Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Популярные синопсисы

По статье:
Т. А. Новгородова
Специализация в рабочих группах муравьев при трофобиозе с тлями

Том 69, 2008. № 4, июль-август, Стр. 284–293

Резюме. Abstract

Елена Наймарк

Для повышения эффективности труда муравьи формируют узких специалистов

муравьи пасут тлей, добывая для своей семьи углеводную пищу. Команда ухаживающих за тлями муравьев постоянна по численности и набору узких специалистов: пастухов, транспортировщиков, разведчиков и сторожей
Муравьи пасут тлей, добывая для своей семьи углеводную пищу. Команда ухаживающих за тлями муравьев постоянна по численности и набору узких специалистов: пастухов, транспортировщиков, разведчиков и сторожей

У трех видов муравьев исследовали группы, обслуживающие тлей-симбионтов. Прежде считалось, что в этой группе нет разделения труда: все члены команды являются пассивными фуражирами, которые собирают и переносят падь (питательные выделения тлей) в муравейник. В новом исследовании показано существование устойчивого разделения функций в этой группе. Одни муравьи собирают падь, другие относят ее в муравейник, третьи охраняют колонии тлей, четвертые разведывают новые колонии. Специализация тем яснее, чем больше колония и чем меньше пищи. Но когда ближе к осени производительность тлей снижается, команда муравьев редеет и остаются лишь сборщики пади. Очевидно, что профессионализм у муравьев появляется тогда, когда необходимо повысить эффективность труда.

Хорошо известно, что у муравьев существует разделение труда в муравейниках. Жизнь огромной колонии – бывают муравейники, где живет до миллиона муравьев – невозможна без разделения функций. Каждый член семьи «знает», где он должен находиться и что он должен делать. Без этого трудно было бы прокормиться такому огромному населению, защитить гнездо от разнообразных напастей. Ясно, что разделение труда повышает эффективность трудозатрат и использования ресурсов. В муравейниках имеются профессиональные солдаты, натренированные охранять муравейник от интервентов, фуражиры, нацеленные на сбор пищи, разведчики - «интеллектуальная» каста исследователей новых ресурсов, и другие специалисты. Специалисты одного или нескольких направлений часто образуют рабочие группы для выполнения конкретной задачи, например, перенести крупную добычу в муравейник. Т.А.Новгородова из института систематики и экологии животных Сибирского отделения РАН (Новосибирск) исследовала разделение труда в одной из четко различимых рабочих групп. Это рабочая группа трофобионтов – устойчивая команда, ухаживающая за тлями. Их задача – обеспечить семью падью, излюбленной пищей муравьев, которую выделяют тли. Как указывает Т.А.Новгородова, важно было изучить поведение муравьев в этой важной для муравьиной семьи группе. Но в действительности, задача данного исследования шире, чем более глубокое познание рабочих специальностей в муравейнике. Трофобионты послужили моделью для выяснения механизмов появления специализации у муравьев.

В статье приведены данные по поведению муравьев-трофобионтов трех видов (Formica polyctena, Formica aquilonia, Formica pratensis), различных по экологии и численности, и собранные в течение всего вегетационного периода. Рыжие муравьи двух видов (F. polyctena, F. aquilonia) – это обитатели леса с миллионной численностью населения, луговые муравьи (F. pratensis) живут в безлесных участках, их семьи исчисляются десятками тысяч, редко до ста тысяч особей. По приведенным в статье данным можно составить представление о стабильности команд, стабильности специализации членов команды, о причинах появления команд и специализации в ней.

Команды трофобиотов преданы своей колонии тлей, то есть команда в течение всего активного сезона обслуживает одну и ту же колонию тлей. При этом число членов команды оставалось постоянным у всех трех видов. Только к осени, когда производительность тлей снижалась, команды «расходились» и численность их соответственно уменьшалась. У рыжих муравьев на одну тлю приходится в среднем три муравья, а у луговых одному муравью нужно заботиться о девяти тлях.

В команду рыжих муравьев набираются, как выяснилось, рабочие четырех специальностей: пастухи, сторожа, транспортировщики и разведчики. Пастухи ухаживают за тлями: постукивая тлей антеннами, заставляют их выделять капельки пади, которую они собирают и передают транспортировщикам. Транспортировщики переносят питательные капельки в муравейник. Сторожа охраняют колонии, эти профессионалы наиболее агрессивны. Координаторы или разведчики осторожны, склонны избегать опасностей, заняты поиском новых колоний тлей и могут уходить далеко от кормовой точки. Если разведчик находит бесхозную колонию, то может начать собирать падь до появления сторожей или пастухов, а если находит крылатую тлю, то ухаживает за ней до появления личинок, а затем приводит пастухов из соседних колоний тлей для начала работы на новом месте. Разведчиков среди трофобионтов меньше всех. Свою специальность участник рабочей команды не меняет, только разведчики выполняют разнообразные функции в связи с необходимостью ориентироваться по ситуации. Ближе к осени, когда команды расформировывались, с тлями оставались только пастухи, которые сами и переносили пищу в гнездо. Сбор пади требует специальных навыков, которыми плохо владеют сторожа и транспортировщики, видимо, поэтому присутствие пастухов необходимо и достаточно, а присутствие других профессий необходимо, но не достаточно.

У луговых муравьев среди трофобионтов обнаружилось две профессии – пастухи и сторожа. Транспортировщиков у них нет, пастухи и сторожа сами относят падь в муравейник. Сторожа у них умеют гораздо больше, чем аналогичные специалисты у рыжих муравьев: они часто сами собирают падь и, подобно разведчикам, обладают высокой поисковой активностью.

Теперь вспомним, что численность луговых муравьев на один-два порядка ниже, чем у рыжих лесных. Это означает большую нужду в пищевых ресурсах для рыжих муравьев. Узкая специализация повышает эффективность использования ресурсов целой семьей и эффективность энергозатрат для каждого муравья. Включение сторожей в команду увеличивает выживание тлей, так как сторожа активно отгоняют от тлей их естественных врагов – божьих коровок и их личинок и других насекомых. Это тоже в конечном итоге увеличивает количество пищи. Если пищи хватает, то можно не так рьяно заботиться о повышении производительности труда. Именно этим и объясняется меньшее число специальностей в рабочих командах лугового муравья и меньшее внимание, которое уделяется трофобионтами каждой отдельной тле. Когда же нужда в высокопроизводительном труде на пастбищах тлей к осени исчезает, то и команды трофобионтов распадаются: зачем же команде простаивать, когда можно заняться другими полезными делами. По-видимому, они переключаются на поиски и обработку другой добычи или иные виды деятельности.

В условиях сокращения пищевого ресурса при отсутствии альтернативных ресурсов, как это было смоделировано в лабораторных экспериментах, муравьи начинают гораздо активнее посещать тлей, появляется устойчивая охрана колоний. То же самое происходит и у других видов муравьев при возрастании численности: они увеличивают число посещений тлей, организуют так или иначе охрану их колоний. Но при снижении численности эта охрана снимается и число походов в колонии сокращается. Так что ограниченность пищевого ресурса, которая неизбежно возникает в семьях с высокой численностью, влечет необходимость интенсифицировать пищедобывательное поведение, и в результате формируются высокоспециализированные профессии. В таких семьях профессии стабильны, а специалистов широкого профиля немного.


Комментировать
Еще по темам: Этология, Энтомология
А. С. Дмитриева, С. Б. Ивницкий, А. В. Марков
Адаптация Drosophila melanogaster к неблагоприятному кормовому субстрату сопровождается расширением трофической ниши
Стр. 249–261
Резюме. Abstract
Синопсис: В меню плодовой мушки может появиться... соленый огурец!
М. Л. Бутовская, Е. В. Веселовская, К. В. Левина, В. В. Ростовцева
Механизмы репродуктивного поведения человека: визуальные маркеры мужской привлекательности, их связь с ольфакторными маркерами, сексуальным опытом и фазой месячного цикла у женщин-экспертов
Стр. 63–77
Резюме. Abstract
Синопсис: Научный глянец: как выбрать своего мужчину
Г. В. Беньковская, Ю. М. Никоноров
Ассортативность спаривания и поддержание внутрипопуляционного полиморфизма в природных популяциях и лабораторных культурах насекомых
Стр. 421–428
Резюме. Abstract
Синопсис: Пару себе выбирают не только люди...
А. В. Марков, С. Б. Ивницкий, М. Б. Корнилова, Е. Б. Наймарк, Н. Г. Широкова, К.С. Перфильева
Материнский эффект маскирует адаптацию к неблагоприятным условиям и затрудняет дивергенцию у Drosophila melanogaster
Стр. 429–437
Резюме. Abstract
Синопсис: Неадаптивная фенотипическая пластичность затрудняет видообразование
Ж. И. Резникова, С. Н. Пантелеева
Возможные эволюционные механизмы "культуры" у животных: гипотеза распределенного социального обучения
Стр. 295–309
Резюме. Abstract
Синопсис: Лучший "учитель" для животных — генетическая предрасположенность
А. О. Касумян, Е. А. Марусов
Избирательное питание рыб: влияние пищевой и оборонительной мотиваций, вызванных натуральными запахами
Стр. 195–211
Резюме. Abstract
Синопсис: Чувство голода и призывный запах корма - пищевая мотивация растет в обоих случаях, но имеет противоположные следствия для животных
А. В. Амбарян, А. Н. Мальцев, Е. В. Котенкова
Взаимосвязь характеристик полового поведения и показателей конкурентоспособности спермы самцов у таксонов надвидового комплекса Mus musculus sensu lato
Стр. 212–224
Резюме. Abstract
Синопсис: Взаимосвязь особенностей полового поведения и показателей конкурентоспособности спермы у самцов домовой мыши
С. В. Будаев, В. Н. Михеев, Д. С. Павлов
Индивидуальные различия поведения и механизмы экологической дифференциации на примере рыб
Стр. 26–47
Резюме. Abstract
Синопсис: Разнообразие в поведении отдельных рыб обеспечивает экологическую пластичность всей популяции
Н. Я. Вайсман
Неожиданные эффекты генов-супрессоров опухоли в онтогенезе дрозофилы
Стр. 83–98
Резюме. Abstract
С. В. Серга, И. А. Козерецкая
Загадка распространения Wolbachia в природных популяциях Drosophila melanogaster
Стр. 99–111
Резюме. Abstract
М. С. Багоцкая, А. А. Смирнова, 3. А. Зорина
Изучение способности серых ворон (Corvus cornix L.) решать задачи на добывание приманки из трубки с ловушкой
Стр. 23–33
Резюме. Abstract
Синопсис: Что поняла ворона?
Н .В. Полуконова, А. Г. Демин, Н. С. Мюге
Молекулярные критерии в систематике насекомых: диапазон изменчивости штрихкодового гена COI как таксономический критерий рода, трибы и подсемейства, на примере комаров-звонцов Chironominae и Orthocladiinae (Chironomidae, Diptera)
Стр. 66–76
Резюме. Abstract
В. А. Непомнящих
Увеличение изменчивости поведения животных вследствие автокорреляций
Стр. 243–252
Резюме. Abstract
Синопсис: Увеличение изменчивости поведения животных вследствие автокорреляций
Е. С. Омелина, Э. М. Баричева, Е. В. Федорова
Основные типы строения респираторных систем яйцевых оболочек насекомых и гены, участвующие в их формировании
Стр. 198–209
Резюме. Abstract
Синопсис: Консервативные гены дрозофилы способствуют прогрессу
А. А. Захаров
Муравьи: стратегия концентрации населения
Стр. 269–283
Резюме. Abstract
Синопсис: Объединившимся сопутствует удача
М. Н. Ерофеева, С. В. Найденко
Пространственная организация популяций кошачьих и особенности их репродуктивных стратегий
Стр. 284–297
Резюме. Abstract
Синопсис: Свободная любовь увеличивает потомство кошек
A. П. Ткачук, М. В. Ким, В. Ю. Савицкий, М. Ю. Савицкий
Перспективы использования трансгенных насекомых в программах биоконтроля
Стр. 93–110
Резюме. Abstract
Синопсис: Генетически модифицированные насекомые победят вредителей и спасут человечество от болезней
В.А. Яскин
Сезонные изменения размера гиппокампа и пространственного поведения у млекопитающих и птиц
Стр. 27–39
Резюме. Abstract
Синопсис: Активные передвижения тренируют мозг
С.В. Попов
Неопределенность внешней среды и возбуждение/стресс как детерминанты поведения
Стр. 287–297
Резюме. Abstract
Синопсис: Что движет поведением животных?
Н.Ю. Васильева, A.M. Хрущова
"Кормящий отец" - миф или реальность? Роль специфических кожных желез самца в выживании потомства у хомячка Кэмпбелла (Phodopus campbelli Thomas, 1905; Cricetidae, Rodentia)
Стр. 195–204
Резюме. Abstract
Синопсис: Секреты кормящих отцов
М.П. Мошкин, Е.Ю. Кондратюк, Л.А. Герлинская
Половое поведение, хемосигналы и репродуктивный успех самцов мышей при активации неспецифического звена иммунной системы
Стр. 515–526
Резюме. Abstract
Синопсис: Болезнь - тупик репродукции или улица с двусторонним движением?
А. В. Марков
Происхождение и эволюция человека. Обзор достижений палеоантропологии, сравнительной генетики и эволюционной психологии
Стр. 359–371
Резюме. Abstract
Синопсис: Происхождение и эволюция человека
A. Е. Акулов, Д. В. Петровский, М. П. Мошкин
Энергетическая стоимость социального поведения мышей при активации неспецифического иммунитета
Стр. 275–284
Резюме. Abstract
Синопсис: Цена конфликта в болезни и в здравии
И. А. Володин, Е. В. Володина, С. С. Гоголева, Л. О. Доронина
Индикаторы эмоционального возбуждения в звуках млекопитающих и человека
Стр. 210–224
Резюме. Abstract
Синопсис: Голос эмоций
A. В. Олескин
Биосоциальность одноклеточных (на материале исследований прокариот)
Стр. 225–238
Резюме. Abstract
Синопсис: Социальная жизнь микробов
М. Г. Садовский, М. Ю. Сенашова, К. А. Куришкова
Простейшая модель пространственного поведения особей, реализующих рефлексивные стратегии
Стр. 99–109
Резюме. Abstract
Синопсис: Судьба сообщества зависит от способности особей предвидеть чужие поступки
Е. Б. Федосеева
Технологический подход в изучении строения и эволюции насекомых
Стр. 264–283
Резюме. Abstract
Синопсис: Или летать, или бегать: ограничения степеней свободы морфологических преобразований на примере жалящих перепончатокрылых
Д. В. Семенов
Сравнительные аспекты пространственной экологии ящериц: на примере круглоголовок (Reptillia, Agamidae, Phrynocephalus)
Стр. 379–393
Резюме. Abstract
Синопсис: Круглоголовок не заботит соседство сородичей
К. А. Роговин, М. П. Мошкин
Авторегуляция численности в популяциях млекопитающих и стресс (штрихи к давно написанной картине)
Стр. 244–267
Резюме. Abstract
Синопсис: Стресс как регулятор численности популяций
Е. А. Новиков
Экономия ресурсов как основа адаптации обыкновенной слепушонки (Ellobius talpinus: Rodentia) к подземному образу жизни
Стр. 268–277
Резюме. Abstract
Синопсис: Подземная жизнь требует экономии
А. Л. Антоневич, С. В. Найденко
Ранняя внутривыводковая агрессия у млекопитающих и ее гормональные корреляты
Стр. 307–317
Резюме. Abstract
Синопсис: Братоубийственные драки детенышей не зависят от половых гормонов
С.В.Попов
Проблема адаптивности при исследовании социальных структур
Стр. 335–343
Резюме. Abstract
Синопсис: Является ли социум эволюционной адаптацией?
Е. А. Дорошева, Ж. И. Резникова
Этологические механизмы топической конкуренции рыжих лесных муравьев (Formica aquilonia) и жужелиц (Carabidae)
Стр. 344–360
Резюме. Abstract
Синопсис: Как жуки и муравьи конкурируют за жизненное пространство
И. Р. Бёме
Формирование вокализации воробьиных птиц (Passeriformes) в онтогенезе. Современное состояние проблемы
Стр. 268–279
Резюме. Abstract
Синопсис: О чем чирикают птицы
Ж. И. Резникова
Исследование орудийной деятельности как путь к интегральной оценке когнитивных возможностей животных
Стр. 2–22
Резюме. Abstract
Синопсис: Использование орудий животными не всегда говорит о большом уме
А. П. Симчук, А. В. Ивашов
Эколого-генетические аспекты дифференциации трофических предпочтений некоторых насекомых-филлофагов в микросообществах дуба
Стр. 53–61
Резюме. Abstract
К. А. Роговин, А. А. Тупикин, Дж. А. Рандалл, И. Е. Колосова, М. П. Мошкин
Многолетняя динамика уровня кортикостерона и его корреляты у самцов большой песчанки (Rhombomys opimus Licht.) в природе. Неинвазивные методы в исследованиях стресса
Стр. 47–52
Резюме. Abstract
Синопсис: Что тревожит больших песчанок
Г. В. Гречаный, Д. Е. Гавриков, Л. А. Семенова
Сезонная изменчивость популяции дрозофилы по асимметрии особей
Стр. 471–483
Резюме. Abstract
В.Ю.Веденина
Акустическая коммуникация и половой отбор у прямокрылых насекомых (Insecta: Orthoptera)
Стр. 336–345
Резюме. Abstract
И. А. Володин, Е. В. Володина, О. А. Филатова
Структурные особенности, встречаемость и функциональное значение нелинейных феноменов в звуках наземных млекопитающих
Стр. 346–362
Резюме. Abstract
Д. Н. Лапшин, Д. Д. Воронцов
Ретрансляция эхоподобных сигналов: метод и результаты исследования на ночных чешуекрылых (Insecta)
Стр. 75–89
Резюме. Abstract
Ж. И. Резникова
Сравнительный анализ различных форм социального обучения у животных
Стр. 136–152
Резюме. Abstract
Т. А. Новгородова
Симбиотические взаимоотношения муравьев и тлей
Стр. 153–166
Резюме. Abstract

ПОСЛЕДНИЕ ВЫПУСКИ     IN ENGLISH

ПОИСК  

 

ПОПУЛЯРНЫЕ СИНОПСИСЫ

Том 77 № 4, Июль-август, 2016
В меню плодовой мушки может появиться... соленый огурец!
Экспериментально установлено, что длительная адаптация мух Drosophila melanogaster к жизни на корме с повышенным содержанием поваренной соли не сопровождается снижением их приспособленности при развитии на обычном корме. За 20 поколений мухи успешно адаптировались к жизни на «стрессовом» субстрате с NaCl, на котором приспособленность контрольных мух сильно снижена. При этом приспособившиеся к жизни на новом корме мухи по числу выплаживающихся потомков и темпам развития превосходили контрольных также и на обычном корме. Из этого следует, что отбор на устойчивость к развитию на корме с высоким содержанием соли привел к расширению нормы реакции у мух, адаптировавшихся к новым, экстремальным условиям существования. Эта тенденция препятствует разделению исходной популяции в ходе освоения ею новых условий обитания и тормозит процесс дивергенции.
Том 77 № 4, Июль-август, 2016
Ежедневники лесных обитателей можно прочитать зимой
Исследования следовой активности в зимний период помогают установить пространственные и временные закономерности динамики популяций. Перемещения могут быть вызваны различными классами факторов: расселением, взаимодействием видов, стохастическими причинами. Авторы статьи отслеживали следовую активность лесной куницы, зайца-беляка и обыкновенной белки в Центрально-лесном заповеднике. Удалось показать, что основным параметром, обуславливающим синхронизацию активности хищника и жертвы, является фактор неблагоприятных погодных условий. Пространственно-временная динамика взаимодействующих популяций зависит также от их численности и характеристик местообитания (наличие укрытий).
Том 77 № 4, Июль-август, 2016
Различается ли реакция на стресс в оптимальных и не оптимальных для вида условиях среды?
Биологический смысл реакции на стресс – мобилизация внутренних ресурсов организма для защиты от угроз, которые неизбежно возникают при взаимодействии животных с внешней средой – холода, голода, нападения хищников. Когда такие воздействия становятся слишком частыми, свободные ресурсы истощаются, и организм оказывается бессилен перед новыми экологическими «вызовами». Возможно, именно это и определяет, в конечном счете, распространение видов. Если это так, то физиологические характеристики, отражающие реакцию организма на стрессирующие воздействия внешней среды, должны различаться у животных, обитающих в благоприятных и неблагоприятных для вида условиях. Чтобы проверить это предположение авторы сравнили реакцию на острое охлаждение у таежного грызуна – красной полевки из популяций, населяющих оптимальные и неоптимальные для вида местообитания юга Западной Сибири. Оказалось, что зверьки, пойманные в оптимальном местообитании – Алтайской горной тайге, демонстрировали более высокую гормональную (неспецифический компонент реагирования, срабатывающий не зависимо от источника стресса), но более низкую метаболическую (непосредственно отвечающую за выработку тепла) реакцию на модельный стрессор, чем полевки из лесостепной популяции окрестностей г. Новосибирска.


МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМАМ


 
 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия