Самые большие муравьи в мире: топ-10 наиболее крупных особей

Этимология названия

Русское слово муравей восходит к праславу. * morvь (jь), продолжающее пра-ие * morwis / * mormis (от латинского formica и др греческого μύρμηξ восходят к тому же источнику). В то же время фонетически естественной формой в русском языке будет morovey. Современная форма происходит от заражения словом мурава.

Систематика и эволюция

Основная статья: Таксономия и эволюция муравьев

Семейство муравьев принадлежит к отряду перепончатокрылых, который также включает пил, пчел и ос, и принадлежит к надсемейству Vespoidea или выделяется как отдельный таксон Formicoidea. Согласно филогенетическому анализу, муравьи произошли от некоторых ос в середине мелового периода, примерно 110-130 миллионов лет назад, вероятно, на территории бывшего суперконтинента Лавразия. Самые близкие к муравьям семейства — настоящие осы и сколиозы (Scoliidae и Bradynobaenidae). Согласно другим более современным филогеномным данным, основанным на изучении нескольких сотен генов, осы не являются родственниками муравьев, а, скорее, последние ближе к роющим спекоидам ос (Sphecoidea, Apoidea). Подтверждением происхождения муравьев от ос, а также анатомического и поведенческого сходства является обнаружение в 1967 г в мезозойских отложениях переходной между ними формы — ископаемого вида Sphecomyrma freyi. Этот вид сочетает в себе черты муравьев и ос и восходит к концу мелового периода (80 миллионов лет назад). Позже были обнаружены другие виды, также отнесенные к подсемейству Sphecomyrminae.

Докембрийский фанерозойский эонПалеозойская мезозойская кайнозойская эраPd

Sphecomyrma freyi, вероятно, были наземными собирателями, но, основываясь на структуре и поведении современных представителей подсемейств Leptanillinae и Martialinae, некоторые ученые полагают, что примитивные муравьи были подземными хищниками. После формирования доминирующей роли цветковых растений около 100 миллионов лет назад муравьи стали быстрее эволюционировать, приспосабливаясь к различным экологическим нишам.

В меловой период численность муравьев была низкой и составляла около 1% от общей численности насекомых. Муравьи начали доминировать после адаптивной радиации в начале третичного периода. Из всех насекомых, обнаруженных в окаменелостях олигоцена и миоцена, от 20 до 40% были муравьями. Из всех жанров, существовавших в эпоху эоцена, до наших дней сохранилось около 10%. Существующие сегодня роды составляют 56% родов, обнаруженных в балтийском янтаре (начиная с раннего олигоцена), и 92% родов, обнаруженных в доминиканском янтаре (ранний миоцен).

Термиты, которых иногда называют «белыми муравьями», не являются муравьями. Они относятся к термитам инфраотряда (Isoptera) и наиболее тесно связаны с тараканами и богомолами. Как и муравьи, термиты — социальные насекомые, но трансформация у них неполная. Сходство социальных структур термитов и муравьев объясняется конвергентной эволюцией. Так называемые бархатные муравьи (Mutillidae) хоть и похожи на муравьев, но являются бескрылыми осами.

Ископаемые виды

Семейство муравьев включает, по разным оценкам, от 5 до 6 вымерших подсемейств (Armaniinae, Formiciinae, Haidomyrmecinae, Sphecomyrminae и другие), 5 вымерших племен, 121 вымерший род, около 600 вымерших видов. Первый мезозойский муравей был обнаружен в 1967 году, когда Эдвард Уилсон и его коллеги описали окаменелые останки гипсового муравья (Sphecomyrma freyi) в куске янтаря на пляже в Нью-Джерси (США). Возраст открытия составляет около 90 миллионов лет. Палеонтологическая история муравьев в последнее время интенсивно изучается, но многие ископаемые останки плохо сохранились и их описание очень затруднительно.

Живые ископаемые

Примитивный слепой вид муравьев Martialis heureka, обнаруженный в Бразилии в 2008 году, был признан обладающим уникальными структурными особенностями и выделен в отдельное новое подсемейство муравьев Martialinae. Другой пример живой окаменелости — «муравей-динозавр» Nothomyrmecia macrops из Австралии. Обнаруженный в 1931 году, он был описан в 1934 году и снова, несмотря на многочисленные попытки и экспедиции, был обнаружен только в 1977 году. Одно время он также был идентифицирован как самостоятельное подсемейство Nothomyrmeciinae.

Систематика

Семейство муравьев включает 21 современное и 5 ископаемых подсемейств (26 включая Armaniidae в штате Armaniinae), 54 трибы, 378 родов, более 13 000 действительных видов.

Сложность классификации муравьев связана с двумя явлениями: наличием родственных видов и гибридов. Есть виды, которые внешне практически неотличимы. Таким образом, вид, описываемый анатомическими особенностями небольшого числа особей, часто делится на двух или более независимых, репродуктивно изолированных друг от друга. Вы можете отличить их друг от друга по генетическим или ферментативным характеристикам. Напротив, два близкородственных вида муравьев, легко различимых по внешним признакам, часто скрещиваются в местах сосуществования и дают гибридные формы. Учитывая плодовитость таких гибридов, можно сделать вывод, что виды не являются независимыми, а представляют собой просто разные расы одного и того же вида, поскольку потомство от скрещивания разных видов не является плодовитым.

Филогенетические взаимоотношения подсемейств муравьев показаны ниже согласно Brady et al. (2006) Moreau et al. (2006), Ward (2007), Rabeling et al. (2008). Недавно Kuck et al. (2011) показали, что расположение подсемейств Martialinae и Leptanillinae следует пересмотреть, поскольку они близки к кладе, включающей Formicinae.

В 2014 г на основе молекулярно-филогенетического исследования кочевых и полукочевых муравьев было предложено (Brady et al., 2014) объединить все дориломорфные подсемейства (Aenictinae, Aenictogitoninae, Cerapachyinae, Ecitoninae и Leptanilloidinae) как часть расширенная Dorylina вместо рода Dorylus теперь насчитывает 18 родов и 797 видов).

Морфология и анатомия

Строение рабочего муравья (Pachycondyla verenae) 1 антенна жгутика 2 усики скапуса 3 лобные доли 4 усиковая ямка 5 наличник 6 нижних челюстей 7 переднеспинка 8 затылок 9 сложный глаз 10 щиток 11 мезонотум 12 среднегрудное дыхальце 13 анэпистернит 14 надпочечниковые ямки 17 анэпистерн железа 18a конус 18b отверстие 19 черешок 20 постпециола 21 тергиты брюшка 22 брюшной стернит 23 жало 24 бедро 25 голень 26 коготь 27 шпора 28 предплюсна 29 катапистернит 30 тазик 31 вертел 32 брюшной отросток 33 голова 34 мезосома 35 черешок 36 брюшко

По морфологии муравьи отличаются от других насекомых наличием коленчатых усиков, метаплевральной железы и сильным сужением второго брюшного сегмента в черешковом узле. Голова, мезосома и брюшко — три отдельных сегмента тела. Черешок — это узкая перемычка между мезосомой (тремя грудными сегментами, а также первым сливающимся с ними брюшным сегментом) и брюшком (сегменты брюшка после черешка). Он может состоять из одного или двух сегментов (только второй или второй и третий сегменты брюшка). Брюшко и черешок объединены в метасому.

Как и у других насекомых, у муравьев есть экзоскелет — внешняя хитиновая оболочка, обеспечивающая поддержку и защиту тела. Нервная система состоит из брюшного нервного шнура, который проходит по всей длине тела, и нескольких связанных между собой нервных узлов. Самая важная часть нервной системы — эпофарингеальный ганглий, в котором образуются временные связи. Его объем относительно больше у рабочих, меньше у маток и меньше у самцов.

Как и у большинства насекомых, у муравьев сложные сложные глаза, состоящие из множества крошечных линз. Глаза муравьев хорошо распознают движение, но не в высоком разрешении. Помимо сложного глаза, на макушке есть три простых глаза, которые определяют уровень освещенности и плоскость поляризации света. По сравнению с позвоночными, у большинства муравьев плохое зрение, а некоторые подземные виды полностью слепы.

Антенны на голове — это органы чувств, которые обнаруживают химические вещества, воздушные потоки и вибрации, а также используются для приема и передачи сигналов посредством прикосновения.

Голова муравья имеет сильные челюсти, которые используются для переноски пищи, манипулирования объектами, строительства гнезд и защиты. У некоторых муравьев эти челюсти открываются на 270 ° и защелкиваются в качестве ловушек, например, у таких родов, как Anochetus, Odontomachus, Myrmoteras, Strumigenys. У некоторых видов есть небольшой гребень пищевода, называемый «общественным желудком» или зобом. Он может хранить пищу, которая впоследствии распространяется среди других муравьев и личинок. (Коготь на конце каждой ноги помогает муравью подниматься по вертикальным поверхностям. У большинства маток и муравьев-самцов есть крылья. Королевы грызут свои крылья после спаривания.

В брюшке муравья находятся внутренние органы, в том числе репродуктивные и выделительные железы. У рабочих муравьев многих видов на конце брюшка присутствует видоизмененный яйцеклад в форме жала, который используется для добычи пищи, а также для защиты гнезда или нападения (например, у Myrmicina, Myrmeciinae, Paraponerinae, ponerino , так далее.). У примитивных форм подсемейства мирмицинов укус уменьшен, а у эволюционно продвинутых форм он видоизменен, в то время как даже у примитивных родов этой группы он не может эффективно парализовать жертву.

Сигнальные вещества выделяются специальными железами. У разных видов муравьев их может быть несколько десятков. Эти железы различаются по количеству, форме, функциям и никогда не встречаются одновременно у одного и того же вида. Экзокринная система у муравьев хорошо развита и включает более 75 желез, которые находятся во всех частях тела: в голове и усиках (более 15), в груди и ногах (более 30), в брюшной полости. (более 30). Они выделяют феромоны, участвуют в производстве широкого спектра других веществ, таких как ферменты, компоненты ядов, антибиотики, смазки и т.д. У муравья Pachycondyla tridentata в одном брюшке не менее 28 желез.

Метаплевральные железы выделяют антибиотические вещества (например, фенилуксусную кислоту) и иногда тревожные феромоны и репелленты, чтобы защитить себя от врагов. Однако у ряда древесных пород они отсутствуют. Для защиты и нападения также используются половые железы, изменившие свое назначение у работающих людей. Среди них выделяют ядовитую железу, вырабатывающую кислотную экскрецию, и железы Дюфура, производящие щелочную экскрецию, выделяют различные углеводороды, кетоны, спирты, сложные эфиры и лактоны. Основа яда многих не жалящих видов — муравьиная кислота. Такие муравьи распыляют секрет на расстоянии нескольких сантиметров, одновременно выделяя «феромоны тревоги». Самый ядовитый яд из некоторых едких видов, который, как и большинство ядов животных, имеет сложный состав. Основным действующим веществом яда огненных муравьев является алкалоид из группы пиперидина, соленопсин; яд также содержит несколько аллергенных белков. Наиболее токсичен яд некоторых видов муравьев-собирателей рода Pogonomyrmex; LD50 яда P badius для мышей после внутрибрюшинного введения составляет 0,42 мкг / г.

Пижмальные железы открываются сзади с протоками на верхней стороне живота. У некоторых видов они производят феромоны тревоги и репелленты, в то время как другие производят следовые феромоны. Грудинные железы открываются протоками в нижней части живота и выделяют следы и привлекают феромоны. Нижнечелюстные железы открываются протоками внутри нижних челюстей.

Раньше энтомологи считали, что все муравьи способны выделять ядовитую муравьиную кислоту (отсюда и ее название), но теперь известно, что на это способны только представители подсемейства муравьев.

Высвобождение шелкоподобного вещества личинками муравьев для создания защитного кокона было зарегистрировано в подсемействах Aneuretinae, Apomyrminae, Cerapachyinae, Ecitoninae, Formicinae, Myrmeciinae, Nothomyrmeciinae и Ponerinae.

Описание и образ жизни муравьев

Эти насекомые обладают удивительной работоспособностью, отличаются строго упорядоченным образом жизни и распределением обязанностей. Первым естествоиспытателем, описавшим образ жизни и различие видов этих насекомых, был энтомолог Эрих Вейсманн, который также положил начало отделу зоологии — мирмекологии.

В настоящее время науке известно около 1 миллиона различных видов муравьев, а общая численность всех членов семьи составляет 20% от общего количества животных на планете.

Классификационные признаки семейства муравьёв:

Муравьи всех видов живут семьями, где есть королевы, солдаты, рабочие и даже рабы. Отдельная семья строит себе гнездо — муравейник. Каждый клан знает и неукоснительно выполняет свои обязанности. Трудолюбивые насекомые могут нести грузы, в 20 раз превышающие их собственный вес. У каждого вида муравьев есть свои особенности и законы жизни.

Тело обычного муравья состоит из трех частей. На голове расположены глаза сложной конструкции. Усики действуют как сенсорный орган, который обнаруживает даже небольшие изменения в окружающей среде. Насекомые легко лазают по всем типам поверхностей, благодаря наличию на концах лапок маленьких когтей. Жало используется для употребления пищи и защиты от врагов.