Mravenčí války

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Mravenčí války jsou přímou, agresivní formou interakce mezi mravenci z různých kolonií. Mravenci jsou zapojeni do vzájemné soutěže. Pokud si například jedna z kolonií přivlastní zdroj potravy, tento zdroj již není dostupný pro ostatní mravence. Toto je nepřímá konkurence. V kontextu konkurence jsou mravenčí války formou konfliktu, ve kterém se mravenci přímo zapojují do vzájemných bojů. Je zajímavé, že k takovým konfliktům může dojít jak v rámci jednoho druhu, tak mezi druhy.

Pokud bereme mravence jako společnost, pak jsou dvě možnosti, jak vstoupit do tzv. válek. Jedna z nich se docela blíží obvyklému chápání „války“pro lidi, totiž boje mezi koloniemi stejného druhu. Další zahrnuje interakce mezi různými druhy mravenců. A oba typy konfliktů jsou pro mravenčí biologii zajímavé.

Historie výzkumu

Lidé věděli o existenci mravenčích válek ještě dříve, než se o tento fenomén vážně zajímali biologové. Například Charles Darwin psal o konfliktech mezi mravenci. V Bibli jsou zmínky o úspěchu mravenčích komunit, protože lidé se o pozorování tohoto jevu zajímají již tisíce let. Částečně se mravenčím válkám dostalo tolik pozornosti, protože střety mezi mravenci byly dramatické a zřejmé, ale také proto, že mravenci jsou sociální tvorové stejně jako lidé, takže je těžké upustit od vytváření paralel mezi našimi společnostmi. Je zajímavé dívat se na historii těchto srovnání jako na dialog: na jedné straně vzbudila otázka zájem, zda boj mezi mravenci může posílit stávající myšlenky nebo otevřít novou stránku lidských konfliktů; na druhé straně možnost aplikovat na mravence učení, které jsme vyvinuli, abychom pochopili povahu konfliktů mezi mravenci.

Metody výzkumu

Mravenci jsou společenský hmyz. V hmyzích společnostech kolonie zpravidla působí jako celek a do určité míry si zachovává genetickou integritu. Jinými slovy, kolonii drží pohromadě příbuzná struktura, což je někdy dost matoucí. V kolonii se rozvíjí schopnost identifikovat a rozpoznat každého jejího člena. Mravenci mají tendenci rozdělovat svět do dvou tříd poměrně jednoduše: členy kolonie a všechny ostatní. V kolonii jsou vyvinuty velmi nápadné charakteristické rysy, které ji sjednocují, alespoň u většiny druhů a za většiny okolností.

Mravenci se často setkávají s jinými mravenci, zejména v tropech. Nedávná studie v Apalačských horách ve Spojených státech ukázala, jak hustě se mohou mravenci usadit. Vědci sbírali mrtvý hmyz v lese, nechávali ho na zemi a sledovali, jak dlouho trvalo, než potenciální predátor nebo konzument narazil na jídlo. Většinu těchto kousků potravy našli mravenci a nikdy jim to netrvalo déle než pár minut. V místech, kde se mraveniště nachází nejblíže zemi, mravenci neustále skenují a hlídkují půdu, takže prakticky žádné oblasti nezůstanou po dlouhou dobu nedotčené.

Mravenci se s větší pravděpodobností setkají se členy jiných kolonií a dokonce i s jinými druhy. V biotopech obsazených mnoha druhy najednou je pravděpodobnost mezidruhové kolize kolonií extrémně vysoká. K této interakci dochází pravidelně. Pokud si kolonie uvědomí, že existuje hrozba ztráty zdrojů nebo území jak ze strany mravenců jiného druhu, tak mravenců z jiných kolonií stejného druhu, následuje tato hrozba organizovaná agresivní reakce, která se někdy může změnit ve skutečnou bitvu..

Vývoj mravenčích zbraní

Mravenci jsou starověký hmyz. Existovaly dlouho před rozdělením superkontinentu Gondwana. Stalo se to před více než sto miliony let a mravenci se objevili dávno před tím. Mravenci samozřejmě válčí desítky, ne-li stovky milionů let. Mravenci mají řadu zařízení, která mohou během boje použít jako zbraně. Dá se předpokládat, že v jejich vývoji hrály důležitou roli války. Vědci studující proces jejich evoluce hovoří o změně předmětu agrese, jak se vyvíjí. V dávné minulosti byli hlavními nepřáteli raných mravenců obratlovci, tak velká suchozemská zvířata, jako jsou dinosauři, ptáci a savci. Mnoho druhů mravenců bylo vybaveno velmi silným bodnutím. Byli dobře přizpůsobeni k útoku na člověka, ale jejich „zbraně“nebyly příliš účinné proti jinému hmyzu.

Jak se mravenci vyvíjeli a jejich druhy se stávaly rozmanitějšími, vzájemné působení těchto druhů bylo stále významnější. To byl důvod, proč jiní mravenci zaujali místo hlavních nepřátel mravenců. Zdálo by se, že je to v rozporu se zdravým rozumem, ale některé druhy mravenců ztratily žihadlo. V mnoha případech bylo žihadlo přeměněno na zásobovací systém pro chemické útočné látky, které by mohly být úspěšně použity v boji proti jiným mravencům. Vypadá to, že mravenci se záměrně vzdali schopnosti bojovat s obratlovci, jako jsme my, ve prospěch schopnosti útočit, bránit se a vyhrávat proti jiným mravencům.

V dnešní době má mnoho druhů mravenců speciální arzenál zbraní, které nejsou příliš účinné proti savcům, ale dobře fungují proti jiným mravencům. Zdroje a vlastnosti těchto chemikálií – ve které části těla se tvoří a jaké chemikálie se používají – se u všech typů liší. U různých druhů mravenců můžete najít žlázy, které se používají při mravenčích zápasech a nacházejí se doslova v jakékoli části těla. Chemické sloučeniny jsou také velmi rozmanité. Existovaly evolučně nezávislé zdroje těchto zbraní, které se vyvinuly u různých druhů mravenců. Zároveň lze pochopit, jak rozdílně přistupovali k řešení společného problému.

Mravenci mají mnoho druhů zbraní. Běžně se používají kousnutí. Často mravenci jednají ve shodě: členové útočící kolonie mohou držet členy jiné kolonie nebo je sami trhat na kusy, zatímco jejich příbuzní zadržují nepřítele. Ve skutečnosti jsou mravenci velmi oškliví. Existuje alespoň jeden druh, u kterého mravenci dělníci mají v těle velmi velkou žlázu. Když jsou tito mravenci velmi nervózní, mohou na ni zvýšit tlak a doslova explodovat a postříkat vše kolem lepkavou hmotou. Ostatní mravenci mají také různé žlázy, někdy umístěné v hlavě a někdy v břiše, a vylučují toxické látky, které srážejí jejich nepřátele. Jejich konflikty tedy zahrnují metody, které začínají bojem a končí chemickými zbraněmi, a díky tomu jsou podobné lidem.

Milujte se, neválčete

Existuje zajímavý fenomén, který je téměř jistě spojen se změnami přírodního prostředí způsobenými člověkem. Invazní druhy byly opakovaně napadány po celém světě. Když druh zavlečený lidmi dostane příležitost ovládnout nové prostředí, může se rozmnožit v nepředstavitelných měřítcích a dosáhnout hustoty, která nemá v jeho původním prostředí obdoby. Oblast rozšíření invazních druhů mravenců může dosáhnout obrovských oblastí - tisíce kilometrů čtverečních.

Proč jsou tyto invaze tak úspěšné? Biologické výhody těchto druhů jsou spojeny s unikolonialitou. Tento jev spočívá ve ztrátě u některých druhů, z toho či onoho důvodu, schopnosti rozlišovat hranice kolonií. Za normálních podmínek má každá kolonie svůj vlastní chemický podpis, s jehož pomocí mravenci rozlišují mezi přítelem a nepřítelem. Mnoho invazních druhů o něj ale přišlo. V rámci vlastního druhu se chovají s ostatními jedinci, jako by byli členy vlastní kolonie.

Schopnost vyhnout se mravenčím válkám v rámci druhu a touha přijmout členy jiných kolonií do svých vlastních umožnily snížit výši nákladů. Proto byli schopni zvýšit velikost populace a stát se úspěšnějšími v soutěži. Zachovávají si schopnost pohlížet na zástupce jiných druhů jako na nepřátele nebo mimozemšťany, ale nevykazují vnitrodruhovou agresi. V důsledku toho se prakticky jedna mravenčí kolonie rozprostírá na tisíce kilometrů. Mravenci z jednoho konce mohou komunikovat s mravenci z druhého bez jakékoli agrese. Tento efekt byl pozorován mnohokrát a je docela překvapivý. Úspěšné invazní druhy nejsou blízce příbuzné, ale pocházejí z různých podrodin mravenců, díky čemuž jsou velmi rozmanité.

To nám říká, že spolupráce je nejjistější cestou k úspěchu. Samozřejmě hodně záleží na úrovni, na které je vyjádřen. Můžeme se znovu obrátit ke srovnání mravenců a lidské společnosti. Lidé jsou sociální zvířata: pracujeme společně, tvoříme spojenectví. Ale mravenčí kolonie mají úroveň spolupráce a integrace, která je pro člověka prakticky nedosažitelná. Člověk se od mravence téměř vždy liší tím, že i když existuje v rodině nebo jiné sociální skupině, zachovává si významnou část své individuální identity.

Vždy jsme velmi nadšení z případů sebeobětování a štědrosti a náš život je nakonec delikátní manévr mezi sobectvím a spoluprací. V tomto smyslu jsou mravenci jiní než my. V kolonii do značné míry přestalo existovat sobectví a individuální zájmy. Mravenci se nadále zapojují do konfliktů mezi různými koloniemi, ale zajímavé je, že invazivním druhům, které opustily koloniální bariéry, se daří lépe.

Vojáci proti kočovným mravencům

Vojáci jsou zvláštním druhem mravenců vyskytujících se v určitých koloniích. Jsou součástí pracovní síly a specializují se na obranu. Ne všechny druhy mravenců mají vojáky, většina je omezena pouze na jeden typ pracovníků. Ale u jiných druhů se specializovaní vojáci liší od běžných pracovníků zvýšenou tělesnou velikostí a chováním. Pokud je kolonie napadena, pak jsou to vojáci, kteří se nejdůležitější podílejí na její obraně.

Nomádští mravenci jsou podrodinou mravenců s několika jedinečnými způsoby chování. Vyvinuli své sociální dovednosti silněji než kterákoli jiná skupina sociálního hmyzu nebo dokonce jakékoli jiné zvíře, které známe. Kočovní mravenci jsou zajímaví svou schopností provádět všechny akce společně. Jakákoli činnost se provádí v úzké interakci velkých skupin jednotlivců. Nepodnikají jediné nezávislé kroky a jednotliví pracovníci nikdy nechodí sami.

Jedinými členy kočovných mravenčích kolonií, kteří jsou schopni jednat samostatně, jsou samci. Čas od času se rodí jako pářící kolonie. Mají křídla a čas od času opouštějí kolonii, aby našli mladé samice. Jakoukoli jinou činnost v koloniích kočovných mravenců provádí skupina členů stejného hnízda. Mezi nimi nejsou žádní samostatní zvědové ani hledači - vše je prováděno hromadnou prací roje hmyzu. Možná si myslíte, že kolonie nomádských mravenců je nedělitelná jednotka, skoro jako organismus, jako pseudopod améby. Nájezd kočovných mravenců si lze představit jako ruku nebo nohu, která nikdy neztratí kontakt s tělem. A vše, co dělají, se děje s vysokým stupněm koordinace a interakce.

Nomádští mravenci s larvami ukradenými z vosího hnízda

Kočovní mravenci poskytují vynikající materiál pro studium mravenčích válek. V tom se také mírně liší od všech ostatních mravenců. Svět je pro ně rozdělen do tří kategorií: ostatní kolonie stejného druhu, jiné druhy kočovných mravenců a další zvířata, včetně jiných nekočovných druhů mravenců. Jejich reakce na každou z kategorií je zcela odlišná. Obecně se kočovní mravenci neúčastní válek s jinými kočovnými mravenci. Jednou z oblíbených kořisti nomádských mravenců jsou však jiné druhy mravenců.

Nomádští mravenci mají dva typy konfliktních reakcí: ignoraci a vyhýbání se. Představte si proces shánění potravy kočovných mravenců: vysílají velkou nájezdovou skupinu, celý koberec dělnických mravenců, který se prohání lesem. Někdy se podobný roj přiblíží k roji zástupců jiného druhu kočovných mravenců. V takové situaci očekáváme vzrušující bitvu mezi dvěma masami. Nejčastěji se však navzájem ignorují: dva obrovské roje se klidně projdou. Pohled na tento fenomén je úžasný.

Jiný typ reakce je velmi vzácný. Když se dvě kolonie stejného kočovného druhu mravenců dostanou do kontaktu, velmi rychle poznají, že se setkaly s příslušníky druhé skupiny. Ale místo toho, aby začala bitva, obě kolonie ustoupí opačným směrem od sebe. Jsou připraveni překonat poměrně velké vzdálenosti, aby se od sebe co nejvíce vzdálili, což může znamenat i posun v celé kolonii. V rámci svého vlastního druhu se tedy kočovní mravenci jasně vyhýbají a zástupci různých druhů se jednoduše ignorují.

Když kočovní mravenci narazí na zástupce jiného, nenomádského mravenčího druhu, stane se opak: zaútočí a pokusí se zabít každého mravence v této kolonii. Nomádští mravenci napadají velmi velké kolonie jiných druhů mravenců a zacházejí s nimi jako s kořistí. Jiní mravenci se samozřejmě v mnoha případech brání. Takové bitvy mohou mít za následek těžké ztráty na obou stranách. Války mezi koloniemi kočovných mravenců a jejich kořistí jsou jedny z nejpozoruhodnějších a nejničivějších bitev v přírodě. Nejčastěji převažují kočovní mravenci, ale během bitvy mohou utrpět i obrovské ztráty.

Kočovní mravenci jsou schopni naverbovat velké množství svých hnízdních bratranců, když najdou cenný zdroj. Existují důkazy, že mají speciální látku pro použití v takových případech - náborový feromon. Toto je oblast pro nový výzkum kočovných mravenců a jejich chemického vybavení. Experimentálně bylo zjištěno, že mají funkčně odlišné feromony a chemické signály pro sdělování různých informací, ale o jejich konkrétním chemickém složení nevíme téměř nic.

Co se týče fyzické velikosti, kočovní mravenci nejsou vždy velcí. Existuje mnoho dalších druhů mravenců s mnohem větší velikostí těla. Ale daří se jim to díky množství. Jejich kolonie jsou obrovské a všechny akce se provádějí ve velkých koordinovaných skupinách. Pokud narazíte na zástupce kolonie kočovných mravenců, pak nemluvíme o jednom skautovi, ale rovnou o významné části kolonie. Zároveň se mnoho jednotlivých mravenců vynoří do boje a na rozdíl od jiných mravenců nemusí čekat, až bude nábor dokončen. Spolupracují se všemi prvky prostředí jako samostatná sociální jednotka.

Kočovní mravenci versus mravenci řezající listy

Jeden z druhů kočovných mravenců v tropických pralesích Nového světa se pravidelně pokouší napadnout území rozvinutých kolonií listořezných mravenců. Kočovní a listořezní mravenci jsou korunou mravenčí evoluce: jsou schopni vytvářet rozsáhlé kolonie, dosahovat vysoké úrovně socializace a podílet se na mnohostranné dělbě práce. Když kočovní mravenci zaútočí na vysoce vyvinuté populace mravenců stříhajících listí, vojáci obou druhů se seřadí naproti sobě a začnou katastrofické bitvy, které mohou trvat dny, dokud nomádští mravenci neprolomí linii obrany a nedostanou se do hnízd stříhání listů. mravenci a začnou drancovat jejich zásoby.

Mravenci stříhající listy budují obrovská mraveniště a zakládají rozsáhlé kolonie s miliony obyvatel. Vojáci mravenci tohoto druhu se vyznačují svou působivou velikostí: nosnost mravence vojáka je stokrát vyšší než kapacita mravence dělníka. Vojáci však nemohou pro kolonii vykonávat velké množství práce: jsou příliš masivní, jejich údržba je pro obyvatelstvo nákladná a přesný účel zatím biologové zcela nezjistili.

Když však biologové začali pozorovat pravidelné útoky kočovných mravenců na kolonie mravenců listořezných, všimli si, jak na tyto invaze mravenci listořezí reagují. Tisíce obrovských řezačů listů jsou vyslány do první linie, kde se musí pokusit odrazit útok kočovných mravenců. Ve většině případů je jejich úsilí neúspěšné a nakonec nomádští mravenci stejně prolomí linii obrany. Dá se však předpokládat, že právě ochrana proti kočovným mravencům je důvodem existence řezáků listů vojáků. Toto pozorování podporuje teorii, že boj nebo boj s jinými mravenci je důležitým aspektem evoluce mravenců.

Pokud se blíže podíváte na to, jak ostatní mravenci reagují na útoky kočovných mravenců, můžete rozlišit širokou škálu reakcí: některé druhy mravenců se snaží bránit, jiné začínají panikařit, sotva vidí první vojáky kočovných mravenců, a spěchat zachránit hnízdo. Obvykle potomky evakuují a snaží se přesunout co nejdále. S pocitem bezpečí se zastaví a čekají na čas. Poté, co nasycení nomádští mravenci opustí zdevastovanou kolonii, se oběti útoku mohou vrátit domů.

Moderní výzkum mravenců

Biologické charakteristiky invazních druhů mravenců jsou v současné době předmětem zájmu. Vědci si začali uvědomovat, že když víme, zda se kolonie nezapojuje do kolizí, pomáhá nám dozvědět se více o biologických invazích a jejich možných negativních důsledcích. Určité druhy invazních mravenců způsobují ekologické problémy v celosvětovém měřítku – nejen lidem, ale také ohroženým ekosystémům jejich invazních míst. Vzhledem k tomu, že vyhlazují ohrožené druhy z povrchu Země a jejich chování přispívá k restrukturalizaci stanovišť, mohou mít strašlivé dopady na životní prostředí.

Představují problém i pro lidi: tito mravenci lezou do potravy, některé druhy vydávají nepříjemný zápach a způsobují nemoci. Pochopení mravenčích válek může být klíčem k odhalení vlastnosti, která invazivní druhy mravenců vyzývá, aby se takto chovaly. Možná nám tento objev pomůže vyvinout reakci na mravenčí demarše nebo dokonce předpovědět, kdy se něco podobného bude opakovat. Proto dnes existuje obrovské množství výzkumů mravenčí agrese a mravenčích válek, od kterých se očekává, že poskytnou odpověď na otázku biologických invazí.

Mravenec sbírá nektar mšic

Je dobré se blíže podívat na druhy zvířat, které z mravenčích válek přímo těží. V koloniích mnoha poddruhů mravenců žijí zástupci jiných druhů, nazývaných myrmekofilové. Tito zástupci zvířecího světa získávají potravu především z mravenčí kolonie. Obvykle mluvíme o parazitech, ale jejich negativní dopad na život kolonie je zpravidla minimální. Myrmekofilové si vyvinou schopnost skrývat se před mravenci. Mechanismus uznávání spoluobčanů přijatý v kolonii na ně neplatí, ale nějak ho obcházejí. A druhy, jejichž osud je z evolučního hlediska spojen s osudem mravenčí kolonie, projevují velký zájem o výsledek mravenčích válek. Jinými slovy, pokud je kolonie zničena, mají to těžké i oni. V tuto chvíli však vědci nemají informace o přímé účasti myrmekofilů v bitvách, i když nápad to není špatný.

V současné době pracujeme ve dvou směrech. Nejprve studujeme evoluci mravenčího mozku a snažíme se pochopit, jak nervový systém reaguje na různé podmínky prostředí, zda to předurčuje sociální role a tělesné velikosti mravenců. Za druhé, máme zájem porozumět tomu, jak lze kočovné mravence využít ke studiu teplotních výkyvů a možná i dopadu klimatických změn na genetiku a psychologii divoké zvěře. Vnímáme kočovné mravence jako vynikající model pro výzkum, zčásti proto, že příslušníci tropického kočovného druhu mravenců snesou široký rozsah teplot: identické poddruhy byly vystaveny velmi vysokým teplotám v nízko položených oblastech a velmi chladu v horách v průběh výzkumu.

Otevřené otázky

Ze záplavy vědeckých článků, které se objevily v roce 2015, jsme se dozvěděli, že struktura mravenčího mozku prošla v posledních letech významnými změnami, zejména v aspektu přeměny druhu z entomofága na společenské bytosti. Tato změna teoreticky potvrzuje předpoklad, že poté, co se zástupce druhu stal sociální bytostí, nepotřebuje stejně vysokou úroveň rozvoje svého mozku a kognitivní aktivity, protože nyní může sdílet informace a integrovat se s ostatními zástupci svého poddruhu - skoro to samé, jako kdyby se neurální spojení dala přenést na skupinovou úroveň. Tento objev byl skutečným průlomem; je nutné analyzovat podobné trendy u zástupců jiných druhů, abychom pochopili, zda se to týká všech zástupců fauny. To je důležité, protože pokud se podíváte na zástupce třídy obratlovců – savce, ptáky, ryby, většina z nich v zásadě vykazuje přesně opačnou tendenci. Jinými slovy, pokud se váš druh stane více socializovaným, zvýší se také mozková aktivita; hmyz naopak vykazuje přesně opačný vztah. V tomto směru výzkumu je mnoho vzrušujících objevů.

Otázky ohledně megakolonií zůstávají otevřené. Není známo, jak hluboká je jejich integrace. Snad vše je omezeno na místní úroveň a informace si vyměňují jen na krátké vzdálenosti. Je zajímavé představit si hluboce integrované kolonie, i když je nepravděpodobné, že by si mohly vyměňovat informace na velké vzdálenosti. Na sci-fi román to ale není špatný nápad.