Formicidae
FormicidaeTyto Mravenci jsou sociální hmyz , které tvoří rodinu z Formicidae (nebo Formicidae francouzštině) a se vosy a včely , jsou zařazeny v pořadí z blanokřídlých , podřádu z Apocrita . Tento eusociální hmyz tvoří kolonie zvané mraveniště , někdy extrémně složité, které obsahují několik desítek až několik milionů jedinců. Některé druhy tvoří superkolonie několika stovek milionů jedinců. Tyto Termiti , někdy zvané bílé mravenci pro jejich formální a behaviorální podobnosti, jsou řádu Dictyoptera (podřád Isoptera), ale nejsou blízcí příbuzní.
Společnosti mravenců mají dělbu práce ( věkový a kastovní polyethismus ), komunikaci mezi jednotlivci a schopnost řešit složité problémy . Tyto analogie s lidskými společnostmi jsou již dlouho zdrojem inspirace a předmětem vědeckého studia.
V roce 2013 bylo zaznamenáno více než 12 000 druhů, ale pravděpodobně je ještě třeba objevit tisíce. Účastnické sčítání lidu, které proběhlo v letech 2019--2020 v kantonu Vaud ve Švýcarsku, by mohlo být způsobem, jak získat nové znalosti. Kosmopolitní rodina (mravenec kolonizoval všechny suchozemské oblasti kromě Grónska a Antarktidy ) dosahuje vysoké hustoty v tropickém a neotropickém prostředí . Ačkoli mravenci představují méně než jedno procento druhů hmyzu, jejich odhadovaná populace jedné miliardy miliard jedinců je taková, že hmotnost myrmekofauny přesahuje váhu lidstva a představuje 10 až 15% živočišné biomasy na mnoha stanovištích, tato hmotnost odpovídá tomu termiti představující třetinu živočišné biomasy amazonského deštného pralesa .
Jejich evoluční úspěch je do značné míry způsoben jejich sociální organizací , jejich genetickou plasticitou spojenou s přítomností mnoha mobilních prvků v genomu a jejich potravním oportunismem .
Ženský substantivní „mravenec“ pochází, prostřednictvím vulgární latiny formicus , od klasické latinské umakart , se stejným významem, slovo pravděpodobně vyplývají z disimilace o ° mormi- , doložené řeckého murmêx (tedy výrazy myrmecology , myrmecophilia ), sám souvisí s několika indoevropskými formami založenými na kořenu ° morwi- .
Mravenci se vyznačují morfologicky od jiných aculeate blanokřídlých zejména anténami s výrazným lokte (úsek bazální, velmi dlouhá a flexibilní, podporuje velmi často dotýká antén), o dvě čelisti směřujícími dopředu (a nikoli pod hlavou), dvě metapleural žlázy na zadní části trupu a zúžením druhého břišního segmentu (řapík) a někdy i třetího (postpetiole), který tvoří pedicel. Toto zúžení dává břiše větší pohyblivost ve srovnání se zbytkem těla. S výjimkou chovu jedinců se čtyřmi křídly je většina mravenců bezkřídlá . Mnoho mravenců má žihadlo, které je často potlačeno a které může u mužů chybět.
Tento hmyz má specifické orgány úzce související s jejich komplikovaným chováním: sociální plodina, ve které sběratelé dělníků ukládají tekutiny, nejčastěji sladké, a opakují je ošetřovatelkám, které je zase přenášejí z úst do larev. A ke královně ( způsob přenosu zvaný trophallaxis ); částicový filtr (štětiny) na úrovni hltanu, který umožňuje absorpci pouze tekutých potravin, pevné částice se ukládají do intraorálního vaku a pravidelně se vyprázdňují.
Mezi více než 12 000 známými druhy (celkový počet druhů se odhaduje na více než 20 000, podle myrmekologa Laurenta Kellera dokonce 30 000 a dokonce 40 000, každý rok je popsáno několik stovek nových druhů), mravenci se liší velikostí od 0,75 do 52 mm . Největším druhem je fosílie Titanomyrma giganteum (en) , královna až 6 cm dlouhá a 15 cm velká. Největším pracovníkem (30 mm dlouhým) je čtyřhlavý sval Dinoponera .
Cushman a kol. zaznamenat rozdíly ve specifické rozmanitosti a velikosti evropských mravenců podél zeměpisného šířky .
PolymorfismusRozdělení práce z hlediska reprodukce , tzv polyethism z kast , kast se projevuje chovem (matky a mužů) a kasty „sterilní“ pracovník (pracovníci). Kastový polyetismus se vyskytuje i mezi pracovníky, jejichž morfologické sub-kasty se specializují na provádění různých funkcí. Jejich polymorfismus se projevuje zejména ve tvaru hlavy a čelistí . Věkový polyetismus se odráží ve skutečnosti, že stejný jedinec během svého života ve společnosti prochází různými formami specializace (péče o potomstvo, pak domácí aktivity uvnitř hnízda, hlídání u vchodu, hnízdo a nakonec krmení (hledání potravy).
Rozdíl v jediném genu Solenopsis invicta rozhoduje o tom, zda má kolonie jednu královnu nebo více královen. Velikost genomu 40 druhů ukazuje, že tento genom je ve srovnání s jiným hmyzem relativně malý, ale že mezi velikostí tohoto genomu a velikostí odpovídajícího druhu neexistuje žádná souvislost. Kompletní genom sekvenování prvních dvou druhů mravenců Pegnathos saltator a Camponotus floridanus byla provedena v roce 2010 ukazuje, že 20% z genů těchto dvou druhů jsou jedinečné a 33%, jsou stejné jako u člověka. Jejich genomy mají 17 064 a 18 564 genů (lidský genom má 23 000).
Rekord dlouhověkosti u mravence drží královna mravence černé zahradní Lasius niger , který žil 28 let a 8 měsíců v laboratoři.
Muži (charakterizovaní svou malou hlavou a velkými ocelli) mají velmi krátký život a neví, jak se krmit, umírají, jakmile se množí. Pracovník mravenec žije mezi třemi týdny a rok. Královna může žít mnohem déle, několik let (až 15 let pro královnu červených mravenců Formica rufa ).
Tyto vejce jsou položeny jeden nebo i několik královen (druhy mravenců s jedním královny, se nazývají „monogynous“ a ti s několika královen se nazývají polygynous). Některé druhy mohou tolerovat, když je kolonie velká, několik královen tak daleko od sebe, že se nikdy nesetkají (mluvíme o oligogynousních druzích). Z většiny jednotlivců vyrostou sterilní ženy bez křídel, kterým se říká „dělnice“. Roje nových princezen a mužů, obvykle s křídly, pravidelně opouštějí kolonii k chovu. Jedná se o svatební let, který probíhá díky klimatickým faktorům synchronně s letem mužů u všech hnízd stejného druhu a stejné oblasti po dobu několika hodin. Po páření samci poté rychle umírají (ale jejich ejakulát přežije několik let v spermathece princezen), zatímco přežívající královny oplodněné ztratí svá křídla (často je odtrhnou samy), obvykle se ponoří do půdy a začnou kladou vajíčka, zakládají nové kolonie nebo se někdy vracejí do rodného mraveniště.
Hustota hnízd se velmi liší v závislosti na druhu a prostředí, zejména v souvislosti s dostupností potravy. Velikost kolonií se liší od jednoho extrému k druhému. Nejmenší kolonie má v hnízdě čtyři jedince s královnou.
Formica yessensis , druh dřeva mravence, vybudoval supercolony 45.000 hnízd na 1250 ha v Hokkaido ( Japonsko ), která je domovem více než jeden milion královen a 306 milionů dělnice.
Mravenci se vyvíjejí úplnou metamorfózou , která prochází třemi po sobě následujícími fázemi: vajíčko , larva , víla (někdy v kukle nebo zámotku, hlavně ve Formicinae ), pak dospělí (bez růstu v dospělém stavu). Larva zbavená nohou je obzvláště závislá na dospělých. Hlavní morfologické rozdíly mezi královnami a dělníky a mezi různými kastami dělníků, pokud existují, jsou vyvolávány hlavně stravou v larválním stádiu. Pokud jde o pohlaví jednotlivců, je to geneticky podmíněno: pokud je vajíčko oplodněno, jedinec je potom diploidní a vajíčko dá ženě (dělnici nebo královnu); pokud ne, jedinec je haploidní a tvoří muže.
Nová pracovnice tráví první dny svého dospělého života péčí o královnu a mladé. Poté se podílí na stavbě a údržbě hnízda, poté na jeho zásobování a obraně. Tyto změny jsou poměrně náhlé a definují časové kasty. To znamená, že pracovníci se scházejí podle společné činnosti, kterou budou mít ve své životní fázi.
U některých mravenců existují také fyzické kasty. Podle jejich velikosti se říká, že pracovníci jsou menší, střední nebo významní, kteří se spíše podílejí na dodávce. Větší mravenci často vypadají nepřiměřeně: větší hlavy a silnější čelisti . U několika druhů průměrní dělníci zmizeli a mezi těmi nejmenšími a největšími je velký fyzický rozdíl. Tento polymorfismus je progresivní, ale nic morfologicky nerozlišuje malé od velkých. Jiní, někdy nazývaní vojáci, i když jejich obranná role nemusí nutně převládat, mají morfologii přizpůsobenou jejich funkci.
Mravenec bez královnyAsi jedno procento druhů mravenců zaznamenaných na celém světě jsou mravenci bez královny. Žijí ve velmi malých koloniích, ve kterých se množí dělníci. U některých druhů je privilegium reprodukce výsledkem hierarchické organizace, kde ústřední místo zaujímá gamergate , jedinec s vyvinutými reprodukčními orgány. Její reprodukční privilegium může být zpochybněno soupeři během feromonálních her a rituálních agresí.
U jiných druhů se mohou všichni nebo někteří jedinci množit pomocí lytochomické partenogeneze .
Můžeme citovat například:
Mravenci vykazují chování, které se vyskytuje u termitů, včel a dalšího sociálního hmyzu a spojuje velké množství jedinců, aby vytvořili fungující a rychlou kolonii.
SpecializaceU mravenců jsou pozorovány všechny druhy chování, nomádství je jedním z nejpozoruhodnějších. Například armádní mravenci v Jižní Americe a Africe netvoří trvalé hnízdo. Spíše střídají etapy kočovného života a etapy, kdy dělníci vytvářejí dočasné hnízdo, bivak (in) , ze svých vlastních těl. Některé druhy armádních mravenců a ohnivých mravenců dokonce vytvářejí mosty a živé vory, které procházejí vodními cestami nebo se samy shromažďují do vodotěsných naléhavých struktur (koule, kopule nebo vor, přičemž mravenci se v těchto strukturách střídají), aby přežili povodně.
Většina mravenců tvoří stacionární kolonie, obvykle se rýpají v zemi. Kolonie se množí letem námluv, jak je popsáno výše, nebo štěpením (skupina pracovníků jednoduše vykope novou díru a zvedne nové královny). Členy různých kolonií lze poznat podle jejich vůně.
Některé případy vývoje nových kolonií konkrétními mechanismy:
Komunikace mezi mravenci je zejména těkavých látek zvaných feromony . Bylo identifikováno 39 žláz, které je emitují. Feromony se někdy vylučují v lipofilní látce, která přirozeně pokrývá celé tělo mravence. Stejně jako ostatní hmyz , mravenci přijímají tyto vonné sloučeniny svými anténami. Jsou poměrně mobilní a mají - jak již bylo zmíněno výše - ohnutý spoj po prvním podlouhlém segmentu (stvol), což jim umožňuje identifikovat jak směr, tak intenzitu pachů .
Hlavní použití feromonů je při definování a lokalizaci čichových „stop“ určených k vedení mravenců ke zdrojům potravy (viz níže). Feromony jsou také smíchány s potravinami vyměňovanými pomocí trophallaxe , které každého informují o zdraví a výživě jeho kongenerů. Mravenci také mohou zjistit, do které pracovní skupiny (např. Údržba potravy nebo vnoření) jedna nebo druhá patří. Podobně rozdrcený nebo napadený mravenec vyprodukuje varovný feromon, jehož vysoká koncentrace způsobuje agresivní šílenství v blízkých kongenerech nebo jehož nižší koncentrace je dostatečná k jejich přilákání. V některých případech lze feromony použít k oklamání nepřátel nebo dokonce k ovlivnění vývoje jednotlivců.
Někteří mravenci vydávají zvuky, tomu se říká cvrlikání . Tyto zvuky umožňují například přilákat další pracovníky k přepravě kořisti, která je pro izolovaného jedince příliš těžká.
Některé druhy také používají vizuální komunikaci. Například v Tetraponera , když larvy potřebují potravu, jednoduše zavrtí hlavou, aby mohl pracovník zasáhnout a poskytnout jim tekutou potravu z úst do úst. V tkadlec mravenci , kdy pracovník začne stavět nové hnízdo, ona nejprve vezme list jej ohýbat. Okamžitě se k ní přidají lidé v jejím okolí, kteří scénu uviděli a kteří jí pomohou s jejím úkolem. Takto se mohou spojit okraje dvou listů a spojit je dohromady.
TrophallaxisVětšina mravenců praktikuje trophallaxi , potravinový proces, při kterém mravenec regurgituje část potravy, kterou požíval ve své sociální plodině, aby ji vrátil jinému mravenci.
Kolektivní chováníAmerický entomolog WM Wheeler navrženo v roce 1911 se asimilovat mravenčí kolonii na superorganism , kde 95% sterilních jedinců umožnění 5% přehrávačů pro zajištění bezkonkurenční reprodukci. Britský evoluční biolog W. D. Hamilton a francouzský sociobiologist Pierre Jaisson představí hypotézu o super-společnosti, Jaisson dávat příklad červené dřevo mravenec schopné tvořit v Japonsku federaci 45.000 propojených kolonií 100 kilometrů sjezdovek a zabírá 270 hektarů. Tyto termíny, které idealizují kolonie a vytvářejí z nich miniaturní modely lidských společností, jsou poznamenány teleologickou doktrínou „podívané přírody“ naplněné harmonií a jsou jako termíny označující „ kasty “ složené z „královen“. “,“ Dělníci „a„ vojáci “, prodchnuti antropomorfismem .
Mravenci útočí a brání se několika způsoby: kousnutím do čelistí (u žen určitého druhu jsou tyto orální přídavky spojeny se žlázami produkujícími poplašné feromony a toxické sloučeniny podobné těm z jedu, někdy způsobující kousnutí bolestivější než u kousnutí) ); envenomation díky jed zařízení (jed žlázy produkovat jed obvykle vytvořený z velmi koncentrované směsi proteolytických enzymů ve vodné fázi; Dufour žlázy (v), který produkuje lipofilní látku usnadňující pronikání jedu, bodnutí, nazývané také DART ) . Bodnutí může být škodlivé a může způsobit bodnutí více či méně bolestivé v závislosti na druhu. Může mít zploštělý konec připomínající špachtle, který šíří jed na mezisegmentových membránách kutikuly členovce. Ve formicinách, které již nemají jedovaté bodnutí, obsahuje jedová žláza v podstatě kyselinu mravenčí, která pak působí současně jako poplašný feromon , sledovací feromon a toxická sloučenina. Tato koncentrovaná kyselina je roztažena na kousnutí, která svým čelistem způsobují nepříteli, a díky své žíravosti taví chitin (koncentrace této kyseliny může dosáhnout 60%). Tyto dřevěné mravenci přijmout jinou strategii promítnutím kyselin několik centimetrů stlačením břicha, jehož cílem je upozornit kolonii a odradit predátory.
Mravenci Camponotus cylindricus se mohou chytit na nepřítele a poté odpálit jejich břicho, které obsahuje lepkavou látku.
U většiny druhů má kolonie složitou společenskou organizaci a je schopna provádět obtížné úkoly (například co nejlépe využívat zdroj potravy). Tato organizace se objevuje díky četným interakcím mezi mravenci a není namířena - na rozdíl od rozšířené myšlenky - královnou. Mluvíme pak o kolektivní inteligenci, abychom popsali způsob, jakým se komplexní kolektivní chování projevuje odvoláním na relativně jednoduchá individuální pravidla.
V koloniích mravenců tedy „globální chování“ není u jednotlivců naprogramováno a vychází z řetězce velkého počtu místních interakcí mezi jednotlivci a jejich prostředím.
Klasickým příkladem samoorganizovaného kolektivního chování je využívání feromonových stop. Jediný mravenec nemá inteligenci, aby vybral nejkratší cestu ve složitém prostředí. Tuto cestu si ve skutečnosti vybere kolonie jako celek (nebo alespoň jednotlivci, kteří se pasou ).
V roce 1980 Jean-Louis Deneubourg dokázal experimentálně ověřit, že kolonie mravenců (druhu Lasius niger ), které mají dvě cesty různé délky k dosažení zdroje potravy, si častěji zvolí nejkratší cestu. Tento jev popisuje takto:
„[...]„ Zvěd “, který náhodou objeví zdroj potravy, se po chemické stopě vrací do hnízda. Tato stezka stimuluje pracovníky k opuštění hnízda a vede je ke zdroji potravy. Poté, co se tam mravenci nakrmili, vrátili se zpět do hnízda a následně posílili chemickou stopu. Tato komunikace přitahuje rostoucí populaci ke zdroji potravy. Jedinec, který zjistí zdroj potravy „přitahuje“ n kongenerů k ní během několika minut (pro příklad 5); každý z nich zase přitahuje n kongenerů (25) atd. "
Pokud vezmeme v úvahu několik cest, jak se dostat na místo zásobování, chápeme, že jedinci, kteří si vezmou nejkratší, se vrátí do mraveniště rychleji než ti, kteří se vydali nejdelší. Takto bude mít tato cesta ve srovnání s ostatními stále silnější čichovou stopu, a proto ji mravenci upřednostňují.
OrientaceNěkteří mravenci mohou cestovat až 200 metrů od svých hnízd a zanechat pachové stopy, které jim umožní najít cestu zpět i ve tmě. V horkých, suchých oblastech musí ti samí mravenci, kteří čelí vysychání, najít nejkratší možnou cestu zpět do hnízda. Denní pouštní mravenci rodu Cataglyphis se pohybují sledováním směru i ujeté vzdálenosti, měřeno interním krokoměrem, který bere v úvahu počet provedených kroků, a hodnocením pohybu objektů v jejich zorném poli ( optický tok ). Směr se měří pomocí polohy slunce (jejich složené oko má specializované buňky schopné detekovat polarizované světlo ze slunce), měsíce, hvězd nebo magnetického pole Země.
V roce 2011 Antoine Wystrach obhájil tezi, která ukázala, že mravenci nepoužívají individuální vizuální podněty, ale celé panorama svého zorného pole. To jim umožňuje přesnou a přesnou orientaci v přírodním prostředí.
Ecozone | Počet druhů |
---|---|
Neotropické | 2162 |
Nearctic | 580 |
Evropa | 400 |
Afrika | 2500 |
Asie | 2080 |
Melanésie | 275 |
Austrálie | 985 |
Polynésie | 42 |
Mravenci se přizpůsobili téměř všem suchozemským a podzemním prostředím (byli nalezeni až na dno 22 km dlouhé jeskyně v jihovýchodní Asii) , s výjimkou vodního prostředí a trvalých polárních a ledovcových zón.
Celkový počet mravenců žijících v daném okamžiku se odhaduje na 10 15 -10 16 (jeden až deset milionů miliard). Mravenci by představovali 1 až 2% z počtu druhů hmyzu a každý jedinec váží pouze 1 až 10 miligramů, ale jejich kumulativní hmotnost byla v roce 1990 odhadována na čtyřnásobek hmotnosti všech suchozemských obratlovců. Nový odhad z roku 2000 stanovil, že jejich biomasa je srovnatelná s biomasou lidstva, což představuje 15% až 20% suchozemské živočišné biomasy. V roce 2005 bylo zařazeno asi 12 000 druhů mravenců (z toho 285 ve Francii), ale pravidelně jsou popisovány nové druhy, zejména v tropických oblastech a v korunách stromů . V Evropě je známo pouze 400 druhů, zatímco na jednom metru čtverečním tropického lesa v Malajsii lze počítat až 40 různých druhů (668 druhů na 4 hektarech na Borneu) a 43 druhů na jediném lesním stromu. stejně jako pro celé Finsko nebo pro Britské ostrovy. Na jednom hektaru brazilské Amazonky se počítá asi osm milionů jedinců, což je troj- až čtyřnásobek kumulativní masy savců, ptáků, plazů a obojživelníků žijících na tomto povrchu. Hrají hlavní roli při recyklaci odpadu a při tvorbě a strukturování půdy. Několik druhů žije v symbióze s bakteriemi, houbami, jinými zvířaty (například motýly nebo mšicemi) nebo s rostlinami.
Spolupráce a predační vztahyBěhem samočinných ošetření vylučují mravenci na úrovni metapleurálních žláz řadu sloučenin s insekticidními , fungicidními , baktericidními a virucidními vlastnostmi, které slouží jako chemická ochrana proti patogenům (zejména u houbových mravenců na ochranu jejich vajíček a jejich hubových kultur). Produkují také baterii molekul, které mají u některých druhů jiné dokumentované funkce. Patří mezi průkopnické druhy a vykazují úžasné schopnosti pro zemní práce, kolonizaci a ekologickou odolnost , ba dokonce odolnost vůči radioaktivitě .
Zdá se, že někteří mravenci necítí teplo. Tak v Pampas v Argentině se gauchos pravidelně zapálili suchých bylin. Mravenci Atta, kteří žijí na zemi, pokračují v řezání listů, dokud nespálí zaživa .
Červený dovezený požární mravenec , označované také jako mravenci tvoří vor od lpění na sobě, když tváří v tvář s možností utonutí. Tato technika jim umožňuje přežít v amazonském deštném pralese během monzunů, kde je vysoké riziko záplav a utonutí.
Role životního prostředí Zemní prácePracovníci druhu Atta v jednom hnízdě mohou mobilizovat a distribuovat více než 100 metrů čtverečních až 40 tun půdy. Určité druhy hrají z hlediska povrchových vrstev půdy přinejmenším stejně důležitou roli jako žížaly ; 400 až 800 kg zeminy je vykopáno, mobilizováno, přepraveno, zdivo na vybudování klimatizovaného hnízda v poušti a 2,1 tuny v Argentině pomocí Camponotus punctulatus . Mnoho druhů uvolňuje a okyseluje půdu, čímž se uvolňují živiny, které jsou jinak méně dostupné. Pohřbívají organickou hmotu a vystupují na povrch půdy roztříštěné na malé částice vhodné pro růst semen. Mravenci pomáhají jak homogenizovat, tak provzdušňovat půdu, obohacovat ji na povrchu i do hloubky, přičemž diverzifikují stanoviště v závislosti na blízkosti mraveniště.
Ekologické funkceMravenci hrají hlavní roli v půdě tím, že chrání určité stromy před parazity . To znamená, že třešeň láká mravenci díky svým nectaries - žlázy produkující nektar - se nachází na řapíku svých listů. Mravenec sekvoje Formica polyctena údajně konzumuje 14 500 tun hmyzu ročně, pouze v alpských lesích v Itálii a během epizod defoliace si udrží „zelené ostrovy“ kolem svých hnízd . Je chráněn zákonem v několika zemích, jako je Švýcarsko a Belgie, stejně jako ostatní druhy Formica sensu stricto.
Někteří mravenci pomáhají rozptýlit a vyklíčit mnoho semen, téměř 100% semen středomořského pryšce je přenášeno 3 nebo 4 druhy mravenců, kteří konzumují masitý a mastný elaiosom semene odmítnutím zbytku, aniž by to ovlivnilo jeho klíčivost .
Mnoho epifytů závisí na mravencích nebo je jejich přítomnost zvýhodňuje. Tyto rostliny produkují nektar, který je přitahuje a / nebo poskytuje úkryt. Na oplátku poskytují mravenci ochranu před různými predátory a někdy hrají roli při šíření semen. Některé druhy Crematogaster nebo Camponotus vegetují svá hnízda a vytvářejí závěsné zahrady zabudováním epifytických semen do stěn svých hnízd vyrobených ze žvýkaných dřevěných vláken nebo buničiny. Aktivně hájí své zahrady, ze kterých odvozují mimokvětinový nektar, další úkryt a možná mikroklimatickou ochranu.
Šestnáct druhů mravenců praktikuje vzájemnost opylování. Většina ostatních, pokud často kvete sbírat nektar, produkuje prostřednictvím své metapleurální žlázy antibiotické látky, které inhibují růst pylové trubice, nebo provádí mechanickou kastraci květu (zničení květních výhonků, odstranění části květu). květ, který slouží jako úkryt pro mravenčí kolonie). Myrmecochory respektování jejích 3000 druhů rostlin. Některé tropické rostliny také praktikují výživový vzájemný vztah, nazývaný myrmecotrophy , který odkazuje na jejich schopnost absorbovat živiny odebrané z odpadu uloženého mravenci. A konečně nejběžnější interakcí je vzájemnost ochrany: mravenec ji výměnou za potravu zbavuje parazitů a fytofágů .
Některé druhy však způsobují poškození určitých pěstovaných rostlin rozmnožováním mšic a červů.
Agronomické funkce nebo pro agrolesnictvíNěkteré druhy mravenců tkadlců byly dlouho zaváděny do ovocných plodin, aby chránily ovoce před napadením hmyzem. Mravenci rodu Ectatomma v malém počtu, ale s četnými hnízdami ( 11 000 hnízd / ha zaznamenaných na kávových nebo kakaových plantážích v Chiapas v Mexiku by snědlo 16 milionů kořisti ročně pro Ectatomma tuberculatum a 15krát více (260 milionů) pro Ectatomma ruidum . Odkaz . Solenopsis invicta hájí některé hlavní škůdce cukrové třtiny a elektrický mravenec chrání kokosové stromy brouků . V Evropě jsou však tyto druhy považovány za invazivní.
Sanitární funkceMravenci hrají hlavní roli jako mrchožrouti tím, že se živí malými mrtvými zvířaty. Rychlým čištěním mrtvol pomáhají předcházet uvolňování mnoha množení patogenních mikrobů do prostředí.
Odhaduje se, že nejméně 90% mrtvol hmyzu ve volné přírodě končí v mraveništěch, než se recyklují do půdy.
Mravenci se neustále čistí a potahují baktericidními, virucidními a protiplísňovými molekulami. „Čističi“, mravenci odpovědní za eliminaci mrtvol hnízda (rozpoznaných plynnou kyselinou olejovou, kterou vydávají), exkrementy a další odpad, jsou často zaměstnanci na konci svého života nebo jednotlivci, kteří zůstávají na místech plýtvat (skládky) a již nemají přímý kontakt s jinými mravenci, což omezuje šíření epidemií. Tito hrobníci jsou skutečně napuštěni kyselinou olejovou a mravenčí vojáci jim odmítají přístup do hnízda. Některé druhy jsou pokryty vláknitými „přátelskými“ bakteriemi, které odpuzují další bakterie, patogeny. Jejich chov mšic však může vyvolat napadení rostlin houbami, prostřednictvím medovice nebo kousnutím v listech.
Další funkcePrůmysl, zejména farmaceutický, se zajímá o mnoho látek syntetizovaných mravenci. Jako učební pomůcka se používají rekonstituovaná mraveniště, která kolují v plastických místnostech a na chodbách. Mravenec jako jednotlivec nebo společnost je také zajímavý pro kybernetiky a vědce, kteří pracují na samoorganizaci.
Znečištění , zvláště způsobené pesticidy , ovlivňuje mnoho druhů. Hlavní hrozbou pro rozmanitost mravenců je však především zavádění invazních druhů mravenců a ničení jejich stanovišť ( lesy , louky, savany a mírné keře , savany , bocage ). Jejich přirozených predátorů je mnoho (zejména obojživelníků, plazů, ptáků, savců nebo členovců). Některá zvířata jsou specializovanými konzumenty, jako je luskoun nebo mravenečník , a jiná je konzumují příležitostně (například bažant nebo medvěd hnědý v Evropě, nebo dokonce šimpanzi, kteří vědí, jak je pomocí větviček získat ve svém hnízdě, aniž by někdy ohrožující druh ).
Některé parazitické mouchy kladou vajíčka do mravenců. Larvy se krmí a vyvíjejí uvnitř svého hostitele, než se z něj vynoří. Některé druhy parazitických mušek z čeledi Phoridae byly do Spojených států zavedeny zejména jako součást procesu biologické kontroly za účelem boje proti šíření mravenců .
Mravenci stromů pohybující se podél větví nebo na listech v lesním baldachýnu jsou náchylní k tomu, aby byli smeteni větrem, deštěm nebo průchodem zvířete. V roce 2005 bylo pozorováno, že mravenci stromů přežívají tím, že se chovají jako „výsadkáři“. Když spadnou, dají si nohy od sebe, jako parašutisté, kteří svůj pád ovládají nakloněním končetin a těla. Tito mravenci klouzají s předními končetinami a břichem obrácenými ke kmeni stromu a ve vzduchu často otáčejí o 180 ° směrem k cíli.
U ponerinů se královny obecně těžko odlišují od dělníků; přechod z jedné kasty do druhé probíhá spíše formou přechodu. Liší se od ostatních mravenců základnou břicha: řapík se skládá ze segmentu s uzlem a následující břišní prstenec je oddělen od gastre velmi jasným zářezem. Královny a dělníci mají žihadlo. Nymfy jsou vždy obaleny kuklou. Tato podskupina žije hlavně v horkých zemích. Ve Francii je zastoupen 7 druhy.
Po dlouhých letech kontroverzí a výzkumu se nyní připouští, že většina druhů považovaných za součást Ponerinae v širokém smyslu nepředstavuje monofyletickou rodinu, nýbrž soubor bazálních rodin, z nichž některé jsou předky jiných rodin. . Termín Poneromorph (nebo Ponerinae lato sensu ) se obecně používá k označení této parafyletické skupiny, která zůstává v určitých případech užitečná.
Příklad druhu ve Francii: Ponera coarctata (je součástí výše zmíněného „ Mravenců bez královny“).
Myrmicinae podčeleďMyrmicinae se snadno odlišují od ostatních mravenců podle břišního řapíku. To se vždy skládá ze dvou segmentů v podobě uzlů, které odpovídají 1 st a 2 nd břišních segmentů. Královny a dělníci mají bodnutí a některé druhy mohou způsobit velmi bolestivé bodnutí. Nymfy nejsou zabaleny do kukly jako u většiny mravenců (Myrmicinae, Dolichoderinae, Formicinae). Ve Francii žije 106 druhů Myrmicinae.
Některé příklady druhů ve Francii: Myrmica rubra , Temnothorax affinis , Tetramorium caespitum .
Podčeleď DolichoderinaeZástupci této malé podčeledi (9 druhů ve Francii) mají šupinatý řapík, ale je nízký a nakloněný dopředu, na rozdíl od Formicinae, který uvidíme později. Gastre se skládá pouze ze 4 segmentů u královen a dělníků. Žihadlo je atrofované a nymfy jsou nahé.
Příklad druhu ve Francii: Dolichoderus quadripunctatus , Tapinoma erraticum .
Podčeleď FormicinaeU Formicinae tvoří řapík plochou vztyčenou stupnici. Gastre se skládá z 5 segmentů dělníků a královen. Téměř u všech druhů jsou nymfy obaleny kuklou. Ve Francii je přítomno 55 druhů Formicinae.
Některé příklady druhů ve Francii: Camponotus ligniperdus , Lasius niger , Formica rufa , Formica sanguinea , Polyergus rufescens .
Nejstarší fosilní mravenci jsou datováni do Albian , geologického stádia starého asi 100 milionů let, ale myrmekologové odhadují, že nejstarší druhy se mohly objevit ve spodní křídě před 120 až 143 miliony let. Nejstarší fosilní příbuzný mravencům, že Gerontoformica Cretacica , objevený v roce 2004 paléoentomologiste MNHN Andre Nel v jantaru z Horní Albian v Charente-Maritime ( Francie ). Její anatomie naznačuje, že byla masožravá (dlouhé nohy, silné čelisti).
Zdá se, že mravenci se lišili od hmyzu souvisejícího s osamělými vosami (některé druhy mravenců si také uchovaly žihadlo a jen dělníci ztratili křídla). Podčeleď Martialinae , jejíž jediný známý druh je Martialis heureka , by mohla být původem všech ostatních podčeledí . Ve vrhu tropických lesů uprostřed křídy dochází k výbušnému záření a je moderní s výskytem kvetoucích rostlin (přirozená společná evoluce pro přizpůsobení se býložravcům a opylovačům). Tyto křídové-terciální vyhynutí 66 miliony lety těžko ovlivnitelné hmyzu (hlavně hmyzem, které mají nejvíce specializované asociace s květinami, zatímco mnoho hmyzu rodiny byly pravděpodobně chráněn jejich způsob života. Metro) a mravenci i nadále diverzifikovat a rozšiřovat jako savců.
Fylogenetická poloha čeledi Formicidae
Vespoidea |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stejně jako u jiných blanokřídlých se eusocialita vyvinula na počátku mravenecké linie a poté se téměř nikdy neztratila. Vzhled eusociality by byl upřednostňován haplodiploidním systémem určování pohlaví Hymenoptera a rodičovskou péčí již přítomnou u předků současných mravenců. Rodičovská péče prokazuje značné investice do reprodukce a podporuje kontakt mezi různými generacemi, zatímco díky systému stanovení haplodiploidů jsou sestry geneticky blíže k sobě navzájem, než by byly svým vlastním potomkům. Teorie výběru příbuznosti vysvětluje, že v takové situaci mohou mít jednotlivci zájem upřednostňovat reprodukci svých rodičů spíše než jejich vlastních.
Kromě toho se zdá, že u mravenců se metabolismus inzulínu podílí na vzniku sterilní kasty včel dělnic, jak naznačují studie Daniela Kronauera o genu ilp2 (peptid podobný inzulínu 2). Tento gen by působil na cyklus kladení vajec a umožňoval by reprodukci pouze určitým jedincům tím, že by bránil reprodukci ostatních.
Vztah mezi lidmi a mravenci je velmi variabilní. Na jedné straně se mravenci často používali v bájkách a dětských příbězích, aby představovali tvrdou práci a společné úsilí. Mohou být také považováni za užitečné při odstraňování určitých škůdců a provzdušňování půdy. Různé expedice ukázaly, že kmen Rahamefyů používal k uvolňování půdy mravence.
Mohou se však stát zdrojem obtěžování, když napadnou domy, dvory, zahrady a pole.
Mravenci jsou pokrm zvláště oceňovaný pro své výživové vlastnosti některými domorodými kmeny v Austrálii.
S globalizací obchodu a dopravy se několik druhů stalo invazivními; to je případ argentinského mravence (viz níže).
Určité druhy mají pověst potenciálně nebezpečných pro člověka, například armádní mravenci rodu Dorylus nebo mravenec „ býčí pes “ ( Myrmecia pyriformis ). Při hledání potravy nebo při obraně svých hnízd jsou schopni zaútočit na zvířata mnohem větší než oni sami. V případě buldokého mravence jsou útoky na člověka poměrně vzácné, ale bodnutí a kousnutí může být při opakování smrtelné, kvůli možnému anafylaktickému šoku .
Mravenci mohou být také zdrojem problémů, když se dostanou do geografických oblastí, kde nejsou původními. To je případ argentinského mravence Linepithema humile , který vytváří superkolonii, která vede z italského pobřeží na španělské přes Francii, tedy více než 6000 km , a vyhubí původní druhy.
Adaptace na prostředí, upravený pro člověka, jako je například město může vyvinout kolonie lesní hotovost několik tisíc a jedna královna s několika milionů členů a desítky tisíc královen. To je případ voňavého mravence ( Tapinoma sessile ) v Americe . Tato úprava zůstává výjimečná a jiné druhy, i když podléhají stejným omezením a výhodám, nereagují stejným způsobem. Jedním z možných vysvětlení by bylo, že se voňavý mravenec adaptuje rychleji než jiné druhy a poté monopolizuje tento nový ekologický výklenek na úkor ostatních druhů, které na něm závisí.
Vejce mravenců jsou považována za součást prastarého rituálu krásy v Turecku a na Středním východě, kde ženy kartáčují své děti vajíčky mravenců, aby vyrostly bez srsti.
JídloNa vajíčka některých mravenců (v), se používají pro výrobu potravin.
Určité silné pachy mají na mravence odpuzující účinek. To platí zejména u citronové šťávy a octa, které je umožňují odstranit tak, že se jim rozptýlí v cestě.
Tyto myrmecologists studovat mravence v laboratoři a ve svých přirozených podmínkách. Jejich složité a rozmanité sociální struktury učinily z mravenců široce používaný modelový organismus . Jejich schopnost vidět v ultrafialovém záření objevil Sir John Lubbock v roce 1881. Studie mravenců byly prováděny hlavně v oblastech ekologie a sociobiologie . Významný zájem jim byl přinesen v rámci vývoje teorií týkajících se výběru příbuznosti (jejich systém stanovení haplodiploidního pohlaví u haploidních mužů a diploidních žen vytváří příbuzenské asymetrie mezi zástupci různých kast mraveniště) a evolučně stabilní. strategií . Kolonie mravenců lze studovat šlechtěním nebo dočasným chováním ve speciálně navrženém viváriu, kde lze například sledovat jedince jejich značením barvami.
Techniky úspěšně používané koloniemi mravenců byly studovány v počítačové vědě a robotice k výrobě distribuovaných systémů odolných vůči chybám pro použití při řešení složitých problémů , jako jsou algoritmy kolonií mravenců a mravenčí robotika (in) . Tato oblast biomimetiky vedla ke studiím o pohybu mravenců, na vyhledávačích, které využívají „nejkratší cestu mezi mraveništěm a zdrojem potravy“, algoritmů tolerantních vůči poruchám síťového úložiště.
Argentinský mravenec Linepithema humile , který poprvé popsal v roce 1868 Gustav Mayr, využil výhod obchodu k emigraci a kolonizaci jižních Spojených států od roku 1891, Evropy v roce 1904, Jižní Afriky. Jihu v roce 1908 a Austrálie v roce 1939. Je to je pravděpodobné, že se k pobřeží Středozemního moře dostala v roce 1920 dovozem kvetoucích rostlin.
V roce 2002 evropští entomologové zjistili, že argentinský mravenec napadl jižní Evropu přes 6 000 km , přes severní Itálii , Galicii a Portugalsko , přes jih Francie . Tato superkolonie je největší, jakou kdy na světě pozorovali. Druhý je v Katalánsku .
Změna prostředí těchto mravenců by byla počátkem jejich velmi velké soudržnosti. Ve své rodné zemi mají kolonie Linepithema Humile ve skutečnosti jen jedno hnízdo. Je to absence dravců v Evropě, která by těmto mravencům umožnila zvýšit hustotu jejich hnízd, čímž by se zvýšila výměna mezi pracovníky různých hnízd a došlo by k ochuzování rozmanitosti rozpoznávacích genů jednotlivců na v jejich původním hnízdě, což by mělo za následek vznik jediné superkolonie tvořené spojenectvím mnoha kolonií. V roce 2004 američtí vědci zpochybnili myšlenku genetického zbídačení. Studie Deborah Gordonové o superkolonii v Kalifornii, publikovaná v časopise Ecology , zjistila, že spolupráce mravenců pravděpodobně vychází z běžné stravy.
Argentinští mravenci nejsou pro člověka nebezpečné, ale poškozují ekosystém jižní Evropy. Jedním z předpokládaných způsobů, jak zabránit rozšíření této superkolonie, by byl boj proti unicolonialitě, která spojuje hnízda mravenců.
Hlava mravence zvětšená pod elektronovým mikroskopem .
Královna Formica sanguinea a pracovník „otroka“ Formica fusca ).
Myrmica rubra „dojí“ mšice .
Mravenci a mšice.
Atta colombica v Panamě : pracovníci řezání listí.
Atta colombica , Panama. Pracovníci v dopravě.
Oko Formica sanguinea .
Sexuální okřídlení jedinci, příprava na páření.
Mraveniště z červených mravenců, v lese Saint-Amand (severní Francie).
Detail kopule mraveniště mravenců sekvoje, Saint-Amand (severní Francie).
Harpegnathos saltator , boj mezi dvěma pracovníky z různých kolonií.
Odontomachus sp. z Wayanadu ( Kerala , Indie ).
Tkadlec mravenci s potomstvo na list.
Portrét mravence.
Mravenec často symbolizuje tvrdou práci (viz například bajky La Fontaine ). Mravenci se někdy používají jako lék na lenost (jako v Maroku ). V některých částech Afriky jsou mravenci posly bohů . Kousnutí mravenců se často říká, že mají léčivé vlastnosti. Některá indiánská náboženství , jako například mytologie Hopi , uznávají mravence jako předky. Kousnutí mravenců se používá jako test odolnosti a odvahy při zahajovacích ceremoniích v některých afrických a indiánských kulturách .
Zatímco kultura obvykle předkládá mravence jako pracovníka, studie určující pracovní zátěž u mravenců Temnothorax rugalutus (in) odhalila, že ve skutečnosti je 45% mravenců z mraveniště neaktivních.
Mravenec je také prvkem určitých obrazových výrazů:
Téma mravence je zpracováno v literatuře, ve výtvarném nebo plastickém umění a ve videohrách:
"Jdi k mravenci, lenošku;
Zvažte jeho způsoby a zmoudřete.
Nemá šéfa, inspektora ani pána;
V létě připravuje jídlo, během sklizně sbírá jídlo. "
- (Přísloví 6: 6--8)
"Mravenci, lidé bez síly, si v létě připravují jídlo." "
- (Přísloví 30:25)