Mravčie vojny

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Mravčie vojny sú priamou, agresívnou formou interakcie medzi mravcami z rôznych kolónií. Mravce sú zapojené do vzájomnej konkurencie. Napríklad, ak si jedna z kolónií privlastní zdroj potravy, tento zdroj už nie je dostupný pre iné mravce. Toto je nepriama konkurencia. V kontexte konkurencie sú mravčie vojny formou konfliktu, v ktorom sa mravce priamo zapájajú do vzájomných bojov. Je zaujímavé, že takéto konflikty sa môžu vyskytnúť tak v rámci jedného druhu, ako aj medzi druhmi.

Ak uvažujeme o mravcoch ako o spoločnosti, potom sú dve možnosti, ako vstúpiť do takzvaných vojen. Jedna z nich je celkom blízka zaužívanému chápaniu „vojny“pre ľudí, a to boja medzi kolóniami rovnakého druhu. Ďalší zahŕňa interakcie medzi rôznymi druhmi mravcov. A oba typy konfliktov sú zaujímavé pre biológiu mravcov.

História výskumu

Ľudia vedeli o existencii mravčej vojny ešte skôr, ako sa biológovia vážne zaujímali o tento fenomén. Napríklad Charles Darwin písal o konfliktoch medzi mravcami. V Biblii sú zmienky o úspechu spoločenstiev mravcov, keďže ľudia sa o pozorovanie tohto javu zaujímajú už tisíce rokov. Čiastočne, mravčie vojny pritiahli toľko pozornosti, pretože strety medzi mravcami boli dramatické a zrejmé, ale aj preto, že mravce sú sociálne stvorenia rovnako ako ľudia, takže je ťažké upustiť od vytvárania paralel medzi našimi spoločnosťami. Je zaujímavé pozerať sa na históriu týchto prirovnaní ako na dialóg: na jednej strane vzbudila záujem otázka, či boj medzi mravcami môže posilniť existujúce myšlienky alebo otvoriť novú stránku ľudských konfliktov; na druhej strane možnosť aplikovať na mravce učenie, ktoré sme vyvinuli, aby sme pochopili povahu konfliktov medzi mravcami.

Výskumné metódy

Mravce sú spoločenský hmyz. V hmyzích spoločnostiach kolónia spravidla pôsobí ako celok a do určitej miery si zachováva genetickú integritu. Inými slovami, kolóniu drží pohromade príbuzná štruktúra, čo je niekedy dosť mätúce. V rámci kolónie sa rozvíja schopnosť identifikovať a rozpoznať každého jej člena. Mravce majú tendenciu rozdeliť svet do dvoch tried pomerne jednoducho: členov kolónie a všetkých ostatných. V rámci kolónie sa vyvinuli veľmi výrazné charakteristické črty, ktoré ju zjednocujú, aspoň u väčšiny druhov a za väčšiny okolností.

Mravce sa často stretávajú s inými mravcami, najmä v trópoch. Nedávna štúdia v Apalačských horách v Spojených štátoch ukázala, ako husto sa môžu mravce usadiť. Vedci zbierali mŕtvy hmyz v lese, nechávali ho na zemi a sledovali, ako dlho trvalo, kým potenciálny predátor alebo konzument narazil na jedlo. Väčšinu z týchto kúskov potravy našli mravce a nikdy im to netrvalo dlhšie ako pár minút. Na miestach, kde sa mravce nachádzajú najbližšie k zemi, mravce neustále skenujú a hliadkujú v pôde, pričom prakticky žiadne oblasti nezostanú dlho nedotknuté.

Mravce sa s väčšou pravdepodobnosťou stretnú s príslušníkmi iných kolónií a dokonca aj s inými druhmi. V biotopoch obývaných mnohými druhmi naraz je pravdepodobnosť medzidruhovej kolízie kolónií extrémne vysoká. K tejto interakcii dochádza pravidelne. Ak si kolónia uvedomí, že existuje hrozba straty zdrojov alebo územia od mravcov iného druhu a mravcov z iných kolónií toho istého druhu, po tejto hrozbe nasleduje organizovaná agresívna reakcia, ktorá sa niekedy môže zmeniť na skutočnú bitku..

Vývoj mravčej zbrane

Mravce sú staroveký hmyz. Existovali dávno pred rozdelením superkontinentu Gondwana. Stalo sa to pred viac ako sto miliónmi rokov a mravce sa objavili dávno predtým. Samozrejme, mravce sú vo vojne desiatky, ak nie stovky miliónov rokov. Mravce majú celý rad zariadení, ktoré môžu počas boja použiť ako zbrane. Dá sa predpokladať, že v ich vývoji zohrali dôležitú úlohu vojny. Vedci, ktorí študujú proces ich evolúcie, hovoria o zmene predmetu agresie, ako sa vyvíja. V dávnej minulosti boli hlavnými nepriateľmi skorých mravcov stavovce, také veľké suchozemské zvieratá ako dinosaury, vtáky a cicavce. Mnoho druhov mravcov bolo vybavených veľmi silným bodnutím. Boli dobre prispôsobené na útoky na ľudí, no ich „zbrane“neboli príliš účinné proti inému hmyzu.

Ako sa mravce vyvíjali a ich druhy boli čoraz rozmanitejšie, vzájomný vplyv týchto druhov bol čoraz významnejší. To bol dôvod, prečo iné mravce nahradili hlavných nepriateľov mravcov. Zdalo by sa, že je to v rozpore so zdravým rozumom, no niektoré druhy mravcov stratili žihadlo. V mnohých prípadoch sa žihadlo premenilo na zásobovací systém pre chemické útočné látky, ktoré bolo možné úspešne použiť v boji proti iným mravcom. Vyzerá to tak, že mravce sa zámerne vzdali schopnosti bojovať so stavovcami, ako sme my, v prospech schopnosti útočiť, brániť sa a víťaziť nad inými mravcami.

V súčasnosti má veľa druhov mravcov špeciálny arzenál zbraní, ktoré nie sú príliš účinné proti cicavcom, ale dobre fungujú proti iným mravcom. Zdroje a vlastnosti týchto chemikálií – v ktorej časti tela sa tvoria a aké chemikálie sa používajú – sa medzi všetkými typmi líšia. V rôznych druhoch mravcov môžete nájsť žľazy, ktoré sa používajú pri bojoch s mravcami a nachádzajú sa doslova v ktorejkoľvek časti tela. Chemické zlúčeniny sú tiež mimoriadne rozmanité. Existovali evolučne nezávislé zdroje týchto zbraní, ktoré sa vyvinuli u rôznych druhov mravcov. Zároveň sa dá pochopiť, ako rozdielne pristupovali k riešeniu spoločného problému.

Mravce majú veľa druhov zbraní. Bežne sa používajú uhryznutia. Mravce často konajú v zhode: členovia útočiacej kolónie môžu držať členov inej kolónie alebo ich sami roztrhať na kusy, zatiaľ čo ich príbuzní zadržiavajú nepriateľa. V skutočnosti sú mravce veľmi škaredé. Existuje aspoň jeden druh, ktorého pracovné mravce majú v tele veľmi veľkú žľazu. Keď sú tieto mravce veľmi nervózne, môžu na ňu zvýšiť tlak a doslova explodovať, pričom všetko naokolo postriekajú lepkavou hmotou. Iné mravce majú tiež rôzne žľazy, niekedy umiestnené v hlave a niekedy v bruchu, a vylučujú toxické látky, ktoré zrážajú ich nepriateľov. Ich konflikty teda zahŕňajú metódy, ktoré začínajú bojom a končia chemickými zbraňami, a preto sú podobné ľuďom.

Milujte sa, nebojujte

Existuje zaujímavý fenomén, ktorý takmer určite súvisí so zmenami prírodného prostredia spôsobenými človekom. Invázne druhy boli opakovane napadnuté po celom svete. Keď druh zavedený ľuďmi dostane príležitosť zvládnuť nové prostredie, môže sa rozmnožiť v nepredstaviteľných mierkach a dosiahnuť hustotu bezprecedentnú pre jeho pôvodné prostredie. Oblasť rozšírenia inváznych druhov mravcov môže dosiahnuť obrovské oblasti - tisíce kilometrov štvorcových.

Prečo sú tieto invázie také úspešné? Biologické výhody týchto druhov sú spojené s unikoloniálnosťou. Tento jav spočíva v strate schopnosti niektorých druhov z toho či onoho dôvodu rozlišovať hranice kolónií. Za normálnych podmienok má každá kolónia svoj vlastný chemický podpis, pomocou ktorého mravce rozlišujú medzi priateľom a nepriateľom. Mnohé invázne druhy ho však stratili. V rámci vlastného druhu sa správajú k iným jedincom, ako keby boli členmi vlastnej kolónie.

Schopnosť vyhnúť sa vojnám mravcov v rámci druhu a túžba prijať členov iných kolónií do svojich vlastných umožnili znížiť výšku nákladov. Preto dokázali zvýšiť počet obyvateľov a stať sa úspešnejšími v konkurencii. Zachovávajú si schopnosť považovať predstaviteľov iných druhov za nepriateľov alebo mimozemšťanov, ale nevykazujú vnútrodruhovú agresiu. V dôsledku toho sa prakticky jedna kolónia mravcov rozprestiera na tisíce kilometrov. Mravce z jedného jej konca môžu komunikovať s mravcami z druhého bez akejkoľvek agresivity. Tento efekt bol pozorovaný mnohokrát a je celkom prekvapivý. Úspešné invázne druhy nie sú blízko príbuzné, ale pochádzajú z rôznych podrodín mravcov, vďaka čomu sú veľmi rôznorodé.

To nám hovorí, že spolupráca je najistejšia cesta k úspechu. Samozrejme, veľa závisí od úrovne, na ktorej je vyjadrený. Môžeme sa opäť obrátiť na porovnanie medzi mravcami a ľudskou spoločnosťou. Ľudia sú sociálne zvieratá: pracujeme spolu, vytvárame spojenectvá. Ale kolónie mravcov majú úroveň spolupráce a integrácie, ktorá je pre ľudí prakticky nedosiahnuteľná. Človek sa od mravca takmer vždy líši tým, že aj keď existuje v rodine alebo inej sociálnej skupine, zachováva si významnú časť svojej individuálnej identity.

Vždy nás veľmi vzrušujú prípady sebaobetovania a štedrosti a nakoniec je náš život jemným manévrom medzi sebectvom a spoluprácou. V tomto zmysle sú mravce iné ako my. V rámci kolónie sebectvo a individuálne záujmy do značnej miery prestali existovať. Mravce sa naďalej zapájajú do konfliktov medzi rôznymi kolóniami, ale zaujímavé je, že invázne druhy, ktoré opustili bariéry kolónií, sa zdajú byť na tom lepšie.

Vojaci proti kočovným mravcom

Vojaci sú špeciálnym druhom mravcov vyskytujúcich sa v určitých kolóniách. Sú súčasťou pracovnej sily a špecializujú sa na obranu. Nie všetky druhy mravcov majú vojakov, väčšina je obmedzená len na jeden typ pracovníkov. Ale u iných druhov sa špecializovaní vojaci líšia od bežných pracovníkov zvýšenou veľkosťou tela a správaním. Ak je kolónia napadnutá, potom sú to vojaci, ktorí sa najdôležitejšou mierou podieľajú na jej obrane.

Nomádske mravce sú podčeľaďou mravcov s niekoľkými jedinečnými spôsobmi správania. Rozvinuli svoje sociálne zručnosti silnejšie ako ktorákoľvek iná skupina sociálneho hmyzu alebo dokonca akékoľvek iné nám známe zviera. Kočovné mravce sú zaujímavé vďaka svojej schopnosti vykonávať všetky akcie spoločne. Akákoľvek činnosť sa vykonáva v úzkej interakcii veľkých skupín jednotlivcov. Nekonajú samostatne a jednotliví pracovníci nikdy nechodia sami.

Jedinými členmi kočovných mravcov, ktorí sú schopní konať nezávisle, sú samci. Z času na čas sa rodia ako páriaca kolónia. Majú krídla a z času na čas opustia kolóniu, aby našli mladé samice. Akúkoľvek inú činnosť v kolóniách kočovných mravcov vykonáva skupina členov toho istého hniezda. Medzi nimi nie sú žiadni samostatní skauti alebo hľadači - všetko sa deje hromadnou prácou roja hmyzu. Možno si myslíte, že kolónia kočovných mravcov je nedeliteľná jednotka, takmer ako organizmus, ako pseudopod améby. Nájazd kočovných mravcov si možno predstaviť ako ruku alebo nohu, ktorá nikdy nestráca kontakt s telom. A všetko, čo robia, sa deje s vysokým stupňom koordinácie a interakcie.

Kočovné mravce s larvami ukradnutými z osieho hniezda

Kočovné mravce poskytujú výborný materiál na štúdium mravčích vojen. V tomto sa tiež mierne líšia od všetkých ostatných mravcov. Svet je pre nich rozdelený do troch kategórií: ostatné kolónie rovnakého druhu, iné druhy kočovných mravcov a iné zvieratá vrátane iných nekočovných druhov mravcov. Ich reakcia na každú z kategórií je úplne iná. Vo všeobecnosti sa kočovné mravce nezúčastňujú vojen s inými kočovnými mravcami. Jednou z obľúbených koristi kočovných mravcov sú však iné druhy mravcov.

Nomádske mravce majú dva typy konfliktných reakcií: ignoranciu a vyhýbanie sa. Predstavte si proces hľadania potravy kočovných mravcov: pošlú veľkú nájazdovú skupinu, celý koberec robotníckych mravcov, ktorí sa preháňajú lesom. Niekedy sa podobný roj blíži k roju zástupcov iného druhu kočovných mravcov. V takejto situácii očakávame vzrušujúcu bitku medzi týmito dvoma masami. Najčastejšie sa však navzájom ignorujú: dva obrovské roje pokojne prechádzajú cez seba. Pohľad na tento fenomén je úžasný.

Iný typ reakcie je veľmi zriedkavý. Keď sa dve kolónie toho istého kočovného druhu mravcov dostanú do kontaktu, veľmi rýchlo spoznajú, že sa stretli s príslušníkmi druhej skupiny. Ale namiesto toho, aby začali bitku, obe kolónie ustúpia opačným smerom od seba. Sú pripravené prekonať pomerne veľké vzdialenosti, aby sa od seba čo najviac vzdialili, čo môže znamenať aj posun v celej kolónii. V rámci svojho vlastného druhu sa kočovné mravce jasne vyhýbajú a zástupcovia rôznych druhov sa navzájom jednoducho ignorujú.

Keď sa kočovné mravce stretnú so zástupcami iného, nekočovného druhu mravcov, stane sa opak: zaútočia a pokúsia sa zabiť každého mravca v danej kolónii. Nomádske mravce útočia na veľmi veľké kolónie iných druhov mravcov a považujú ich za korisť. Samozrejme, iné mravce sa v mnohých prípadoch bránia. Takéto bitky môžu mať za následok veľké straty na oboch stranách. Vojny medzi kolóniami kočovných mravcov a ich korisťou sú jedny z najokázalejších a najničivejších bitiek v prírode. Najčastejšie prevládajú kočovné mravce, ale počas bitky môžu utrpieť aj obrovské straty.

Kočovné mravce sú schopné naverbovať veľké množstvo svojich hniezdnych bratrancov, keď nájdu cenný zdroj. Existujú dôkazy, že majú špeciálnu látku na použitie v takýchto prípadoch - náborový feromón. Toto je oblasť pre nový výskum kočovných mravcov a ich chemického vybavenia. Experimentálne sa zistilo, že majú funkčne odlišné feromóny a chemické signály na komunikáciu rôznych informácií, no o ich špecifickom chemickom zložení nevieme takmer nič.

Pokiaľ ide o fyzickú veľkosť, kočovné mravce nie sú vždy veľké. Existuje mnoho ďalších druhov mravcov s oveľa väčšími veľkosťami tela. Ale darí sa im to vďaka množstvu. Ich kolónie sú obrovské a všetky akcie sa vykonávajú vo veľkých koordinovaných skupinách. Ak narazíte na predstaviteľov kolónie nomádskych mravcov, tak nehovoríme o jednom skautovi, ale hneď o významnej časti kolónie. Zároveň sa veľa individuálnych mravcov objaví, aby bojovali a na rozdiel od iných mravcov nemusia čakať, kým sa dokončí nábor. Spolupôsobia so všetkými prvkami prostredia ako samostatná spoločenská jednotka.

Kočovné mravce verzus mravce strihajúce listy

Jeden z druhov kočovných mravcov v tropických pralesoch Nového sveta sa pravidelne pokúša preniknúť na územie rozvinutých kolónií mravcov strihajúcich listy. Kočovné mravce a mravce strihajúce listy sú korunou evolúcie mravcov: sú schopné vytvárať rozsiahle kolónie, dosahovať vysokú úroveň socializácie a podieľať sa na mnohostrannej deľbe práce. Keď kočovné mravce zaútočia na vysoko vyvinuté populácie mravcov strihajúcich listy, vojaci oboch druhov sa zoradia oproti sebe a začnú katastrofické bitky, ktoré môžu trvať niekoľko dní, kým nomádske mravce neprerazia líniu obrany a nedostanú sa do hniezd strihačov listov. mravce a začnú drancovať ich zásoby.

Mravce strihajúce listy si budujú obrovské mraveniská a zakladajú rozsiahle kolónie s miliónovou populáciou. Vojaci mravce tohto druhu sa vyznačujú pôsobivou veľkosťou: nosnosť mravca vojaka je stokrát vyššia ako nosnosť mravca robotníka. Vojaci však pre kolóniu nemôžu vykonávať veľké množstvo práce: sú príliš masívne, ich údržba je pre obyvateľstvo drahá a presný účel ešte biológovia úplne nezistili.

Keď však biológovia začali pozorovať pravidelné útoky kočovných mravcov na kolónie mravcov strihajúcich listy, všimli si, ako mravce strihajúce listy reagujú na tieto invázie. Tisíce obrovských rezačov listov sú poslané do prvej línie, kde sa musia pokúsiť odraziť útok kočovných mravcov. Vo väčšine prípadov sú ich snahy neúspešné a nakoniec kočovné mravce aj tak prelomia líniu obrany. Dá sa však predpokladať, že práve ochrana pred kočovnými mravcami je dôvodom existencie rezačov listov vojaka. Toto pozorovanie podporuje teóriu, že boj alebo boj s inými mravcami je dôležitým aspektom evolúcie mravcov.

Ak sa bližšie pozriete na to, ako ostatné mravce reagujú na útoky kočovných mravcov, môžete rozlíšiť širokú škálu reakcií: niektoré druhy mravcov sa snažia brániť, iné začínajú panikáriť, sotva vidia prvých vojakov kočovných mravcov, a ponáhľať sa zachrániť hniezdo. Zvyčajne potomstvo evakuujú a snažia sa presunúť čo najďalej. Cítia sa bezpečne, zastavia sa a čakajú na čas. Potom, čo nasýtené kočovné mravce opustia zdevastovanú kolóniu, sa obete útoku môžu vrátiť domov.

Moderný výskum mravcov

Biologické charakteristiky inváznych druhov mravcov sú v súčasnosti predmetom záujmu. Vedci si začali uvedomovať, že poznanie, či sa kolónia zúčastňuje kolízií, nám pomáha dozvedieť sa viac o biologických inváziách a ich možných negatívnych dôsledkoch. Určité druhy inváznych mravcov spôsobujú environmentálne problémy v globálnom meradle – nielen ľuďom, ale aj narušeným ekosystémom ich inváznych miest. Vzhľadom na to, že vyhladzujú ohrozené druhy z povrchu zeme a ich správanie prispieva k reštrukturalizácii biotopov, môžu mať hrozné účinky na životné prostredie.

Predstavujú problém aj pre ľudí: tieto mravce lezú do jedla, niektoré druhy vydávajú nepríjemný zápach a spôsobujú choroby. Pochopenie vojen mravcov môže byť kľúčom k odhaleniu vlastnosti, ktorá vyzýva invázne druhy mravcov, aby sa takto správali. Možno nám tento objav pomôže rozvinúť reakciu na mravčie demarše, či dokonca predpovedať, kedy sa niečo podobné zopakuje. Preto dnes existuje obrovské množstvo výskumov o mravčej agresii a mravčej vojne, od ktorých sa očakáva, že poskytnú odpoveď na otázku biologických invázií.

Mravec zbiera nektár vošiek

Je dobré sa bližšie pozrieť na druhy zvierat, ktoré z mravčích vojen priamo profitujú. V kolóniách mnohých poddruhov mravcov žijú zástupcovia iných druhov, nazývaných myrmekofily. Títo predstavitelia živočíšneho sveta získavajú potravu hlavne z kolónie mravcov. Zvyčajne hovoríme o parazitoch, ale ich negatívny vplyv na život kolónie je spravidla minimálny. Myrmekofily rozvíjajú schopnosť skrývať sa pred mravcami. Mechanizmus uznávania spoluobčanov prijatý v kolónii na nich neplatí, ale nejako ho obchádzajú. A druhy, ktorých osud je z evolučného hľadiska spojený s osudom kolónie mravcov, prejavujú veľký záujem o výsledok vojen mravcov. Inými slovami, ak je kolónia zničená, aj oni to majú ťažké. V súčasnosti však vedci nemajú informácie o priamej účasti myrmekofilov v bitkách, hoci nápad to nie je zlý.

V súčasnosti pracujeme v dvoch smeroch. Najprv študujeme vývoj mozgu mravcov a snažíme sa pochopiť, ako nervový systém reaguje na rôzne podmienky prostredia, či to predurčuje sociálne úlohy a telesné veľkosti mravcov. Po druhé, máme záujem pochopiť, ako môžu byť kočovné mravce použité na štúdium teplotných výkyvov a prípadne vplyvu klimatických zmien na genetiku a psychológiu voľne žijúcich živočíchov. Kočovné mravce vnímame ako vynikajúci model pre výskum, čiastočne preto, že príslušníci tropického kočovného druhu mravcov znesú široký rozsah teplôt: identické poddruhy boli vystavené veľmi vysokým teplotám v nízko položených oblastiach a veľkému chladu v horách v r. priebeh výskumu.

Otvorené otázky

Zo záplavy vedeckých článkov, ktoré sa objavili v roku 2015, sme sa dozvedeli, že štruktúra mozgu mravcov prešla v posledných rokoch významnými zmenami, najmä pokiaľ ide o premenu druhu z entomofága na sociálne bytosti. Táto zmena teoreticky potvrdzuje predpoklad, že po tom, čo sa zástupca druhu stal sociálnou bytosťou, nepotrebuje rovnako vysokú úroveň rozvoja svojho mozgu a kognitívnej aktivity, pretože teraz môže zdieľať informácie a integrovať sa s ostatnými zástupcami svojho poddruhu - takmer to isté, ako keby sa nervové spojenia mohli dostať na úroveň skupiny. Tento objav bol skutočným prelomom; je potrebné analyzovať podobné trendy u predstaviteľov iných druhov, aby sme pochopili, či to platí pre všetkých predstaviteľov fauny. Je to dôležité, pretože ak sa pozriete na zástupcov triedy stavovcov - cicavce, vtáky, ryby, väčšina z nich v podstate vykazuje presne opačnú tendenciu. Inými slovami, ak sa váš druh stane viac socializovaným, zvýši sa aj mozgová aktivita; hmyz naopak vykazuje presne opačný vzťah. V tejto línii výskumu existuje veľa vzrušujúcich objavov.

Otázky o megakolóniách zostávajú otvorené. Nie je známe, aká hlboká je ich integrácia. Snáď všetko je obmedzené na lokálnu úroveň a informácie si vymieňajú len na krátke vzdialenosti. Je zaujímavé predstaviť si hlboko integrované kolónie, aj keď je nepravdepodobné, že by si mohli vymieňať informácie na veľké vzdialenosti. Nie je to však zlý nápad na sci-fi román.