Myrmecocystus mexicanus (Myrmecocystus mexicanus)

Myrmecocystus mexicanus
Рабочий муравей Myrmecocystus mexicanus
Научная классификация
Домен: Эукариоты Царство: Животные Подцарство: Эуметазои Без ранга: Двусторонне-симметричные Без ранга: Первичноротые Без ранга: Линяющие Без ранга: Panarthropoda Тип: Членистоногие Подтип: Трахейнодышащие Надкласс: Шестиногие Класс: Насекомые Подкласс: Крылатые насекомые Инфракласс: Новокрылые Клада: Насекомые с полным превращением Надотряд: Hymenopterida Отряд: Перепончатокрылые Подотряд: Стебельчатобрюхие Инфраотряд: Жалящие Надсемейство: Formicoidea Семейство: Муравьи Подсемейство: Формицины Триба: Lasiini Род: Myrmecocystus Вид: Myrmecocystus mexicanus
Международное научное название
Myrmecocystus mexicanus Wesmael, 1838
Синонимы
Myrmecocystus melliger hortusdeorum McCook, 1881
Систематика в Викивидах Изображения на Викискладе ITIS   577183 NCBI   271132 EOL   461196

Голова рабочего Myrmecocystus mexicanus

Myrmecocystus mexicanus (лат.) — вид пустынных медовых муравьёв из рода Myrmecocystus (Lasiini, Formicinae). Он относится к одному из шести родов, носящих общее название «медовые муравьи» из-за поведения, когда некоторые рабочие особи разбухают от жидкой пищи, становясь неподвижными, и свисают с потолка гнездовых камер, служа живым хранилищем пищи для колонии. Медовые муравьи встречаются в Северной Америке, Австралии и Африке. Виды муравьёв, относящиеся к роду Myrmecocystus, обитают в Северной Америке. В частности, M. mexicanus обитает на юго-западе США и в некоторых районах Мексики.

Распространение

Северная Америка: США и Мексика. Встречаются от центральной Мексики на север до Колорадо и Юты и на запад до Калифорнии, включая Неваду, Нью-Мексико и Техас.

Описание

Рабочие особи длиной 3—7 мм имеют желтовато-коричневую голову, грудь, ноги и немного более тёмное брюшко. Голова умеренно блестящая, с хорошо разделенными микропунктурами и разбросанными крупными, мелкими точками, микропунктуры наиболее грубые на лобных долях. Наличник более блестящий, чем лоб, слегка шагренирован, с редкими крупными точками, с плохо выраженной срединной импунктатной линией. В остальном интегумент слабо или умеренно шагренирован, умеренно блестящий. Королевы около 9 мм в длину; имеет желтовато-коричневую окраску, с переменными коричневатыми вкраплениями на затылке, дорзуме груди и тергитах брюшка. Крылья желтовато-гиалиновые, жилки и птеростигма рыжеватые до светло-коричневых. Самцы обычно имеют длину около 6 мм, желтоватый, часто с коричневатым вкраплением различной степени на дорзуме головы и груди, брюшко часто в значительной степени коричневое. Крылья беловато-гиалиновые до слегка коричневатых, жилки и птеростигма беловатые до желтоватых. Самцы и молодые самки крылатые.

Жизненный цикл

Среди других видов муравьёв, на деградированных пастбищах в южной Аризоне колонии M. mexicanus живут в среднем 8,9 лет, а максимальная продолжительность жизни составляет 23 года.

Размножение

В колонии размножаются только две касты — королевы (матки) и самцы. Рабочие являются стерильными и ухаживают за королевой и потомством. Спаривание происходит во время брачного полёта, когда крылатые королевы и самцы вылетают из гнезда.

Брачная активность

Репродуктивные особи (крылатые девственные королевы и самцы) начинают выходить из родного гнезда за несколько дней до брачного полёта, но рабочие побуждают их вернуться в гнездо. Некоторые репродуктивные особи погибают до вылета, не вернувшись в гнездо. За несколько часов до брачного полёта королевы, самцы и рабочие выходят из гнезда и роятся вокруг входного отверстия. Рабочие даже покусывают молодых королев на земле, чтобы побудить их к полёту.

Брачные полёты

Чтобы спариться, крылатые королевы и самцы M. mexicanus выходят из существующей колонии и роятся в брачных полётах. Эти полёты происходят в конце июля вечером, обычно примерно в то же время суток, когда рабочие колонии начинают фуражировать. Обычно вылет происходит на следующий день после дождя. Обычный брачный полёт длится около полутора часов. После полёта неспаренные королевы и самцы возвращаются в гнездо. Тот факт, что некоторые королевы и самцы возвращаются после таких полётов неспаренными, говорит о том, что «воздушный союз» затруднён. Спарившиеся королевы теряют крылья, а спарившиеся самцы погибают.

Основание и развитие колонии

После спаривания королева роет гнездовую камеру. Примерно через два дня после вылета она запечатывает гнездовую камеру. Многие спарившиеся королевы после выкапывания и запечатывания гнездовых камер впоследствии не появляются вновь, что может свидетельствовать о высокой смертности среди недавно спарившихся королев. Примерно через пять дней после вылета королева откладывает яйца в кластеры по 5—10 штук. Личинки вылупляются примерно через 20 дней и начинают окукливаться в коконах примерно через 10 дней после этого. Взрослые рабочие особи появляются примерно через 63 дня после откладки яиц. Личинок кормят и ухаживают за ними королева и рабочие. Считается, что личинки могут даже питаться яйцами и мёртвыми рабочими. Рабочие из первого выводка обычно меньше рабочих из последующих выводков, что, как полагают, является адаптацией, способствующей быстрому росту популяции. Средний рабочий живёт от 11 до 170 дней.

Структура популяции

Муравьиные колонии состоят из королевы-матери и её потомства, большинство из которого — стерильные самки-рабочие. Эти рабочие собирают пищу, ухаживают за расплодом и защищают колонию, в то время как основная обязанность королевы — продолжать откладывать яйца. Исследование шестидесяти шести гнёзд M. mexicanus, расположенных вблизи Сада Богов, Колорадо-Спрингс (штат Колорадо), обнаружилл, что типичное гнездо состоит примерно из 5 000 муравьёв. Как правило, от 75 до 78 % всего населения составляли рабочие. Около 22—25 % населения колонии состояло из крупнобрюхих медовых рабочих. Готовясь к брачным полётам, гнёзда производят большое количество репродуктивных особей. В одном гнезде было найдено 100—110 самцов, в другом — 209 королев.

Медовые муравьи

«Медовые бочки», живые рабочие-реплиты Myrmecocystus sp.

Роль в колонии

Название «медовые муравьи» происходит от особенности развития крупнобрюхих рабочих-реплитов (replete, plerergates), чьи брюшки настолько раздуваются от пищи, что используются остальными членами колонии как живые хранилища корма. Они «истощаются» во время голода, обычно в зимнее время, чтобы поддержать колонию. Такое поведение является примером кастовой системы в семьях муравьёв и других эусоциальных насекомых. Крупнобрюхие рабочие являются подмножеством стерильной касты рабочих.

Развитие

У M. mexicanus крупнобрюхие рабочие-реплиты развиваются из самых крупных рабочих в колонии. Если удалить из колонии реплитов, то следующие по величине рабочие быстро превращаются в реплитов. Рабочие могут превратиться в реплитов примерно за две недели. Другие рабочие кормят развивающихся реплитов нектаром растений, собранным по вечерам. Реплиты настолько разбухают, что становятся неподвижными и свисают с потолков куполообразных камер подземного гнезда.

Морфология

Когда рабочий-реплит наполняется жидкой пищей, его зоб (небольшой отросток пищевода перед желудком, образно называемый «общественным желудком»), раздувается и вытесняет другие органы брюшка. Зоб рабочих-реплитов расширяется примерно в четыре-пять раз по сравнению с обычными линейными размерами, когда они полностью заполнены пищей. У M. mexicanus размер брюшка рабочих-реплитов колеблется в пределах 6—12 мм в длину. По мере истощения запасов пищи они становятся «отвисшими и истощёнными».

Рабочие-реплиты M. mexicanus также различаются по содержанию «мёда» или пищи, которую они несут. Их можно классифицировать по цвету их расширенного брюшка: тёмно-янтарный, янтарный, молочный и прозрачный. Считается, что каждый цвет соответствует определённому источнику пищи. Темно-янтарные и янтарные реплиты содержат сахара, такие как глюкоза и фруктоза, в основном из нектара цветов. Молочные реплиты содержат большое количество белка и масел, которые, как полагают, поступают от насекомых. Прозрачные реплиты содержат в основном воду и сахарозу (сахар), поэтому считается, что они служат для хранения воды в засушливом климате. Обнаружено, что в небольшом проценте реплитов присутствуют два видимых слоя жидкости: один состоит из сахаров, а другой — из липидов, глицерина и эфиров холестерина.

Муравейники

Королевы-основательницы предпочитают размещать свои гнёзда на вершинах хребтов и на средних высотах. В пустынях Невады муравейники имеют внешний кратер размером от 4 до 18 см и высотой 3—5 см. Входное отверстие диаметров в среднем 18 мм.

Входы в гнездо обычно расположены на открытом месте, и колонии перемещают свои входы, если их первоначальное входное отверстие становится затенённым. M. mexicanus — ночные фуражиры и предпочитают более низкие температуры — от 15 до 20 °C. Поэтому для них может быть очень важно иметь незакрытые входы, чтобы почва быстро остывала после захода солнца и позволяла им скорее приступить к добыче корма.

Гнёзда M. mexicanus тесно связаны с гнёздами муравьёв-жнецов Pogonomyrmex occidentalis. M. mexicanus питается мёртвыми и почти мёртвыми рабочими особями P. occidentalis, что и объясняет такую тесную связь. Из 145 пищевых объектов, собранных рабочими M. mexicanus, 110 объектов были мёртвыми рабочими P. occidentalis, а два — живыми. Гнёзда M. mexicanus в среднем располагались на расстоянии 5—10 метров от гнёзд P. occidentalis, но часть гнёзд была найдена ближе, чем в 3 метрах.

Хищничество

У M. mexicanus, по-видимому, не так много естественных хищников. Койоты и барсуки были замечены раскапывающими колонии муравьёв.

Таксономия

Вид был впервые описан в 1838 году бельгийским энтомологом Константином Весмэлем (1798—1872) по типовому материалу из Мексики.

Литература

• Длусский Г. М. Муравьи пустынь / Отв. ред. Арнольди К. В.. — Москва: Наука, 1981. — 230 с. — 1600 экз.
• Красильников В. А. Муравьи-бегунки // «Биология» («Первое сентября»). — Москва, 2003. — № 36. — С. 18–21.
• Burgett, D. M.; Young, R. G. (1974), "Lipid Storage by Honey Ant Repletes", Annals of the Entomological Society of America, 67 (5): 743—744, doi:10.1093/aesa/67.5.743
• Chew, Robert M. (1995), "Aspects of the Ecology of Three Species of Ants (Myrmecocystus spp., Aphaenogaster sp.) in Desertified Grassland in Southeastern Arizona, 1958–1993", American Midland Naturalist, 134 (1): 75—83, doi:10.2307/2426484, JSTOR 2426484
• Cole, A. C. Jr. (1936), "Description of Seven New Western Ants (Hymenoptera: Formicidae)", Entomological News, XLVII: 118—121
• Cole, Blaine J.; Haight, Kevin; Wiernasz, Diane C. (2001), "Distribution of Myrmecocystus mexicanus (Hymenoptera: Formicidae): Association with Pogonomyrmex occidentalis (Hymenoptera: Formicidae)", Annals of the Entomological Society of America, 94 (1): 59—63, doi:10.1603/0013-8746(2001)094[0059:dommhf]2.0.co;2
• Conway, John R. (1980), "The Seasonal Occurrence of Sexual Brood and the Pre- and Post-Nuptial Behavior of the Honey Ant, Myrmecocystus mexicanus Wesmael, in Colorado", Journal of the New York Entomological Society, 88 (1): 7—14
• Conway, John R. (1981), "A Study of Dealated Queens of the Honey Ant, Myrmecocystus mexicanus Wesmael, and Their Progeny in Captivity (Hymenoptera: Formicidae)", Journal of the Kansas Entomological Society, 54 (1): 41—55
• Conway, John R. (1983), "Nest Architecture and Population of the Honey Ant, Myrmecocystus mexicanus Wesmael (Formicidae), in Colorado", The Southern Naturalist, 28 (1): 21—31, doi:10.2307/3670588, JSTOR 3670588
• Conway, John R. (1986), "The Biology of Honey Ants", The American Biology Teacher (англ.), 48 (6), University of California Press on behalf of the National Association of Biology Teachers: 335—343, doi:10.2307/4448321, JSTOR 4448321
• Conway, John R. (1990), "Notes on Repletes, Myrmecophiles, and Predators of Honey Ant Nests (Myrmecocystus mexicanus) (Hymenoptera: Formicidae) in Arizona", Journal of the New York Entomological Society, 98 (1): 103—107
• Davies, N. B.; Krebs, J. R.; West, S. A. (2012), An Introduction to Behavioral Ecology (4th ed.), Oxford: Wiley-Blackwell
• Dumpert, K. (1978), The Social Biology of Ants, translated by Johnson, C., Marshfield, Massachusetts: Pitman Publishing Limited
• Rissing, Steven W. (1984), "Replete Caste Production and Allometry of Workers in the Honey Ant, Myrmecocystus mexicanus Wesmael (Hymenoptera: Formicidae)", Journal of the Kansas Entomological Society, 57 (2): 347—350
• Sudd, John H.; Franks, Nigel R. (1987), The Behavioral Ecology of Ants, New York: Chapman & Hall
• Snelling, R. R. A revision of the honey ants, genus Myrmecocystus (Hymenoptera: Formicidae) (англ.) // Science Bulletin Nat. Hist. Mus. Los Ang. Cty.. — Los Angeles: Natural History Museum of Los Angeles County, 1976. — No. 24. — P. 1—163.
• Snelling, R. R. A revision of the honey ants, genus Myrmecocystus first supplement (Hymenoptera; Formicidae) (англ.) // The Bulletin of the Southern California Academy of Sciences. — 1982. — Vol. 81. — P. 69—86.