REKLAMA


 

REKLAMA


 

Społeczne życie odrębnej mrówki Katarzyna Czajkowska

Termity, osy, pszczoły, niektóre mszyce, wciornastki i chrząszcze. I oczywiście mrówki. W bogatym i różnorodnym świecie owadów są gatunki, które zamiast żyć samotnie, wykształciły różnego rodzaju społeczności. Czy owady eusocjalne to liczące od kilkuset do wielu milionów osobników zbiory odrębnych jednostek, czy też swoiste superorganizmy?


Mazurkiewicz_Pawel

Autorem tekstu jest

 

Paweł J. Mazurkiewicz
Kolegium Międzywydziałowych Indywidualnych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych,
Uniwersytet Warszawski
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.  

 

Mgr Paweł J. Mazurkiewicz jest psychologiem i biologiem. Realizuje interdyscyplinarną pracę doktorską w Pracowni Etologii Zakładu Neurofizjologii Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN oraz w Zakładzie Fizjologii Zwierząt Wydziału Biologii UW. Bada czynniki wpływające na rozwój zachowań agresywnych u mrówek. Laureat konkursu Fundacji na rzecz Nauki Polskiej SKILLS – eNgage, popularyzuje badania etologiczne wśród młodzieży szkolnej i studentów. 

 


Ścisła dychotomia owad samotny – owad społeczny nie istnieje. W zależności od poziomu wykształconych struktur społecznych wyróżnia się różne formy pośrednie, takie jak np. owady podspołeczne, gdy występuje u nich jedynie opieka nad potomstwem (np. niektóre karaczany). Najwyższy poziom zaawansowania życia społecznego osiągnęły owady prawdziwie społeczne (eusocjalne). Wyróżniają się tym, że osobniki z tej samej kolonii współpracują w opiece nad potomstwem; istnieje tzw. rozrodczy podział pracy polegający na tym, że osobniki bezpłodne bądź mniej płodne pełnią obowiązki na rzecz potomstwa osobników bardziej płodnych oraz w skład kolonii wchodzą równocześnie osobniki z różnych pokoleń (potomstwo pomaga rodzicom). Życie w społeczności kosztuje: kolonia złożona z określonej liczby osobników zużywa czterokrotnie więcej energii niż taka sama liczba owadów samotnych. Mimo to tworzenie społeczeństw może popłacać, o czym świadczy ewolucyjny sukces owadów społecznych – zdominowały one praktycznie wszystkie ekosystemy lądowe i ich liczba jest ogromna (np. masa wszystkich mrówek w Amazonii to czterokrotność masy wszystkich występujących tam kręgowców).

 

Praca

 

Jednym z głównych filarów takich społeczności jest współpraca oparta na podziale pracy w kolonii, w której żyją wspólnie osobniki bardziej płodne (królowe i samce) oraz osobniki mniej płodne (robotnice) opiekujące się ich potomstwem i wykonujące różne inne prace. Przyporządkowanie do danej pracy nie jest przypadkowe. U niektórych mrówek występuje polimorfizm, czyli znaczne różnice w wielkości i proporcji ciała robotnic z tej samej kolonii. Robotnice należącą do różnych tzw. kast morfologicznych i są w znacznym stopniu predestynowane do pełnienia określonych funkcji. Na przykład duże robotnice o rozbudowanych głowach i silnych żuwaczkach to tzw. żołnierze specjalizujący się m.in. w pełnieniu funkcji obronnych. U większości gatunków robotnice są jednak monomorficzne, tzn. nie różnią się znacząco między sobą pod względem wielkości i proporcji różnych części ciała. Jednak zarówno w przypadku gatunków polimorficznych, jak i monomorficznych na funkcje pełnione w kolonii w bardzo istotnym stopniu wpływa wiek robotnicy.

 

Młoda królowa. Fot. Paweł J. Mazurkiewicz

 

W trakcie rozwoju osobniczego mrówek i innych owadów społecznych zachodzą bardzo istotne zmiany zachowania. Młode robotnice – opiekunki – zajmują się pracami wewnątrz gniazda, takimi jak opieka nad potomstwem czy królową, a dopiero później przechodzą do wypełniania bardziej niebezpiecznych zadań na zewnątrz gniazda, takich jak zbieranie pokarmu czy przynoszenie materiału gniazdowego. Określa się je wtedy jako zbieraczki. Najstarsze osobniczki bronią terytorium, uczestniczą w wojnach i pełnią funkcje zwiadowczyń.

 

Co ciekawe, przebieg rozwoju behawioralnego owadów społecznych może być silnie modyfikowany przez kontekst społeczny i pod wpływem jego zmian ulega przyspieszeniu, opóźnieniu, a nawet odwróceniu. Stare zbieraczki mogą powrócić do pełnienia funkcji opiekunki. Proces ten – rewersja behawioralna – jest najlepiej zbadany u robotnic pszczoły miodnej i powszechnie uważa się, że obejmuje on nie tylko spowolnienie czy zatrzymanie, ale wręcz odwrócenie procesów starzenia się.

 

Społeczeństwo owadów wydaje się więc stanowić precyzyjnie funkcjonujący superorganizm. Jednak u wielu gatunków mrówek znaczna część robotnic nie wykonuje żadnej pracy. Hasło „pracowity jak mrówka” nie zawsze ma odzwierciedlenie w rzeczywistości.

 

Poświęcenie

 

Zdarzają się też przypadki, gdy pojedyncze osobniki – robotnice bądź królowe – działają w sposób nieszablonowy, odbiegający od zachowania ogółu. Istnieją spektakularne przykłady dokumentujące, jak pojedyncze osobniki poświęcają swoje życie dla dobra kolonii. Gniazda mrówek z gatunku Forelius pusillus muszą być wieczorem zamykane od zewnątrz, by ochronić skrywające się w nich mrówki przed chłodem i napaścią owadzich drapieżników. Zadanie to podejmują najstarsze osobniki z kolonii. Podczas zamykania gniazda stare robotnice popełniają samobójstwo, gdyż nie mają szans na przeżycie poza gniazdem, ale dzięki temu nie tylko chronią swoją społeczność, ale także oszczędzają jej pracy, gdyż za kilka dni i tak byłyby prawdopodobnie martwe i konieczne byłoby wyniesienie ich na śmietnisko, co stanowiłoby dodatkową pracę dla innych mrówek. Trudno jednak powiedzieć, czy mrówki te podejmują decyzję świadomie (w jaki niby sposób miałyby przewidzieć konsekwencje swoich działań?), czy też ich zachowanie jest wynikiem modyfikacji stanu fizjologicznego pojawiających się u starych robotnic.

 

Kolejnym przypadkiem jest zachowanie mrówek gmachówek z gatunku Camponotus saundersi. W obliczu przeważającej liczby wrogich robotnic zaciskają one mięśnie wokół znajdującego się wewnątrz ich ciała zbiorniczka z trującą substancją i eksplodują, oblewając nią otaczających wrogów. Jeden mrówczy samobójca może uśmiercić nawet kilkudziesięciu agresorów. Podobnie zachowują się termity z gatunku Neocapritermes taracua właśnie podczas walk z mrówkami.

 

Od samotnej mrówki do serca kolonii. Młoda królowa mrówek z gatunku gmachówka cieśla (Camponotus herculaneus) otoczona pierwszą generacją robotnic – córek. Z czasem będzie ich coraz więcej. Na zdjęciu: założycielska kolonia eksperymentalna, Pracownia Etologii, IBD PAN im. M. Nenckiego. Fot. Paweł J. Mazurkiewicz

 

W powyższych przypadkach mamy do czynienia z sytuacją, kiedy jedna mrówka umiera, by wiele przeżyło. Jednak bywa i tak, że działania altruistyczne ukierunkowane są jedynie na inną pojedynczą robotnicę. Wydaje się, że są one sprzeczne z ergonomią i ekonomią kolonii, gdzie pojedyncza robotnica jest pojedynczą komórką w obliczu ogółu – organizmu. W Pracowni Etologii Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN im. M. Nenckiego prowadzone są m.in. badania tzw. zachowań ratunkowych mrówek, czyli przychodzenia z pomocą pojedynczym osobnikom, które znalazły się w niebezpiecznej sytuacji. W 2002 roku Wojciech Czechowski, Ewa J. Godzińska i Marek Kozłowski opublikowali wyniki badań, które zainicjowały światowy wzrost zainteresowania tą problematyką. Stwierdzili między innymi, że gdy mrówka wpadnie do leju larwy mrówkolwa, owada żywiącego się mrówkami, w wielu przypadkach inne robotnice przychodzą jej na ratunek i próbują wydostać ją z pułapki.

 

Samotność

 

Najczęściej przyjmuje się, że wszystkie gatunki mrówek to owady społeczne. Można więc zapytać, jak funkcjonuje pojedyncza robotnica odseparowana od kolonii. Całkowite osamotnienie może być przecież dla mrówek czynnikiem silnie stresogennym, istotnie skracającym życie nawet młodych robotnic. Co ciekawe, obecność chociażby jeszcze jednej robotnicy znacznie je przedłuża. Badania poświęcone samotności mrówek prowadzone m.in. w Pracowni Etologii IBD PAN dobitnie pokazują, że w zasadniczej większości przypadków samotna robotnica jest jak komórka odłączona od macierzystego organizmu.

 

Niemniej w życiu niektórych osobników następuje moment, gdy są zdane już tylko na siebie, przy czym muszą decydować nie tylko o własnym losie. Chodzi tu o królowe mrówek i okres po locie godowym, kiedy zapłodnione osobniki lądują na ziemi, tracą skrzydła i rozpoczynają poszukiwania miejsca dla siebie. Część królowych z gatunków, które tworzą gniazda poligyniczne (czyli takie, w których jednocześnie współżyje wiele królowych), wraca do gniazd macierzystych, część jest adoptowana przez inne gniazda tego samego gatunku. Zdarza się też, że młodą królową przyjmuje osierocona kolonia, nawet innego gatunku. Jednak w przypadkach, gdy królowa zakłada nową kolonię, sama musi wybrać właściwy teren, złożyć jaja i opiekować się pierwszymi larwami i poczwarkami, z których dopiero po pewnym czasie powstaną robotnice zdolne przejąć obowiązki opieki nad potomstwem i uzależnioną od swojej opieki królową.

 

Ruda mrówka leśna. Fot. Katarzyna Czajkowska

 

Ciekawym przypadkiem samotności w grupie są gatunki, które nie wytwarzają w ogóle robotnic, np. występujące w Polsce mrówki o wdzięcznej nazwie nieróbka czerniawa (Anergates atratulus). Występują u nich jedynie królowe i samce. Także te mrówki nie mogą się jednak obyć bez obecności innych mrówek. Królowa A. atratulus jest pasożytem społecznym mieszkającym w gniazdach mrówek z rodzaju Tetramorium i korzystającym z ich „gościnności”.

 

Samodzielność

 

W świetle powyższych danych wydaje się zasadne uznanie mrówek za osobniki pozbawione częściowo odrębności, o ograniczonej zdolności samoistnienia w oddzieleniu od kolonii. Jednak traktowanie mrowiska jako superorganizmu, będącego czymś więcej niż sumą indywidualnych osobników, nie wyklucza spojrzenia na każdą robotnicę jako na oddzielny, samodzielny byt. Notowane są różnice indywidualne w zachowaniach robotnic – np. nie każda z nich podejmie działania ratunkowe w obliczu zagrożenia swojej siostry. Także tylko niektóre zbieraczki zrewertują się do opiekunek potomstwa. Skąd wynikają te różnice – tego jeszcze nie wiemy.

 

 

Chcesz wiedzieć więcej?

Godzińska E.J. (2007). Owady społeczne: mity i fakty. Kosmos 56, 371-381.
Hölldobler B. i Wilson E.O. (1998). Podróż w krainę mrówek: Dzieje badań naukowych. Prószyński i S-ka.
Hölldobler B. i Wilson E.O. (2009). The superorganism. New York: W.W. Norton.
Tofilski A. (2008). Mechanizmy współdziałania i rozwiązywania konfliktów u owadów społecznych. Kosmos 57, 343-350.
Wnuk A. i Godzińska E.J. (2006). Wpływ izolacji społecznej na fizjologię i zachowanie się mrówek. Kosmos 55, 177-196.

 

 

 

Walka między koloniami. Fot. Paweł J. Mazurkiewicz

Wnętrze kolonii. Fot. Paweł J. Mazurkiewicz

 

© Academia nr 2 (42) 2015

 

 

Oceń artykuł
(5 głosujących)

Tematy

agrofizyka antropologia jedzenia antropologia kultury antropologia społeczna archeologia archeometalurgia architektura Arctowski arteterapia astrofizyka astronomia badania interdyscyplinarne behawioryzm biochemia biologia biologia antaktyki biologia płci biotechnologia roślin borelioza botanika chemia chemia bioorganiczna chemia fizyczna chemia spożywcza cywilizacja demografia edukacja ekologia ekologia morza ekonomia energia odnawialna etnolingwistyka etnomuzykologia etyka ewolucja fale grawitacyjne farmakologia filozofia finanse finansowanie nauki fizyka fizyka jądrowa gender genetyka geochemia środowiska geoekologia geofizyka geografia geologia geologia planetarna geoturystyka grafen historia historia idei historia literatury historia nauki historia sztuki humanistyka hydrogeologia hydrologia informatyka informatyka teoretyczna internet inżynieria inżynieria materiałowa inżynieria żywności język językoznawstwo kardiochirurgia klimatologia kobieta w nauce komentarz komunikacja kooperatyzm kosmologia kryptografia kryptologia kulinaria kultoznawstwo kultura lingwistyka literatura literaturoznawstwo matematyka medycyna migracje mikrobiologia mineralogia mniejszości etniczne mniejszości narodowe modelowanie procesów geologicznych muzykologia mykologia na czasie nauka obywatelska neurobiologia neuropsychologia nowe członkinie PAN 2017 oceanografia ochrona przyrody orientalistyka ornitologia paleobiologia paleogeografia paleontologia palinologia parazytologia PIASt politologia polityka społeczna polska na biegunach prawo protonoterapia psychologia psychologia zwierząt punktoza Puszcza Białowieska robotyka rozmowa „Academii” seksualność smog socjologia szczepienia sztuka technologia wieś w obiektywie wulkanologia zastosowania zdrowie zoologia zwierzęta źródła energii żywienie

Komentarze

O serwisie

Serwis naukowy prowadzony przez zespół magazynu Academia PAN.Academia Zapraszamy do przysyłania informacji o badaniach, aktualnie realizowanych projektach naukowych oraz imprezach popularyzujących naukę.

 

Dla użytkowników: Regulamin

Pliki cookies

Informujemy, że używamy ciasteczek (plików cookies) w celu gromadzenia danych statystycznych, emisji reklam oraz prawidłowego funkcjonowania niektórych elementów serwisu. Pliki te mogą być umieszczane na Państwa urządzeniach służących do odczytu stron, a korzystając z naszego serwisu wyrażacie Państwo zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Więcej informacji o celu używania i zmianie ustawień ciasteczek w przeglądarce: TUTAJ

Wydanie elektroniczne

Kontakt

  • pisz:

    Redakcja serwisu online
    Academia. Magazyn Polskiej Akademii Nauk
    PKiN, pl. Defilad 1, pok. 2110
    (XXI piętro)
    00-901 Warszawa

  • dzwoń:

    tel./fax (+48 22) 182 66 61 (62)

  • ślij:

    e-mail: academia@pan.pl