Jak slyší mravenec? » Informační a analytický portál EYE OF THE PLANET

Pro myrmekology (jak se říká specialistům na mravence) je jisté jen jedno: mravenci dokážou komunikovat pomocí zvuků. A pokud je to tak, znamená to, že rozhodně mají sluch a orgány, které (s docela velkým rozpětím) lze nazvat ušima.

A „uši“ mravenců nejsou vůbec podobné tomu, co jsme vy a já zvyklí nazývat tímto krásným slovem. A existuje několik typů těchto „uší“. A sluch zdaleka není jejich jedinou funkcí. A nacházejí se nejen na hlavě, ale také.

Dobře, první věci.

Jak víte, zvuky se mohou šířit nejen vzduchem, ale také kapalinami (například vodou) a dokonce i pevnými látkami (například půdou, kmeny stromů a listy). A pokud jsou pro lidi nejdůležitější zvuky „vzduchu“, pak pro mravence, kteří se celý život plazí po zemi, stromech a jiných pevných věcech, mají „pevné“ zvuky velký význam. (V zásadě je člověk také schopen slyšet zvuky „pevného substrátu“. Vzpomeňte si na Vasilisu Krásnou, která přiloží ucho k zemi, aby slyšela, jak daleko cválá Kašchei Nesmrtelný na svém hrdinském koni.)

A abyste mohli rozpoznat takové „pevné“ zvuky, musíte být schopni vnímat vibrace a vibrace substrátu. A k tomu dvě uši na hlavě nestačí – sluchové orgány musí být umístěny všude tam, kde tělo přichází do kontaktu s „znějícím“ povrchem, tedy téměř po celém těle.

Rýže. 1. Stavba chordotonálního orgánu. Scolopidia, stejně jako provázky, jsou nataženy mezi kutikulou a pružnou membránou. Když se kutikula pohybuje, táhne scolopidium spolu s sebou a způsobuje excitaci neuronu umístěného v tomto scolopidiu.

Strukturou se tyto orgány také vůbec nepodobají uším lidí nebo řekněme zajíců. Vzhledem k tomu, že by neměli vnímat vlny létající vzduchem, vůbec nepotřebují onen vnější „lapač“ v podobě mušle, kterému jsme zvyklí říkat ucho. A tyto sluchové orgány se skládají ze zvláštních „provázků“ (říká se jim scolopidia), natažených mezi kutikulou (exoskelet hmyzu) a speciální pružnou membránou. Každé scolopidium se skládá ze tří buněk, z nichž jedna je nervová. Pokud povrch, kterého se mravenec dotkne, začne vibrovat, kutikula začne tahat za scolopidium. Při natažení scolopidia se nervová buňka pod vlivem napětí vzruší a vyšle impuls do příslušného nervového uzlu. Vibrace povrchu se tak přemění na nervové impulsy a mravenec zvuk slyší. Výše popsané orgány se nazývají chordotonální a podílejí se nejen na rozlišování zvuků, ale také na propriocepci – tedy snímají natažení svalů a určují polohu těla v prostoru.

Takže jsme se vypořádali s „tvrdými“ zvuky. Ale slyší mravenec také zvuky „vzduchu“? Na tuto otázku zatím neexistuje jednoznačná odpověď, ale je možné extrapolovat údaje získané o jiném hmyzu, například komárech a mouchách, na mravence.

A mouchy a komáři mohou slyšet zvuky „vzduchu“ pomocí speciálních štětin umístěných na jejich anténách. Zvuková vlna takovou štětinkou rozpohybuje, štětina táhne za scolopidium, což způsobí vybití neuronu umístěného ve scolopidiu a vyslání impulsu do nervového ganglia. Takové sluchové orgány se nazývají Johnstonovy orgány. Jsou podtypem chordotonálních orgánů a jsou citlivé pouze v blízkém poli (obvykle na vzdálenost ne větší než desítky centimetrů). Není těžké pochopit, že budou cítit nejen zvuky jako takové, ale i jakékoli vibrace ve vzduchu – například vítr způsobený blížící se plácačkou na mouchy.

A kromě toho má hmyz další typ smyslových orgánů schopných vnímat zvuky – trichoidní senzilu. Tato složitá fráze odkazuje na drobné štětiny na těle hmyzu. Tyto sety jsou přímo (a ne přes scolopidium, jako Johnstonovy orgány) spojeny s nervovým zakončením, a když zvuková vlna (nebo prostě vítr) rozvibruje trichoidní senzilu, nervové zakončení je excitováno a generuje impuls, a jako výsledek informace o vibracích se dostane do příslušného nervového ganglionu. Mravenci mají trichoidní senzilu, ale zda jsou dostatečně citliví na vnímání zvuků, nebylo dosud zcela objasněno.

Rýže. 2. Antény mravenců (snímek z elektronového mikroskopu). Tykadla obsahují Johnstonovy orgány a také mnoho trichoidních sensil, ale není známo, zda jsou dostatečně citlivé, aby slyšely zvuky.

Ale víme něco o tom, jak mravenci používají zvukovou signalizaci.

Například mravenci camponotus neboli mravenci tesaři, kteří ohlodávají svá hnízda ve dřevě, narážejí čelistmi nebo břichem do stěn hnízda, aby vyzvali své příbuzné, aby je chránili.

A mnoho mravenců může cvrlikat třením břicha o speciální „struhadla“ na stopce mezi hrudníkem a břichem (obr. 3). Cvrlikání je sotva slyšitelné, lidské ucho jej sotva rozezná ani na blízko. Tento objem však mravencům stačí a pomocí cvrlikání spolu dokážou perfektně komunikovat.

Rýže. 3. Většina mravenců vydává zvuky třením břicha (Gaster) o stéblo (Postpetiole).

Toto cvrlikání se například přenáší půdou. Příbuzní mohou vyhrabat mravence zahrabaného v písku poté, co uslyší jeho „volání o pomoc“.

A vibrace z cvrlikání se přenášejí i přes listí a větve stromů. Někteří mravenci toho využívají velmi nečekaným způsobem. Ukázalo se, že u mravenců listořezů se vibrace břicha přenášejí do čelistí (kusatelů). Když kusadla řežou list, vibrují frekvencí asi 1 kHz (tisíckrát za sekundu!). Díky tomu je plech řezán když ne rychleji, tak rovnoměrněji a přesněji.

A později se ukázalo, že mravenci cvrlikají častěji, když stříhají ne tužší, ale chutnější listy! Ukázalo se, že ve stejnou dobu menší dělnice přiběhnou k větším dělnicím. Pak velký dělník odtáhne uříznutý list do mraveniště a menší dělníci na list vylezou a svezou se na něm. Ale nejen jezdí, ale například chrání vrátné před mouchami, které se snaží položit varlata na tělo velkých dělníků.

Nedávno se ukázalo, že nejen mravenci, ale i jejich parazité využívají ke komunikaci zvuky. Mraveniště je obvykle domovem stovek druhů dalšího hmyzu. Jsou mezi nimi i housenky některých motýlů borůvek. Tyto housenky se vzhledem a hlavně čichem podobají larvě určitého druhu mravence. Pracující mravenci, kteří našli takovou housenku, ji přetáhli do hnízda. Housenky některých druhů nadále napodobují larvy tak dobře, že je mravenci dělnice krmí, jako by to byly jejich vlastní malé sestřičky (mravenčí dělnice jsou sterilní samice a larvy jsou jejich sestry).

Nedávno bylo zjištěno, že housenky a kukly kukaček vydávají zvuky napodobováním dospělých mravenců. Přitom, jak se ukázalo, u hostitelských mravenců (jeden z druhů rodu Myrmica) královny a dělnice cvrlikají odlišně. Pokud pustíte zvuky vydávané královnou dělnicím, obklopí zdroj zvuku a zaujmou charakteristické „obranné“ pozice, jako by hlídaly skutečnou královnu. Vychytralé housenky a kukly holubů napodobují zvuky královny a mravenci dělníci se vrhají na jejich ochranu!

Tento příklad ukazuje, že zvuky mohou hrát důležitou roli v životě mravenčí rodiny: zejména královský „dobře vytvořený hlas“ pomáhá královně obsadit nejvyšší úroveň v hierarchii. To znamená, že mravenci jsou dobří v rozlišování různých zvuků svých příbuzných – bez ohledu na to, co slyší.

Sergej Glagolev

Autor je vděčný N. G. Bibikovovi, A. A. Zacharovovi a Věře Bašmakové

za radu a pomoc při přípravě odpovědi

Je tedy překvapivé, že při pozorování mravenců nevěnují pozornost objektům nacházejícím se ve vzdálenosti maximálně deseti centimetrů. Mrtvá moucha může ležet velmi blízko mravence a proplazí se kolem, aniž by mu věnovala pozornost. Ptáte se proč? Jde o zvláštnosti vidění tohoto hmyzu: vidí jen to, co je mu velmi blízko. Kdyby lidé měli takové vidění, viděli by jasně maximálně 3-4 metry před sebou. Všechno, co je dále, by bylo rozmazané. Podle lidských měřítek by se to považovalo za velmi špatný zrak.

A existují situace, kdy se zdá, že mravenci mají vynikající zrak. Řekněme, že si mravenec dělá svou práci a najednou se otočí tam, kde asi osm centimetrů od něj skupina jeho druhů útočí na tlustou housenku. Ukáže se, že viděl něco, co by mu jeho zrak neměl dovolit vidět? Ve skutečnosti je nevidí, ale slyší bojové pachy vydávané ostatními mravenci. Ucítil kyselinu mravenčí a spěchal svým druhům na pomoc.

Mravenci však stále dokážou rozlišovat pohyby velkých objektů. Jakmile se přiblížíte k mraveniště, mravenčí bratrstvo si vás okamžitě všimne. Stanou se ostražitými a naježí se a zaujmou bojový postoj. Mravence vyprovokujte máváním bílou sítí. Okamžitě vyletí a dají najevo svůj poplach. Chcete-li určit maximální vzdálenost, na kterou mravenci vidí velký objekt, vzdálejte se od mraveniště a zamávejte sítí. Reagují ze vzdálenosti dvou a tří metrů. Na čtyřech metrech si pohybu bílé sítě všimne jen malá část mravenců. Na pěti metrech si jí nevšimne ani jeden mravenec. Pokud se tento experiment několikrát opakuje, můžeme dojít k závěru, že na vrcholu kužele mraveniště je pro mravence vlastní zvláštní zóna viditelnosti. Vědci hovoří o zvláštní struktuře očí tohoto hmyzu: jsou nehybné a neustále se dívají dopředu. Mravenec nemá možnost vidět, co se kolem něj děje.

Slabý zrak je více než kompenzován dobře vyvinutým čichem. Mravenci si také pamatují umístění malých předmětů v bezprostřední blízkosti mraveniště. To jim pomáhá neztratit se a najít správný směr. Je třeba poznamenat, že někteří mravenci vidí lépe než jiní. Ti, kteří neopouštějí úzké chodby mraveniště a žijí neustále ve tmě, mají velmi špatný zrak. Lovci a stavitelé mají ostřejší zrak. O vlastnostech mravenčího zraku už víme, ale co jejich sluch a čich? Když stojíte vedle mraveniště, můžete hlasitě mluvit a vydávat nejrůznější hluky. To však na mravenčí bratrstvo neudělá žádný dojem. Mravenci nevěnují pozornost nejen hluku vydávanému lidmi, ale ani řevu zařízení pracujícího vedle mraveniště. Budou si dál dělat své věci za hluku motoru motorové pily, který vám bude chtít zakrýt uši.

Při pozorování tohoto hmyzu můžete nabýt dojmu, že je od přírody hluchý. Je to opravdu tak? Proveďme malý experiment. Chyťme ováda do sítě. Přibližme se s ní k mraveništi. Bude vydávat hlasité bzučivé zvuky a snažit se osvobodit. Mravenci na tento zvuk nijak nereagují, protože v těsné blízkosti jejich domova se neustále nachází mnoho různých druhů hmyzu. Jsou zvyklí si ho nevšímat. Pokud ale ováda spustíte na povrch mraveniště, všimnete si nebývalého pohnutí. Mravenci zachytí zvuk hmyzu chyceného do pasti a začnou ho lovit. Za méně než pár sekund bude ovád ze všech stran pokryt mravenci vypouštějícími kyselinu mravenčí. Před těmito horlivými lovci nemá ovád úniku.

Co nám tento experiment říká? Mravenci mají sluch, ale je zřejmé, že je obzvláště jemný. Mravenci mají tendenci vnímat zvuky, které jsou pro ně důležité, zatímco zůstávají hluší k hluku, který není životně důležitý. Nyní se pokusme pochopit jemnosti čichu tohoto pilného hmyzu. Přibližte se k mraveniště. Všimnete si, že mravenčí bratrstvo vás objevilo a je ve střehu a zaujalo bojový postoj. Někdo se dokonce pokusil zaútočit na nezvaného hosta vypuštěním proudu kyseliny mravenčí. Dělníci se postupně uklidní a přestanou si vás všímat. Nyní foukněte na mraveniště. Buďte si jisti, že zápach z vašich úst okamžitě zachytí tykadla obyvatel mraveniště. Všimnete si, že všichni ztuhli na místě. To se vysvětluje tím, že v tuto chvíli hmyz pečlivě studuje nový a neznámý pach. Jakmile si pach zapamatuje, mraveniště se znovu začne pohybovat. Pokud na něj znovu fouknete, hmyz už na místě neztuhne. Váš pach je jim již známý. Už je neobtěžuje.