королевы могут производить рабочих быстрее и первыми брать под контроль ресурсы в дереве, таким образом превосходя другие колонии. Однако социальные взаимодействия между матками в плеометротической колонии различаются в зависимости от вида Ацтека.[2] В А. xanthacroa которые более агрессивны, плеометротические колонии работают вместе, чтобы произвести большее количество рабочих в начале формирования колонии, но как только колония вырывается из промежуточного узла дерева, взаимодействия между царицами меняются. Как только этот шаг произойдет, королевы попытаются убить друг друга, чтобы стать доминирующей королевой в колонии и переключить колонию на одну колонию королев.[2]. Однако у видов A. конструктор которые менее агрессивны, как только рабочие муравьи покидают межузловой узел, чтобы взять под контроль ресурсы дерева, несколько королев остаются сотрудничать друг с другом до года[2]. Предполагает, почему A. конструктор колонии, ведущие кооперативное разведение с несколькими матками, могут быть связаны с сходством A. конструктор боевые способности королев или инклюзивные преимущества фитнеса в некоторых колониях A. конструктор.[2] В отличие от плеометротических колоний А. xanthacroa формируются и превращаются в колонии с одной маткой после ранних стадий формирования колонии[2]. Существуют также примеры образования плеометротических колоний с несколькими видами Ацтекаоднако, когда они образуются, более агрессивные виды будут переигрывать и убивать других маток в колонии после того, как пройдут ранние стадии формирования. Плеометроз смешанного вида встречается редко, но помогает подтвердить тот факт, что большинство социальных насекомых, образующих плеометротические колонии, делают это не для получения преимуществ, связанных с родственным отбором, а для того, чтобы иметь возможность конкурировать с другими колониями на ранних стадиях развития.[2]

Рекомендации

  1. ^ Джонсон, Роберт А. (2004-11-01). «Основание колонии в результате плеометроза у полукулаустрального муравья-семеодателя Pogonomyrmex californicus (Hymenoptera: Formicidae)». Поведение животных. 68 (5): 1189–1200. Дои:10.1016 / j.anbehav.2003.11.021. ISSN  0003-3472.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т Choe, Jae C .; Креспи, Бернард Дж. (1997-03-27). Эволюция социального поведения насекомых и паукообразных. Издательство Кембриджского университета. ISBN  9780521589772.
  3. ^ а б c d Hölldobler, Bert; Уилсон, Эдвард О. (1977-01-01). «Количество маток: важная черта в эволюции муравьев». Naturwissenschaften. 64 (1): 8–15. Дои:10.1007 / BF00439886. ISSN  0028-1042.
  4. ^ а б c d е Diehl-Fleig, E .; Араужо, А. М. де (1996-03-01). «Гаплометроз и плеометроз у antAcromyrmex striatus (Hymenoptera: Formicidae)». Насекомые Sociaux. 43 (1): 47–51. Дои:10.1007 / BF01253955. ISSN  0020-1812.
  5. ^ а б Medeiros, Flavia N.S .; Лопес, Лучано Э .; Moutinho, Paulo R. S .; Oliveira, Paulo S .; Хёльдоблер, Берт (12 января 1992). «Функциональная полигиния, агонистические взаимодействия и репродуктивное доминирование у неотропических муравьев Odontomachus chelifer (Hymenoptera, Formicidae, Ponerinae)». Этология. 91 (2): 134–146. Дои:10.1111 / j.1439-0310.1992.tb00857.x. ISSN  1439-0310.
  6. ^ а б Янзен, Даниэль Х. (1969-01-01). «Аллелопатия Myrmecophytes: Ant Azteca как аллелопатический агент Cecropia». Экология. 50 (1): 147–153. Дои:10.2307/1934677. ISSN  1939-9170. JSTOR  1934677.