Новые открытия опубликованы в Биологическом журнале Линнеевского общества. Большеголовые муравьи — путешественники по миру, путешествующие автостопом с людьми. Ученые обнаружили их более чем в 1600 местах по всему миру (см.
Карту). Их прибытие в достаточно теплое место (они не переносят холодную погоду) оборачивается почти верной гибелью для местных муравьев, пауков, жуков и других беспозвоночных, которые не привыкли к их боевым действиям.«Если вы думаете о наихудших инвазивных видах, муравьи часто появляются в этих списках, а большеголовые муравьи являются одними из самых проблемных», — сказал профессор энтомологии Университета Иллинойса и глава отдела биологии животных Эндрю Суарес, который руководил новым исследованием. постдокторант Билл Уиллс. «Они очень агрессивны.
И в отличие от многих местных муравьев, они производят большое количество маток, поэтому обладают невероятно высоким потенциалом к ??воспроизводству».По словам исследователей, большеголовые муравьи распространяются, собирая несколько гнезд, которые сотрудничают в защите, воспроизводстве, территориальной экспансии и добыче пищи.
Солдаты и не солдаты в колонии Pheidole megacephala — сестры, поэтому генетические изменения не объясняют их различную морфологию. По словам Суарес, изменения в питании во время развития в первую очередь ответственны за их разные формы и размеры.«Мы знаем, что вы можете кормить личинок по-разному, и это изменит уровень гормонов, что приведет к включению совершенно другого пути развития, поэтому вы получаете эту гигантскую голову, вы становитесь большеголовым муравьем, а не маленьким рабочим», — сказал он. .Команда хотела знать, могут ли экологические сигналы, такие как присутствие других агрессивных муравьев, привести к тому, что колонии большеголовых муравьев будут производить больше или больше солдат. Чтобы изучить это, они посмотрели на муравьев в пяти местах: Австралии, Флориде, Гавайях, Маврикии (остров у юго-восточного побережья Африки) и Южной Африке.
«Гавайи интересны, потому что там нет местных муравьев, поэтому большая часть местной фауны насекомых и членистоногих не обязательно приспособлена к борьбе с социальными насекомыми», — сказал Уиллс. «Но местная фауна муравьев в Австралии очень доминирует и разнообразна».По его словам, исследовательские центры во Флориде, Маврикии и Южной Африке представляют собой своего рода промежуточное состояние, когда большеголовые муравьи сталкиваются с конкурентами, которые не так свирепы и разнообразны, как муравьи в Австралии.
Команда обнаружила, что большеголовые солдаты и не солдаты стали больше всего в Австралии и меньше всего на Гавайях. По словам Уиллса, в среднем австралийские большеголовые солдаты-муравьи были в три раза массивнее, чем их эквиваленты на Гавайях.
Муравьи на других участках исследования были промежуточными по размеру.По словам Суареса, генетический анализ показал, что муравьи из всех исследуемых участков были тесно связаны между собой, что исключает возможность того, что изменение размера было результатом долгосрочных эволюционных изменений.«Это показывает, что они смогли относительно быстро адаптироваться к новой среде», — сказал Суарес. «Это захватывающе и страшно, что это может произойти так быстро».
(В отдельном исследовании Уиллс обнаружил, что огненные муравьи могут начать изменять размер своего тела в течение 60 дней в новой среде.)По словам Суареса, большеголовые муравьи производили больше рабочих в ответ на внешние сигналы, но они не генерировали большую долю солдат ни на одном из участков.
«Мы обнаружили, что соотношение солдат и не солдат было относительно постоянным среди нашего населения», — сказал он.Исследователи предполагают, что муравьи используют химические сигналы, называемые феромонами, чтобы определить, когда в гнезде содержится правильное соотношение солдат к другим рабочим.
Если это окажется так, ученые смогут управлять муравьями с помощью химических сигналов, не нарушая окружающей среды, сказал Суарес.Национальный научный фонд поддержал это исследование.