Mieren zijn een familie van insecten (Formicidae) die samen met bijen en wespen de orde Hymenoptera (Hymenoptera) vormen. Tot op heden zijn er meer dan 22.000 soorten geregistreerd - waarvan er 13.800 zijn beschreven - en naar schatting vertegenwoordigen ze tot 25% van de terrestrische biomassa van dierlijke oorsprong. Wil je meer weten over het gedrag van mieren?
Deze ongewervelde dieren vallen op door hun ongebruikelijke eusocialiteit en de vorming van superorganismen, dat wil zeggen dat ze in staat zijn complexe structuren te creëren die veel verder gaan dan de som van elk van hun leden. Ongetwijfeld vertegenwoordigen Hymenoptera een fascinerende evolutionaire strategie en we hebben er nog veel over te leren.
Kenmerken van mieren
Mieren zijn Hymenoptera, maar ze behoren ook tot de klasse Insecta. Omdat ze insecten zijn, hebben ze een reeks kenmerken die worden gedeeld met sprinkhanen, kevers, bidsprinkhanen en anderen, zoals een lichaam dat is verdeeld in een kop, borststuk en achterlijf, 6 ledematen en de aanwezigheid van zeer opvallende hoofdantennes.
Net als andere insecten hebben mieren een exoskelet dat hen beschermt tegen de omgeving, in dit geval bestaande uit een epicutikel en een chitineus procutikel. Bovendien moet worden opgemerkt dat ze geen longen en luchtwegen hebben om te gebruiken, maar dat zuurstof hun lichaam binnenkomt via het exoskelet via poriën die siphonen worden genoemd.
Op hoofdniveau zijn deze ongewervelde dieren sterk ontwikkeld. Ze hebben een paar gelateraliseerde samengestelde ogen, 3 ocelli bovenop het hoofd - die lichtniveaus en polarisatie detecteren - en een paar antennes die chemicaliën, luchtstromen en trillingen kunnen registreren.Zoals we in latere regels zullen zien, zijn deze essentieel in communicatie.
De thorax of het mesosoom bevat de 6 motorische ledematen en de vleugels, aanwezig bij koninginnen en mannetjes op het moment van voortplanting. Aan de andere kant beschermt de buik of metasoma alle vitale organen van het dier, inclusief de voortplantings-, ademhalings- en uitscheidingssystemen. Interessant is dat sommige soorten gemodificeerde voortplantingsorganen vertonen, zoals stingers.
Elke mierensoort heeft zijn eigen kenmerken, maar ze volgen allemaal een gemeenschappelijk algemeen lichaamsplan.
Mierengedrag
Zoals we al zeiden, zijn er meer dan 22.000 soorten mieren in de wereld. Het vaststellen van algemeenheden in zo'n groot taxon is een ontmoedigende taak, maar het bestaan van gemeenschappelijke voorouders en evolutionaire convergentie hebben ervoor gezorgd dat sommige eigenschappen van toepassing zijn op bijna alle mierendodende middelen.Hier zijn enkele voorbeelden:
- Het gedrag van mieren wordt bepaald door verwantschapsselectiemechanismen.
- Er is competitie tussen individuen van dezelfde soort en populatie, tussen populaties (kolonies) en tussen soorten.
- Kolonies tonen hiërarchieën in controleprocessen van kolonies. Concurrentie van leden van dezelfde kolonie vormt de dynamiek van de gemeenschap.
- Kolonies worden onderverdeeld in kasten, over het algemeen arbeiders, soldaten, koninginnen en mannen.
- Rassen zijn gevormd door natuurlijke selectie, om de biologische geschiktheid van de hele kolonie te maximaliseren, niet van individuele individuen.
Naast koloniedynamiek hebben mieren vaak obligate relaties met bepaalde planten- en ongewervelde soorten. Ze zijn essentieel voor het in stand houden van biogeochemische kringlopen in de bodem, een uitstekende eiwitbron voor verschillende soorten en spelen onder meer een ongeëvenaarde rol bij de zaadverspreiding.
Vervolgens onderzoeken we enkele gedragingen van mieren. Van familieselectie tot eusocialiteit, ze laten je niet onverschillig.
De kasten in de mierenhoop
Over het algemeen wordt beweerd dat mieren hun kolonies in kasten verdelen, hoewel deze lijn bij sommige soorten een beetje vervaagt. In de mierenhoop kunnen in ieder geval de volgende maatschappelijke organisaties genoemd worden:
- Reina: is de pijler van de kolonie, het "hart" en het "brein" tegelijk. Wanneer de koningin zich voortplant met een gevleugeld mannetje, begraaft ze zichzelf en begint ze eieren te leggen, wat overeenkomt met toekomstige werksters. Een mierenkoningin kan tot 30 jaar oud worden, afhankelijk van de soort. Het is diploïde (2n), simpel gezegd, het heeft een compleet “genetisch plaatje”.
- Arbeider: de arbeiders zijn de "handen" van de kolonie. Ze leven meestal van 1 tot 3 jaar en voeren alle taken van de mierenhoop uit, van de bouw van galerijen tot het zoeken naar voedsel.Volgens studies zou de differentiatie van werkster tot koningin kunnen afhangen van de voedingsopname in het larvale stadium. Ze zijn ook diploïde (2n).
- Man: Mannetjes zijn spermazakjes met pootjes, aangezien hun enige doel is om zich voort te planten en te sterven. Opgemerkt moet worden dat ze haploïde (n) levende wezens zijn, wat betekent dat ze de helft van de genetische informatie van vrouwen en arbeiders hebben - een enkele set chromosomen -
Deze regel geldt echter niet voor alle mieren. Sommige soorten worden gekenmerkt door presenterende organisaties waarin alle werksters potentieel reproductief zijn, maar één of een groep boven de rest wordt geselecteerd door dominantiemechanismen (Gamergate). Diacamma rugosum is hier een uitstekend voorbeeld van.
Mieren en de verwanten selectie
Snel en eenvoudig gezegd, kin selection of kin selection probeert het " altruïsme" in het dierenrijk te verklaren, dat wil zeggen waarom er levende wezens zijn die hun familieleden helpen, ook al brengt dit voor hen een aanzienlijke energie-investering met zich mee.Deze postulatie is gebaseerd op de Hamilton-vergelijking:
rB>C
(r) vertegenwoordigt de genetische relatie tussen beide componenten van de dynamiek, (B) het voordeel verkregen door de persoon die het altruïstische gedrag uitvoert en (C) de reproductieve kosten die het gedrag met zich meebrengt om de weldoener te helpen. Met andere woorden, hoe sterker de relatie tussen dieren (r), hoe waarschijnlijker het is dat een individu in de kolonie zijn familielid of "superieur" zal helpen.
Deze theorie kan ook worden toegepast op hymenoptera, vooral mieren. De arbeiders "ontkennen" hun voortplantingsvermogen om dat van de koningin te begunstigen, omdat het "op rekening" komt op een evolutionair niveau, aangezien ze allemaal zeer naaste verwanten zijn. In deze strategie heeft de verspreiding van gemeenschappelijke genen tussen generaties de voorkeur boven individuele voortplanting.
Ondanks de interessantheid van deze theorieën, kan niet al het gedrag van mieren worden verklaard door verwantschapsselectie. Veel professionals bespreken tegenwoordig toepassingen.
Het gedrag van mieren als eusociale en coöperatieve wezens
Of het nu gaat om verwantschapsselectie of andere mechanismen, mieren zijn een duidelijk voorbeeld van eusocialiteit tot het uiterste doorgevoerd. In deze onafscheidelijke gemeenschappen behoren volwassenen tot 2 of meer elkaar overlappende generaties, zorgen ze samen voor hun nakomelingen en is de overgrote meerderheid van de leden niet in staat zich voort te planten (werknemers).
In deze kolonies werkt natuurlijke selectie niet op het individu, maar op de hele populatie, dus alle leden werken onderling op een extreme manier samen. Om deze reden stort de hele mierenhoop in als de hiërarchie of sociale structuur wordt verbroken. Met andere woorden, als de koningin sterft, sterven de arbeiders met haar - behalve de eerder genoemde Gamergates.
In de mierenhoop is het leven van de arbeider niet relevant. Het wordt zonder problemen opgeofferd als het de larven of de koningin redt.
Mieren als superorganismen
Zoals we al eerder hebben gezegd, is elke mierenhoop een complex organisme dat iets veronderstelt "buiten" de som van al zijn delen. Alle superorganismen hebben de volgende kenmerken gemeen:
- De componenten van de kolonie leven in een gemeenschappelijke structuur (mierenhoop of nest) die bescherming biedt aan de koningin en larven en zorgt voor voedselvoorziening. De temperatuur en vochtigheid van de nesten is uniek voor elke soort en de componenten kunnen deze moduleren.
- De koningin of moeder is het "hart" en "brein" van het superorganisme. Dit kan tot 100 keer langer meegaan dan verwacht vanwege zijn grootte en morfologie.
- De leden van de kolonie delen functies. Sommigen zorgen voor de larven, anderen jagen, weer anderen bouwen galerijen en houden de mierenhoop schoon.
Al deze complexe interacties brengen een reeks ondoorgrondelijke voordelen met zich mee. Mieren produceren meer nakomelingen dan het gemiddelde insect, leven veel langer als een biologische eenheid en zijn in staat om een zekere mate van onafhankelijkheid van de externe omgeving te behouden.
Een heel duidelijk voorbeeld van deze eenheidscomplexiteit wordt vertegenwoordigd door de soort Myrmecocystus mexicanus. In deze mierenhopen voedt en vult een geselecteerde groep werksters hun gaster - bolvormig deel van de metasoma - tot fysiologische grenzen. Ze hangen dan aan het plafond van een cel in de mierenhoop, worden immobiel en fungeren als levende voedselreserves.
Communicatie
Gatherer mieren reizen afstanden tot 200 meter van het nest. Dankzij hun antennes zijn ze in staat de feromonen te detecteren die door andere leden van de kolonie worden uitgestoten, en zo komen ze veilig terug naar hun bevolkingscentrum. Deze sporen zijn ook handig voor het markeren van voedselbronnen, gevaren, andere kolonies en nog veel meer.
Daarnaast zijn sommige dagelijkse soorten uit droge omgevingen, zoals Cataglyphis bicolor, in staat zich op verschillende manieren te oriënteren. Zoals studies aangeven, presenteert deze soort een soort "stappenteller" en tellen de arbeiders de stappen die ze hebben gezet van de mierenhoop naar een specifieke bestemming.Ze nemen ook als referentieobjecten in de omgeving en de positie van de zon.
Voedingsgedrag van mieren
Over het algemeen heeft men meestal het idee dat een mier zaden en klein afval verzamelt om zichzelf te voeden, maar niet alle mieren volgen deze strategie. Sommige soorten voeden zich met schimmels die ze in hun mierenhopen kweken (Acromyrmex) en andere zijn praktisch strikte carnivoren (onder andere Odontomachus, Harpegnathos en Myrmecia).
Het duidelijkste voorbeeld van de roofstrategie zijn de valkaken, vooral die behorend tot het geslacht Odontomachus. Deze groep heeft de op een na snelste roofzuchtige aanhangsels in het dierenrijk, aangezien ze in staat zijn om hun kaken gemiddeld in 130 microseconden te sluiten, zoals blijkt uit studies. In combinatie met hun angel die gif.webpstoffen kan afscheiden, verandert dit ze in moordmachines.
Ten slotte mogen we de mieren van het geslacht Myrmecia niet vergeten, ook wel stiermieren genoemd in hun verspreidingsgebied (Australië).De 93 soorten in dit taxon vallen op door hun krachtige kaken, hun uitstekende gezichtsvermogen en hun krachtige gif.webpstoffen. Hoewel ze niet dodelijk zijn voor mensen, zijn er sterfgevallen als gevolg van anafylactische schokken vastgesteld.
De meeste mierensoorten zijn aaseters, generalistische roofdieren of regelrechte herbivoren. Sommigen hebben echter zeer gespecialiseerde voedingsstrategieën ontwikkeld.
Laatste opmerkingen over het gedrag van mieren
Zoals je misschien hebt gezien, gaat de wereld van mieren veel verder dan de invasie van een picknick in de lente of zomer. Sommige mieren leven in bomen en hun larven maken echte webkammen (Polyrhachis dives), andere kweken schimmels waarmee ze zich voeden (Atta en Acromyrmex) en weer anderen jagen onvermoeibaar op grote prooien (Myrmecia).
Als er iets voor ons duidelijk is na het lezen van deze regels, dan is het wel dat mieren ons veel te leren hebben op het gebied van evolutie en complexe samenlevingen. Zonder twijfel zijn zij het levende voorbeeld dat eenheid kracht is.