Rozmnožovanie a životný cyklus mravcov
Z ľudského pohľadu si rozmnožovanie mravcov spočiatku veľmi nevšímame. Preto sa dnes vydáme na cestu za tajomstvami rozmnožovania jedného z najneuveriteľnejších živočíchov na Zemi.
Mravcovité (lat. Formicidae) je čeľaď hmyzu z nadčeľade osy a radu blanokrídlovce. Rody z tejto čeľade, pokiaľ vôbec majú slovenské meno, sa po slovensky nazývajú mravec. Mravce sú jednou z najúspešnejších skupín hmyzu v živočíšnej ríši, sú preto v mimoriadnom záujme vedcov myrmekológov, ekológov a biosociológov. Ich úspešnosť je pripisovaná ich sociálnemu spôsobu života a ich špecializácii. Vyvinuli sa v období explozívnej diverzifikácie hmyzích druhov, v kriede. V roku 1966 E. O. Wilson so svojim tímom identifikoval fosílne pozostatky mravca (Sphecomyrma), ktorý žil v kriede. Štúdia z roku 2006 datuje vznik mravcov ešte skôr a to do obdobia jury pred 168 miliónmi rokov.
Mravce sú drobný blanokrídly hmyz, ktorého veľkosť dosahuje od niekoľkých milimetrov po niekoľko centimetrov. Ich telo je, podobne ako u mnohých iných druhov hmyzu, spevnené vonkajšou kostrou. Hmyz nemá pľúca, kyslík a ostatné plyny ako je napríklad oxid uhličitý, prijíma povrchom tela cez prieduchy. Cievny systém hmyzu je sústredený pozdĺž jeho chrbtovej strany (dorzálna aorta) a princípom podobným ako u srdca smerom k hlave je u neho prečerpávaná telesná tekutina (hemolymfa). Na hlave mravca je niekoľko dôležitých senzorických orgánov. Je na nej jeden pár článkovaných paličkových lomených tykadiel. Tykadlá využívajú na detekciu chemických feromónových stôp, pohybov vetra, vibrácii a na dotykovú komunikáciu jedincov. Mravce majú zložené facetové oči, ktorými detegujú pohyb a tri jednoduché temenné očká, ktorými detegujú úroveň a polarizáciu svetla. V závislosti od jednotlivých druhov a kást sú u mravcovitých rôzne vyvinuté a prispôsobené hryzacie ústrojenstvá (hryzadlá). Používajú ich pri kŕmení, prenášaní objektov, stavbe hniezd a na obranu. Na hrudi mravcovitých môžu byť ostne. Delí sa na pronotum, mezonotum, epinotum. Z hrude vyrastajú tri páry nôh. Zadné krídla niektorých druhov mravcov: samcov a kráľovien, dorastajú do menšej dĺžky ako predné. Bruško mravcov je od tela oddelené telnou stopkou, ktorá môže byť jednočlenná (u nás u podčeľadí Formicinae, Ponerinae, Dolichoderinae) alebo dvojčlenná (u nás u podčeľade Myrmicinae). Zadoček je delený na niekoľko článkov, ktoré sú spojené blankou, čo umožňuje meniť jeho veľkosť.
Mravce sú sociálny hmyz, ktorý prežíva v dobre organizovaných kolóniách v postavených hniezdach, ktoré v slovenčine nazývame mravenisko. Počty mravcov v kolónii môžu kolísať (hlavne spočiatku) od niekoľkých desiatok po niekoľko miliónov jedincov. Sú známe prípady, keď príbuzné kolónie mravcov vytvorili superkolóniu mravenísk nachádzajúcich sa na dĺžke niekoľko tisíc kilometrov (Linepithema humile). Mravce môžu vytvárať niekoľko kást. Základnými kastami sú: kráľovná (gyne), samec (aner) a najčastejšie sterilné robotnice (ergate). Roku 2006 bolo známych 11 844 druhov mravcov. Podľa odhadov sa hmotnosť všetkých mravcov na Zemi rovná súčtu hmotností všetkých jej ľudských obyvateľov.
Mravcovité sa vyskytujú takmer na celej zemeguli. Najviac im vyhovuje teplé vlhké prostredie, ťažšie znášajú sucho a chlad. V tropických dažďových pralesoch môžu tvoriť až 15 % z celkovej živočíšnej biomasy. Aj keď potrebujú vyššiu vlhkosť vzduchu, na vyslovene mokrých miestach sa nevyskytujú. Spravidla dokážu zniesť vyššie teploty, či dokonca vydržať niekoľko hodín pod vodou. Mravce svoje hniezda budujú pod zemou, v dutinách stromov, niektoré druhy aj na zemi medzi spadnutým lístím stromov. Pre reguláciu tepla sú niektoré mraveniská zakladané pod kameňmi, ktoré dokážu prijímať a kumulovať teplo zo slnečného žiarenia. Klasické kupolovité mraveniská sú dokonalými stavbami. Sklon ich južného svahu býva miernejší, aby hniezdo pohlcovalo čo najviac tepla, kratší severný svah svojim stálym tieňom takto odoberá tepla menej.
Najdôležitejšou zmyslovou zložkou komunikácie sú pachy feromónov. Ďalším komunikačným prvkom je chuť, ktorú odkomunikujú tak, že dávajú iným jedincom svojej rodiny ochutnať, čo našli. Mravce vnímajú aj cvrkot niekedy priamo, inokedy iba z otrasov pôdy. Zrak u väčšiny mravcov je slabý a niektoré druhy sú úplne slepé, iné majú výnimočne dobré videnie, ako napríklad austrálske buldodžie mravce (rod Myrmecia).
V mraveniskách žije množstvo parazitov, ktoré zneužívajú to, že mravce preferujú komunikáciu na báze pachov feromónov. Okrem parazitizmu žijú mravce aj v pozitívnej symbióze s celým radom rastlinných aj živočíšnych druhov. Niekedy ide o fakultatívnu symbiózu, na ktorej sú úplne existenčne závislé obidve spolunažívajúce strany. Najznámejšia je symbióza mravcov a vošiek, ktoré mravce v rámci svojich možností chránia pred nepriateľmi, alebo ich prenášajú na vyhliadnutý strom, kde sa potom živia ich sladkými výkalmi. Zaujímavým druhom mravčej symbiózy je u druhu mravcov atta, ktoré si v mravenisku pestujú istý druh huby, ktorú kŕmia drobnými lístkami a huba je ich hlavný zdrojom potravy.
Mravce patria k najagresívnejším tvorom živočíšnej ríše. Život kolónie sprevádzajú neustále výpady na územia iných kolónií a súboje s nimi o potravu a teritórium. Niektoré druhy mravcov majú špecializovanú kastu bojovníkov, v ktorej sú väčšie a silnejšie vyvinuté robotnice. Hlavnými zbraňami mravcov sú hryzadlá a jed. Víťazmi súbojov ale nebývajú najpočetnejšie, alebo najjedovatejšie kolónie, ale kolónie s dokonalejším systémom komunikácie a spolupráce.
Mravce vo svojej ceste za potravou neobchádzajú ani ľudské obydlia. Najlepšiu adaptáciu na toto prostredie má v našich zemepisných šírkach mravec faraónsky (Monomorium pharaonis). Tento druh je považovaný za škodcu. Poškodzuje potraviny, vo vlhkých prostrediach obydlí stavaním svojich hniezd rozkladá ich časti, znehodnocuje potraviny a môže byť prenášačom niektorých nákaz.
Párenie
Rozmnožovanie mravcov sa začína veľkolepou udalosťou známou ako párovací let. Počas tohto letu sa okrídlené samce a samice z rôznych kolónií vznesú do vzduchu súčasne, čím sa zabezpečí genetická rozmanitosť v mraveniskách. Táto synchronizovaná udalosť je často vyvolaná environmentálnymi signálmi, ako je silný dážď alebo zmeny teploty. V niektorých prípadoch samce lietajú ako prvé a vypúšťajú do vzduchu svoje feromóny. Samičky, ktoré cítia feromóny, sa k nim rýchlo pridajú.
Napriek veľkoleposti párenia je tento let spojený s vysokým počtom obetí. Kolónie proti tomu vysielajú stovky alebo dokonca tisíce mravcov. Zaujímavé je, že niektoré vzácne druhy mravcov, ako napr. Mycocepurus smithii, tento nebezpečný proces úplne obísť. Tieto mravce sa rozmnožujú klonovaním, metódou známou ako partenogenéza. Tento proces je výnimočný, pretože sa ho nezúčastňujú žiadni samci. Táto forma rozmnožovania je však medzi druhmi mravcov pomerne vzácna.
Po skončení párenia oplodnená kráľovná pristane a začne svoj nový život. Jej prvým činom je odstránenie krídel a ich konzumácia na výživu. Môže tiež zjesť svoje prvé neoplodnené vajíčka, aby získala silu. Každá kalória je v tejto chvíli cenná. Prvá várka mravcov, ktorú vyprodukuje, sa nazýva nanity alebo minimity. Tieto prvé robotnice sú menšie a pomáhajú založiť kolóniu.
Životný cyklus mravca
Ako kolónia rastie, jedinou úlohou kráľovnej sa stáva kladenie vajíčok, zatiaľ čo robotnice preberajú všetky ostatné úlohy. Táto deľba práce umožňuje kolónii prosperovať. Životný cyklus mravca zahŕňa štyri štádiá: vajíčko, larvu, kuklu a dospelého jedinca. Trvanie jednotlivých štádií sa u jednotlivých druhov líši, ale všeobecný proces zostáva jednotný.
Vajcia
Mravec zostáva vo vajíčku 7 až 14 dní. Časové rozdiely závisia samozrejme od druhu, ale aj od teploty a vlhkosti. Tieto vajíčka sú biele a majú želatínovú štruktúru. Na rozdiel od vtáčích vajíčok nie sú mravčie vajíčka chránené silným vápenatým štítom. Sú mäkké a pomerne zraniteľné. Ich prežitie závisí od kolektívu.
Larvy
Ďalším štádiom sú larvy. Larva je žltkastá, bledá a priehľadná. Pohybuje sa a vyzerá ako larva. Larva sa počas rastu zbavuje kože, podobne ako to robia hady. Dospelé mravce nie sú schopné prijímať pevnú potravu, ale larvy nemajú tieto obmedzenia: môžu jesť hmyz priamo zo zdroja. U niektorých druhov mravcov ste mohli pozorovať, ako si do mraveniska prinášajú celý hmyz alebo jeho časti. Túto potravu často nosia priamo do škôlky. Existujú dokonca niektoré druhy mravcov, ktoré to robia opačne a nosia svoje larvy k zdroju potravy. Larva potrebuje 1 až 2 týždne na to, aby dosiahla ďalšie štádium.
Kukly
Štádium mravca je posledným krokom pred tým, ako sa z neho stane dospelý mravec. Mravce v tomto štádiu stále potrebujú robotníkov, ktorí ich kŕmia. Kukly sú obalené bielym alebo hnedastým kokónom. Už pri pohľade naň môžete vidieť, ako sa mravec formuje. Nohy a tykadlá sú tu najvýraznejšími znakmi. U niektorých druhov však kukly vyzerajú ako pevné väčšie vajíčko, akoby boli obalené v kokóne. Podľa druhu potrebuje kukla 9 dní až 1 mesiac na to, aby sa stala plne vyvinutým mravcom.
Dospelí
Mladý mravec je ľahší ako ostatní robotníci. Jej telo je mierne priehľadné a s pribúdajúcim vekom tmavne. Kvôli nedostatočnej rozmanitosti potravy sú prvé generácie robotníc často menšie a štíhlejšie ako tie nasledujúce.
V mravčej ríši majú samce jediný cieľ: rozmnožovanie. Žijú krátko a nepodieľajú sa na každodenných činnostiach kolónie. Samičky sa naopak delia na kráľovné a robotnice. Predtým, ako sa mravčia princezná stane kráľovnou, nie je veľmi aktívna a šetrí si energiu na budúce rozmnožovanie. Keď sa stane kráľovnou, zasvätí svoj život kladeniu vajíčok. Mravce robotnice, ktoré sú všetky samičky, sa delia na rôzne úlohy, ako sú vojaci, ošetrovatelia, prieskumníci a poľnohospodári.
Rozdelenie práce
Mravčie kolónie vykazujú vysoko organizovanú deľbu práce. Reprodukčnú kastu tvorí kráľovná a samce, zatiaľ čo robotnícka kasta vykonáva všetky ostatné úlohy. U niektorých druhov sa robotnice vyznačujú polymorfizmom, čo znamená, že sú rôznych veľkostí, aby mohli efektívnejšie plniť špecifické úlohy. Napríklad mravce medonosné majú špecializované robotnice, ktoré skladujú potravu, a Atta druhy majú veľkých vojakov na obranu kolónie.
Ak sú robotnice dvoch rôznych veľkostí, druh sa označuje ako dimorfný. Ak sa vyskytujú viac ako dve veľkosti, považuje sa za polymorfný. Väčšina ostatných druhov je monomorfná, s robotnicami jednej veľkosti. Táto sociálna štruktúra, kde je reprodukčná kasta oddelená od robotníc, sa nazýva eusocialita. Eusociálne spoločenstvá sa venujú ochrane kráľovnej a mláďat a vyskytujú sa nielen u mravcov, ale aj u včiel, ôs, niektorých kôrovcov a dokonca aj u niektorých druhov potkanov.
Genetika
Možno vás zaujíma, ako môže mravčia kráľovná aktívne prepínať medzi produkciou samíc a samcov - čo je pre nás ľudí celkom cudzí pojem.
Pamätajte, že kráľovná si môže udržať funkčné spermie počas celého života. Má tiež kontrolu nad oplodnením vajíčok: neoplodnením vajíčka vznikne samček. Tento proces sa nazýva partenogenéza, metóda kontrolovaného rozmnožovania, ktorá sa líši od cicavcov. Samec mravca v podstate nemá otca, iba matku.
Muži produkujú haploidné spermie, čo znamená, že majú len jednu sadu chromozómov. Kráľovné tiež produkujú haploidné vajíčka, ale keď sa ich rozhodnú oplodniť, vajíčka majú dve sady chromozómov a vyvinú sa z nich diploidní jedinci: samičky. Ak vajíčko nie je oplodnené, zostane haploidné a vznikne samec.
Možno ste počuli, že mravce robotnice sú asexuálne kasty, ale to nie je úplne presné. Hoci niektoré druhy, ako napr. tie z rodu Pheidole, majú sterilných pracovníkov, ide o výnimky. Geneticky sú všetky robotnice samice.
Prekvapujúce je, že u väčšiny druhov majú robotnice schopnosť klásť vajíčka rovnako ako kráľovná. Prečo teda hniezdo nie je preplnené vajíčkami všetkých potenciálnych robotníc? Kráľovná produkuje hormón, ktorý bráni ostatným samičkám vo vývoji vaječníkov. Ďalšou hypotézou je, že rovnaký hormón vysielajú aj larvy, čo by vysvetľovalo, prečo robotnice produkujú vajíčka, keď sú ďaleko od hniezda.
Pravdepodobne tušíte, že robotnice nie sú oplodnené žiadnym samcom, čo znamená, že produkujú len neoplodnené vajíčka. Robotnice teda môžu produkovať len samce. Samce sú síce nevyhnutné na šírenie druhu, ale neprispievajú ku každodenným úlohám tak ako robotnice. To je dôvod, prečo kolónia s jedinou kráľovnou často umiera krátko po jej odchode.
Ďalším problémom pri kladení vajíčok je, že tieto jedince sa stávajú menej produktívnymi. Aby sa tomu zabránilo, niektoré druhy mravcov majú robotnice, ktoré kontrolujú iné robotnice. Stres vyvolaný týmito policajnými akciami môže viesť k tomu, že robotnice potlačia svoje reprodukčné schopnosti. Táto "policajná sila" môže dokonca skonzumovať vajíčka, ak sa robotnica, ktorá sa previnila, nepodriadi. V mravčej ríši sa rozmnožovanie musí držať pod kontrolou.
10 fascinujúcich faktov o mravcoch pre deti | Prekvapujúce pravdy o jednom z najťažších robotníkov prírody
Mravce sú skutočne pozoruhodné tvory so zložitými sociálnymi štruktúrami a životnými cyklami, ktoré zabezpečujú prežitie a úspech ich kolónií. Ich schopnosť prispôsobiť sa a prosperovať v rôznych prostrediach z nich robí jednu z najúspešnejších skupín hmyzu na planéte.
tags: #mravec #lesny #rozmnozovanie