Регистрация / Вход
Прислать материал

Изучение звуковых сигналов муравьев рода Formica (Insects: Hymenoptera) и мирмекофильных жуков рода Scydmaenus (Insects: Coleoptera), обитающих совместно

Сведения об участнике
ФИО
Рига Елена Юрьевна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о Земле, экология и рациональное природопользование
Раздел области наук
Экология
Тема
Изучение звуковых сигналов муравьев рода Formica (Insects: Hymenoptera) и мирмекофильных жуков рода Scydmaenus (Insects: Coleoptera), обитающих совместно
Резюме
В настоящее время известно, что муравьи общаются внутри своего сообщества посредством химических и акустических сигналов. Химический канал связи позволяет колонии не пускать враждебные организмы на территорию муравейника. В ходе эволюции другие насекомые, например, гусеницы бабочек рода Maculinea (сем. Lycaenidae), научились подражать химическим сигналам муравьёв и сожительствовать с ними. Акустический канал имитировать сложнее, но всё же мирмекофильным жесткокрылым семейства Staphylinidae это удалось.
Ключевые слова
Биоакустика, мирмекофильные жесткокрылые, Formica, Staphylinidae
Цели и задачи
Целью нашего исследования было установить наличие коммуникационных сигналов акустического ряда между муравьями Formica rufa Linnaeus, 1761 и жуками Scydmaenus helwigii Herbst, 1792, раннее не изучавшихся.
1. Выявить наличие акустических сигналов различных каст муравьёв (матка, рабочие и солдаты);
2. Выявить наличие акустических сигналов мирмекофильных жесткокрылых;
3. Посредством прямого эксперимента отметить характерные черты в поведении различных каст муравьёв на воспроизведение звуковых сигналов своих сородичей и мирмекофильных жесткокрылых.
Введение

Муравейник – это сложный организм, взаимодействие внутри которого происходит благодаря химическому и акустическому сигналам. Существуют виды муравьёв и других беспозвоночных, которые, взаимодействуя друг с другом, образуют особые симбиотические отношения. Данные тип отношений получил название мирмекофилия. Общение внутри муравейника присходит благодоря химическому и акустическим сигналам. Акустический сигнал имитировать намного сложнее, но всё же насекомым это удалось сделать. В частности, примером таких групп являются мирмекофильные жесткокрылые из семейства Staphylinidae.

Методы и материалы

Наше исследование включало два этапа работы: полевой и лабораторный (размножение колонии, переселение в формикарий,  запись и воспроизведение звуков). Сбор материала производился летом 2015 года на территории природного парка «Кумысная поляна», в окрестностях города Саратова. В ходе полевых исследований, методом ручного сбора, отсобирались жуки и муравьи из 20 муравейников, разных популяций. Из каждого муравейника собирались в ходе разлёта: 1 матка, 4-5 рабочих особей, 4-5 солдата. Насекомые помещались в инкубатор и после транспортировки переселялись в формикарий. В ходе второго этапа исследований, после заселения в 8 формикариев, где были созданы искусственные условия, в каждом формикарии находилось около 100-150 особей муравьёв и 35-40 жуков. Для записи звуков муравьёв и жуков использовалась система активного шумоподавления авторской сборки, состоящая их двух микрофонов, двухканального сверхмалошумящего усилителя звуковой частоты, ноутбука с предустановленным программным обеспечением для записи и обработки звука.

Описание и обсуждение результатов

По итогам активного эксперимента впервые была установлена частота звуковых сигналов (1-4 кГц), которые используются муравьями при коммуникации, передаче информации и т.д. Было установлено, что для каждого отдельного формикария со своей семьёй (отдельные касты) наблюдается свой диапазон издаваемых звуков (разброс от основной частоты составлял 100-300 Гц). В ходе воспроизведения нами стрекотаний, в каждой из колоний достигался эффект обратной связи, т. е. муравьи реагировали на звуки и выполняли определённые команды.

В отношении мирмекофилов нами было установлено, что жуки могут издавать похожие сигналы схожие с муравьиными. Жуки, издавая стрекотания усиками, заставляют муравьёв выполнять различные команды (перенести яйца, принести корм и т. д.). В свою очередь это подтверждает, что Scydmaenus helwigii может активно вмешиваться в коммуникацию семьи муравьёв Formica rufa. Жуки могут подражать всем кастам муравьёв (матке, солдатам, рабочим особям). Наше наблюдение позволило установить, что жуки используют данные сигналы для своих нужд (при заботе о потомстве, использовании пищевых ресурсов и т. п.). Таким образом можно сделать вывод о наличие сложных симбиотических взаимоотношениях между муравьями и жуками, где последние являются паразитами второго класса – синойками.

Используемые источники
1. Жантиев, Р. Д. Биоакустика насекомых / Р. Д. Жантиев // М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. 256 с.
2. Wasmann, E. Kritisches Verzeichniss der myrmekophilen und termitophilen Arthropoden. Mit Angabe der Lebensweise und mit Beschreibung neuer Arten / E. Wasmann // Verlag von Felix L. Dames. Berlin, 1894. P. 231.
3. Ewing, A. W. Arthropod bioacoustics. neurobiology and behavior / A. W. Ewing // Ithaca: Edinburgh University Press, 1989. 260 p.
4. Alexander, R. D. Acoustic communication in arthropods / R. D. Alexander // Annual review of entomology. 1967. Vol. 12. 449–526 p.
5. 19. Thomas, J. A. Specializations and host associations of social parasites of ants / J. A. Thomas, K. Schönrogge, G. W. Elmes // Insect Evolutionary Ecology. Wallingford. 2005. P. 489–519.
Information about the project
Surname Name
Riga
Project title
Studying sound sounds kind of ants Formica (Insects: Hymenoptera) and myrmecophilous beetles genus Scydmaenus (Insects: Coleoptera), living together.
Summary of the project
It is now known that ants communicate within their community by means of chemical and acoustic signals. Chemical communication channel allows the colony not to let the hostile organisms on the territory of the anthill. During the evolution of other insects, such as the genus Maculinea butterflies caterpillars (Sem. Lycaenidae), learned to imitate the chemical signals ants and cohabit with them. The acoustic channel to simulate more complex, but still myrmecophilous beetles family Staphylinidae succeeded.
Keywords
Bioacoustics, myrmecophilous beetles, Formica, Staphylinidae