Кто такие термиты

Процесс размножения и цикл развития

На протяжении, не меньше 10 лет жизни, королева термитов спаривается с королем огромное количество раз. С приходом лета рабочие особи проделывают в стенках термитника щели, из которых впоследствии осуществляется вылет крылатых особей.

Будущие королевы приманивают к себе будущих королей секретом специальных желез. После этого пара уединяется в вырытой норке, где и происходит спаривание. У некоторых видов самка за неделю может отложить несколько сотен, а иногда и тысяч яиц.

Существуют виды, когда самка за день откладывает больше 80 тыс. яиц, а также виды, самка которых за год откладывает до 10 млн. яиц. На фото можно увидеть королеву с термитами.

Поскольку королева не может ни передвигаться, ни питаться самостоятельно, ее кормят рабочие особи, а солдаты охраняют.

Солдаты и рабочие особи – это недоразвившиеся личинки, поэтому у них нет репродуктивных органов. При этом секрет, выделяемый царицей термитов, не позволяет всем особям превратиться в крылатых насекомых, которые готовы к спариванию. Когда королева стареет и у нее не хватает секрета для всех термитов, то рабочие особи, через некоторое время так же стают половозрелыми.

Появившиеся на свет личинки проходят через несколько стадий развития. Например:

• Рабочие особи и солдаты после линьки становятся взрослыми насекомыми.
• После второй линьки происходит разделение на нимф.
• Нимфа имеет несколько большие размеры, а на ее грудных сегментах можно увидеть зачатки крыльев.
• Как правило, личинка проходит через 3или 4 стадии своего развития.
• Нимфы так же проходят через несколько стадий развития. На конечной стадии у нее вырастают длинные крылья.

Рабочие особи кормят личинок специальными выделениями, а также измельченными спорами грибов, которых они выращивают на своих плантациях внутри термитника. Процесс размножения связан с процессом оплодотворения, но в случае отсутствия самцов, самки способны размножаться и без них. После появления на свет, все особи являются самками.

Если термитник большой, то в нем может быть несколько королев, которые постоянно размножаются. По мнению ученых, присутствие рабочих особей стимулирует процесс размножения.

При определенных условиях могут размножаться и рабочие термиты, хотя им для этого требуется не меньше месяца для того, чтобы превратиться в репродуктивных особей. Таких особей называют эргатоидами. В лабораторных условиях ученым приходилось скрещивать эргатоидов с нимфами и эргатоидами. При этом в результате получалось потомство, где отличалось процентное соотношение каст.

Результаты подобных опытов сведены в таблицу:

Самки	Самцы	Вид размножения	Полученное потомство
нимфоиды	—	партеногенез	100% самки-нимфы
эргатоиды	—	партеногенез	50% погибло, 50% самки-нимфы
нимфоиды	нимфоиды	половой	50% самок-рабочих, 50% самцов рабочих
нимфоиды	эргатоиды	половой	50% самки-нимфы, 50% самцы-рабочие
эргатоиды	нимфоиды	половой	¼ погибли, ¾ поровну – самцы нимфы, рабочие самцы и самки
эргатоиды	эргатоиды	половой	В равных частях самок и самцов нимф, самок и самцов — рабочих

Результаты исследований указывают на тот факт, что крылатые особи не образуются до тех пор, пока колония находится на стадии развития. Поэтому вся энергия тратится на воспроизводство рабочих насекомых, которые заняты строительством, ухаживанием и сбором мусора и т.д.

Отряд термитов, который представляет древесный или влажно-древесный вид, не имеет рабочих термитов, а их роль отведена псевдоэргатам. Эта каста называется еще «ложными» рабочими. Личинки длительный период линяют, но так и остаются рабочими термитами. Бывает так, что по истечении какого-то времени эти особи становятся солдатами.

Что представляет опасность для бактерий-симбионтов?

Антибиотики – относительно недавнее изобретение человечества. Сложно подсчитать, сколько жизней было спасено благодаря этому открытию. Однако, как известно, за все нужно платить. Антибиотики уничтожают все бактерии, не делая различий на хороших и плохих.

Именно поэтому после приема антибиотиков микрофлора кишечника выглядит весьма печально. Это моментально сказывается не только на нашем пищеварении, но и сильно снижает иммунитет. То есть, получается, опасность подцепить следующее заболевание становится больше после приема лекарств, предназначенных защитить наше здоровье.

Ученые пытаются разрушить этот замкнутый круг, разрабатывая все новые, узконаправленные, препараты. Но долгие годы широкого использования антибиотиков привели к тому, что микрофлора человека становится все более слабой. А отсутствие или недостаточное количество бактерий-симбионтов влечет за собой целый букет хронических заболеваний: диабет, рак, ожирение и т.д.

[править] Выращивание грибов

Некоторые термиты находятся в симбиотических отношениях с грибами Termitomyces, которых выращивают. Такие термиты занимаются разведением (на собственных фекалиях) грибных садов, на которых выращивают специализированный гриб, который входит в их рацион питания. После поедания споры гриба проходят неповрежденными через кишечник термитов и прорастают в экскрементах.

«Грибные сады» растут на специально откладываемых скоплениях экскрементов и кусочках древесины. Выращиваемые грибы — преимущественно представители обычных плесневых грибов.

Грибы в основном идут на питание молодых термитов, недавно вылупившихся из яиц.

[править] Термитники

Термиты строят гнёзда — термитники (точнее, термитники строят главным образом тропические виды, остальные же обычно просто выкапывают систему нор в грунте). Крупнейшие термитники могут достигать высоты 12,8 м, до 3 м в диаметре и веса до 12 т.

Стены термитника строятся из комбинации экскрементов, измельчённой древесины и слюны. В термитнике имеются места для разведения грибковых садов, содержания яиц и молодых личинок, репродуктивных особей, а также обширная сеть вентиляционных туннелей, позволяющих поддерживать внутри гнезда практически постоянный микроклимат.

Внешние стены термитника обычно водонепроницаемые для предотвращения затопления тропическими ливнями и могут достигать 20—30 см толщиной, хотя имеют маленькие отверстия для вентиляции.

Термитник выполняет не только защитную функцию. Он поддерживает и благоприятную для этих древних насекомых среду обитания. Термиты стараются не контактировать с воздухом, так как их кутикула очень тонка и не удерживает влагу. Если им необходимо пересечь открытое пространство, они строят туннели-убежища из спрессованной земли и экскрементов. Поэтому, термиты более активны ночью. Таким образом, термитник выполняет функции склада, родовой камеры, защиты колонии от хищников, теплицы для выращивания съедобных для термитов грибов и защиты термитов от солнечного света и дождя.

Внутреннее пространство конуса термитника пронизано многочисленным ходами, выполняющими функции водоснабжения, водоотведения и вентиляции, воздух в них увлажняется и охлаждается, так как термиты и особенно яйцекладущая царица сильно чувствительны к влажности воздуха.

На расстоянии 15—30 см от поверхности почвы расположена округлая камера, заполненная слоями деревянистой мягкой материи, схожей с бумагой. Эту камеру называют гнездом, так как её ячейки этого заполнены миллионами личинок. Температура «гнезда» на несколько градусов выше общей температуры термитника, которая практически постоянна и не зависит от внешних колебаний. По сторонам от «гнезда» расположены камеры для яиц, ниже «гнезда» находится помещение с «королевой». Ниже находятся хранилища, в которых хранится еда — пережеванная древесина и трава. Верхние части конуса термитника могут заниматься камерами для выращивания грибов. В почве во все стороны на многие метры от термитника находятся ходы, которые ведут к источникам древесины, используемой термитами в пищу.

[править] Выращивание грибов

Некоторые термиты находятся в симбиотических отношениях с грибами Termitomyces

, которых выращивают. Такие термиты занимаются разведением (на собственных фекалиях) грибных садов, на которых выращивают специализированный гриб, который входит в их рацион питания. После поедания споры гриба проходят неповрежденными через кишечник термитов и прорастают в экскрементах.

«Грибные сады» растут на специально откладываемых скоплениях экскрементов и кусочках древесины. Выращиваемые грибы — преимущественно представители обычных плесневых грибов.

Грибы в основном идут на питание молодых термитов, недавно вылупившихся из яиц.

Общественная структура термитов и их размножение

Все подвиды термитов имеют кастовую систему. Они подразделяются на:

• короля и королеву;
• вторичную и третичную королеву;
• солдат;
• рабочих.

Рабочие термиты непосредственно выполняют основную часть труда в гнезде. Они добывают пищу, хранят ее и кормят маленькое потомство. К тому же рабочие насекомые переваривают целлюлозу, являясь таким образом переработчиками гниющей древесины. Те термиты, которые кормят других обитателей муравейника перерабатывают и преобразуют азотистые компоненты. Этот процесс назван биологами как трофоллаксис.

Благодаря данной процедуре родители могут кормить только первое поколение. В результате численность группы растет до больших количеств, а кишечные симбионты передаются из одного поколения в другое. Однако у некоторых видов термитов нет рабочей касты. Эту роль у них выполняют нимфы, при этом не выделяясь в отдельную социальную группу.

Каста термитов-солдат имеет соответствующее анатомическое строение и поведение. Их единственная задача — защищать гнездо. У солдат огромные темные головы с мощными челюстями и мандибулами, из-за которых они не могут есть самостоятельно. Таких термитов кормят рабочие термиты.

Некоторые термиты-солдаты имеют головы в виде шара. Это позволяет им блокировать ходы от врагов. Другие же имеют вытянутый нос с роговидной насадкой. Из нее они распыляют специальные липкие вещества, отрицательно влияющие на врагов.

В репродуктивную касту термитов непосредственно входят король и королева. Королева производит на свет яйца для колонии. Для этого король спаривается с ней. По сравнению с муравьями, король термитов остается с ней на всю жизнь.

После спаривания живот королевы растет в размерах и за счет этого увеличивается плодовитость. После этого королева производит на свет крылатых особей в какое-то одно время года.

Чем выгодно такое сосуществование?

Отметим, что внутри полостей азоллы находится много азотистых соединений. Сине-зеленые водоросли, которые попадают внутрь организма папоротника, не только активно их усваивают, но и полностью лишаются способности к самостоятельной фиксации атмосферного азота. Организмы-симбионты отвечают взаимностью, снабжая папоротник кислородом и некоторыми органическими веществами.

Следует заметить, что эти симбионты не претерпевают практически никаких изменений в своей внутренней организации. Впрочем, так дела обстоят далеко не во всех случаях внутриклеточного симбиоза. Чаще всего те водоросли, которые вступают во взаимовыгодное сотрудничество с другими организмами, отличаются полной редукцией клеточной оболочки. К примеру, такое происходит у сине-зеленых водорослей, которые образуют симбиотическую связь с некоторыми видами морских губок.

Внешние признаки термитов и их особенности

Обычно термиты имеют маленькие размеры. Длина их тела варьируется от 0,4 до 1,5 сантиметров. Самый же крупный вид термитов, Макротермес беликосус, имеет длину туловища в 10 сантиметров. Есть еще термит-гигант вида Гьятермес стиринсис, уже не обитающий на Земле. В эпоху миоцена он жил в Австралии. Этот термит имел длину тела в 2,5 сантиметра, а размах крыльев в 7,6 сантиметров.

У термитов солдатов и рабочих термитов нет органов зрения и поэтому они слепы. У некоторых же видов, например Ходотермес моссамбикус, есть глаза со сложной анатомией. Они необходимы им, чтобы отличать лунный свет от солнечного и ориентироваться в пространстве. Женские и мужские особи с крыльями имеют пару обычных и пару боковых глаз. Однако боковые органы зрения встречаются не у всех насекомых этого отряда.

Термиты имеют языкообразную губу сверху и наличник снизу, который разделен на две части. Также у них имеются двое усов, отвечающих за осязание, обоняние и ощущение вибраций и теплового излучения. Усы разделены на три сегмента: жгутик, цветоножку и скапус. Во рту у насекомых есть верхние челюсти, губы и жвалы. На верхних челюстях у них имеются специальные щупальца. Они помогают чувствовать вкус пищи и тщательно ее пережевывать.

Грудная клетка термитов имеет 10 частей, на каждой из которых есть одна пара ног. Репродуктивные органы этих букашек имеют вид репродуктивных упрощенных органов тараканов. К примеру, у самцов нет детородного органа, а семенная жидкость неподвижна.

Те группы насекомых, которые не воспроизводят потомство на свет, обладают только 6 ног. Крыльев же у них нет. У других женских и мужских особей крылья есть, однако летают они недолго и лишь на малые расстояния. Внешний вид конечностей термитов почти не отличается. Единственное исключение — ноги термитов-солдат, которые выглядят большими и мощными.

Обе пары крыльев(передние и задние) насекомых одинаковой длины и не похожи на крылья муравьев. Летающие термиты слабо владеют техникой полета и обычно летают в случайном направлении.

Хорошие колебания

13. Используют вибрации, чтобы общаться друг с другом. Когда солдаты чувствуют угрозу, стучат или ударяют головой о стены туннеля колонии, создавая вибрации, чтобы предупредить остальных.

14. Некоторые разновидности существуют на Земле более 250 миллионов лет. Существуют намного дольше, чем люди. Самые ранние люди жили четыре с половиной миллиона лет назад, динозавры около 230 миллионов.

15. В мире насчитывается более 2700 видов термитов. Они численно превосходят людей. Вы можете быть немного напуганы, узнав, на сколько их много. На каждого человека приходится 453 кг термитов. Это ошеломляющее количество для одного человека. Затем умножьте цифру на миллиарды людей на планете, и получите поистине ужасающее количество.

16. Их настолько много, что, по некоторым оценкам, составляют 10% всей биомассы животных, 95% биомассы почвы и насекомых тропических регионов.

Симбиоз нейтрализма

Симбиоз нейтрализма — это симбиоз, который происходит между двумя живыми существами, где два живых существа не получают ни вреда, ни пользы, оба очень нейтральны.

Примеры симбиоза нейтрализма:

Коза с курицей

Козы, являющиеся травоядными животными, хорошо относятся к цыплятам. Об этом свидетельствует их близость, когда они объединены в одной конкретной области.

Они не будут драться из-за еды или своей территории, они просто смешиваются друг с другом.

Кроме того, разница в пище между ними является наиболее важным фактором для этих двух живых существ, чтобы жить в мире и не участвовать в соревнованиях или хищничестве.

Панда с обезьяной

Панды и обезьяны — это два живых существа, которые имеют разные личности. Панды со своим характером ленивы перемещаться, в то время как гиперактивные обезьяны переходят с одного места на другое.

Взаимодействия, которые происходят между ними двумя, очень нормальны, они не мешают друг другу сражаться за территорию или еду.

Так что часто они объединяются на одной территории, потому что оба могут жить в мире и не мешать друг другу.

Сом с рыбой-веником

Даже находясь в одном месте, сом и метла могут мирно сосуществовать. Это потому, что они оба потребляют разную пищу.

Сом поедает корм в виде гранул, а рыба-метла позже съедает мох, который находится в этом месте.

Таким образом, отношения между ними можно назвать нейтральными, иначе говоря, ни вредными, ни взаимовыгодными.

[править] Термитофилы

В термитниках обитает разнообразная фауна специфических животных, называемых термитофилами. Многие из таких термитофилов отличаются вздутием брюшка (физогастрия), связанным с развитием кожных желез, выделяющих такие вещества, которые охотно слизываются термитами.

Отношения термитов и термитофилов симбиотические.

Описано свыше 700 видов термитофилов, в основном различных членистоногих, но также и ящериц и даже птиц (хохлатый попугай нередко устраивает гнёзда в термитниках, в покинутых термитниках иногда поселяются совы, дятлы, лисицы и другие животные). Термитофилы встречаются среди нескольких свободноживущих групп насекомых, включая клопов-подкорников (Aradidae), мух-горбаток (Phoridae), муравьёв (Carebara), жуков из семейств пластинчатоусых (Scarabaeidae), карапузиков (Histeridae) и стафилинов (Staphylinidae), среди которых термитофилы представлены среди представителей трибы Termitodiscini и подтрибы Termitondina трибы Myrmedonini. Муха термитоксения получает от термитов (Termes bogoriensis) такую же пищу, какую они отрыгивают своим сородичам.

Многие термитофилы питаются отбросами или микроорганизмами гнезда (пластинчатоусые, долгоносики и др.).

Социальная структура и размножение

Фото: Насекомое термит

Термиты имеют кастовою систему:

• Король;
• Королева;
• Вторичная королева;
• Третичная королева;
• Солдат;
• Рабочий.

Рабочие термиты берут на себя большую часть труда в колонии, отвечая за поиск пищи, хранение продуктов и содержание выводков в гнездах. Работникам поручено переваривать целлюлозу в пище, таким образом, они являются основными переработчиками больной древесины. Процесс рабочих термитов, кормящих других обитателей гнезда, известен как трофоллаксис. Трофаллаксис — это эффективная тактика питания для преобразования и переработки азотистых компонентов.

Это освобождает родителей от кормления всех детей, кроме первого поколения, позволяя группе, расти в большом количестве и обеспечивая передачу необходимых кишечных симбионтов из одного поколения в другое. У некоторых видов термитов нет настоящей рабочей касты, вместо этого они полагаются на нимф, которые выполняют ту же работу, не выделяясь в отдельную касту.

Каста солдат имеет анатомические и поведенческие специализации, их единственная цель — защитить колонию. У многих солдат большие головы с сильно модифицированными мощными челюстями, настолько увеличенными, что они не могут прокормить себя. Поэтому их, как и несовершеннолетних, кормят рабочие. Многие виды легко идентифицировать, у солдат более крупная и темная голова и большой мандибул.

Среди некоторых термитов солдаты могут использовать свои шаровидные головы, чтобы блокировать свои узкие туннели. У разных видов термитов солдаты могут быть больших и маленьких размеров, а также носы, которые имеют роговидную насадку с фронтальной проекцией. Эти уникальные солдаты могут распылять вредные, липкие выделения, содержащие дитерпены на своих врагов.

Репродуктивная каста зрелой колонии включает в себя плодовитых самок и самцов, известных как королева и король. Королева колонии отвечает за производство яиц для колонии. В отличие от муравьев, король спаривается с ней на всю жизнь. У некоторых видов живот королевы резко раздувается, увеличивая плодовитость. В зависимости от вида, королева начинает производить репродуктивных крылатых особей в определенное время года, и огромные рои появляются из колонии, когда начинается брачный полет.

Как симбионты проникают внутрь клетки?

Как микроорганизмы оказываются в клетках высших животных и растений? Некоторые виды обладают специально предназначенными для этого механизмами. Причем нередко они имеются не у самого симбионта, а у «принимающей стороны». Есть такой мелкий водный папоротник – азолла (Azolla). На нижней полости его листьев имеются узкие проходы, которые ведут в каверны, специализирующиеся на выделении слизи. Вот в эти-то полости и попадают сине-зеленые водоросли анабены (Anahaena azollae), которые заплывают в каверны вместе с током воды.

Папоротник растет, каналы зарастают, водоросли остаются в полной изоляции. Ученые долго пытались создать на базе азоллы колонии других видов, но никакого успеха они так и не достигли. Можно с уверенностью говорить о том, что образование симбиотической связи возможно только в случае полного совпадения ряда параметров. Кроме того, подобный союз отличается ярко выраженной видовой специфичностью.

Таким образом, симбионты – это организмы, которые питаются благодаря специфичным для своего вида процессам (азотфиксирующие микроорганизмы), разделяют ценные вещества с партнером, но при этом нуждаются в определенных условиях, которые может предоставить только он.

Классификация

Размеры бактерий можно сопоставить с величиной частичек глины. В чайной ложке почвы можно обнаружить от ста миллионов до миллиарда различных микроорганизмов, основным местом жительства которых являются тонкие пленки, обволакивающие почвенные частицы и корни растений. Простота строения позволила ученым назвать эти бактерии «мешком ферментов».

Существующие классификации основаны на характерных особенностях этих микроорганизмов – их форме, поведении при окрашивании препаратов, способу питания, а также генетическом родстве.

Форма клеток

Такое примитивное деление было разработано тогда, когда о генетическом анализе никто даже не догадывался. Различают микроорганизмы округлой формы (кокки), продолговатые или стержневые (их называют бациллами), спиральные (спириллы) и имеющие разветвленную структуру (актиномицеты). Кроме того, существуют промежуточные формы, или агрегаты, состоящие из пар, цепочек или гроздьев.

Поведение при окраске по Граму

Было разработано после начала изучения бактерий при помощи их окрашенных препаратов. Грамположительные организмы имеют большие размеры, толстые клеточные стенки и высокую устойчивость к водному стрессу. Их внешняя стенка несет отрицательный электрический заряд. Грамотрицательные же мельче, и быстрее гибнут при отсутствии воды.

Аэробные и анаэробные

Первые не могут жить без кислорода, вторые же отлично обходятся без него, перерабатывая, например, соединения серы или углеводороды.

Аутотрофы и гетеротрофы

Первые способны самостоятельно перерабатывать углекислый газ, превращая его в необходимые для них органические вещества с использованием солнечного света. Ко вторым относятся те, что получают питание, разлагая готовую органику.

Сотрапезники

В растительных сообществах не менее распространен еще один тип положительных связей – комменсализм (от позднелат. commensalis – «сотрапезник»), когда одни из взаимодействующих партнеров получают пользу от «сожительства», а другим это безразлично. Обычно один из организмов при этом использует соседа в качестве среды обитания и источника питания. Подобные формы взаимоотношений характерны для эпифитов, лиан, почвенных и наземных сапрофитов.

Сапрофитная гнездовка обыкновенная

Эпифиты развиваются на поверхности древесных стволов и ветвей, используя их только как место поселения. Благодаря этому они избавлены от конкуренции за свет и питательные компоненты со стороны растений, живущих на поверхности почвы. В отличие от паразитов, эпифиты не вступают в прямой физиологический контакт с растением-субстратом. Они питаются за счет отмирающих тканей и выделений растения-хозяина или за счет фотосинтеза, а влагу получают из воздуха и осадков. Часто их корни образуют микоризу с грибами.

В наших широтах такая форма сосуществования характерна в основном для мхов, лишайников, некоторых папоротников, водорослей, цветковых. При чрезмерном разрастании они могут способствовать подгниванию тканей хозяина.

Эпифитные мхи

К лианам относят вьющиеся растения со слабыми однолетними или многолетними стеблями. Среди лиан встречаются как деревянистые, так и травянистые формы. Они используют деревья и кустарники в качестве опоры и поднимаются по ним достаточно высоко, используя усики, придаточные корни, колючки. Для лиан характерны длинные и крупные водоносные сосуды, что связано с необходимостью «перекачивать» значительные объемы воды в крону на достаточно большую высоту.

Древесные виды могут развивать мощную крону и отличаются долголетием (например, винограды доживают до 200 лет). Лианы обычно занимают малую площадь на поверхности почвы, многие обладают красивыми цветками и листвой, некоторые плодоносят. Благодаря этим качествам их широко используют как декоративные растения для озеленения в искусственных насаждениях. В наших широтах с умеренным климатом наиболее часто высаживают актинидию, лимонник, различные виды винограда, плющи, хмель.

Сапрофиты живут (частично или полностью) за счет питания органическим веществом отмерших организмов. В основном представлены грибами, бактериями, актиномицетами. Редко встречаются среди цветковых (некоторые представители семейств грушанковых, орхидных), мхов, папоротников. Примером цветковых растений, перешедших на гетеротрофное питание, являются сапрофиты хвойных лесов – подъельник обыкновенный, надбородник безлистый.

Сапрофиты играют важную роль в жизни лесного сообщества, разлагая мертвые растительные остатки и переводя сложные органические соединения в более простые формы, тем самым способствуя повышению плодородия почвы.

Сапрофитные грибы Лиана