Мирмекофилия

Примечания и ссылки

1. (in) И. Брейк, «  Prosaetomilichia of Meijere, младший субъективный синоним Milichia Meigen, с обзором филогенетической группы видов Myrmecophila (Diptera, milichiidae)  » , Tijdschrift voor Entomology , vol.  142, п о  1,1999 г., стр.  31–36  :.
2. ↑ и
3. ↑ и
4. (in) Фред Р. Риксон , «  Анатомическое развитие листовой трихилии и мюллеровых тел Cecropia peltata L.  » , Американский журнал ботаники , Ботаническое общество Америки , вып.  63, п о  9,Октябрь 1976 г., стр.  1266-1271 .
5. Моник Белин-Depoux , Паскаль-Жан Solano , Кристиан Lubranoe , Жан-Рено Robine , Филипп Chouteau и Мари-Клер Touzet , «  myrmecophilic функция Цекропия obtusa Trecul ( Cecropiaceae ) в Французской Гвиане  », Acta Ботаника Галльский , Société Botanique де Франция , т.  144, п о  3,1997 г., стр.  289-313 .
6. Ив Caraglio , «  Муравьи в тропических лесах  ,» Французская Forestry Review , Нэнси , ENGREF , п о  специальных «Знание и управление гайанском леса»2003 г., стр.  190-194 .

Распространение колорадских жуков

Колорадские жуки распространились по всему миру самыми разными способами. Мало того, что они и сами могут летать на большие расстояния, так еще их личинки часто случайно транспортировались созданной людьми техникой.

Колорадские жуки отлично летают, и это большая проблема

Так, сначала картофельные вредители переселились из Мексики в американский штат Небраска — в 1859 году они впервые нанесли местному урожаю большой ущерб. После этого насекомые оказались на территории штата Колорадо, где и получили свое народное название. Люди уже поняли, что колорадские жуки несут большую опасность для сельского хозяйства и пытались предпринимать меры против их распространения

Но меры предосторожности оказались неэффективными, потому что жуки расселились по всей Северной Америке. В конце 1870-х годов они переплыли через Атлантический океан на грузовых кораблях и появились на территории Европы

Мирмекофиты

Акация Коллинза , американское мирмекофильное дерево.

Жанры, содержащие мирмекофильные виды растений (неполный список):

• Acacia spp. ;
• Barteria spp. ;
• Cecropia spp. ;
• Бромелия .

Мирмекофильные бромелии

В наиболее распространенных myrmecophilic бромелиевые являются Tillandsia луковичных и Tillandsia капута-медузами , которые формируют готовое «гнездо» , в их листах. У этих растений луковичное основание; их листья, свернутые на себя, полые и представляют собой убежище для муравьев. Таким образом, муравьи будут населять растение, принося обратно то, чем кормить муравейник, они будут хранить пищу в тилландсии , которая поглотит часть ее. Эти муравьи также играют защитную роль для завода. Поскольку теперь это их муравейник, они не позволят ему умереть.

Мирмекофильные акации

Некоторые акации , Acacia de Collins , Acacia cornigera и Acacia drepanolobium , также развили полые шипы или даже полые ветви, которые позволяют их обитанию муравьям. Мы также видим присутствие нектарников вне цветков , которые производят сладкое вещество, которым питаются муравьи. Здесь муравьи избавят дерево от всех насекомых, которые могут вызвать проблемы (и даже других), гусениц и  т. Д. Муравьи могут зайти так далеко, что срежут лозы, которые хотели бы использовать акацию в качестве опоры.

Мирмекофильные цекропии

Натуралист Фриц Мюллер (1822-1897) обнаружил симбиотические отношения между цекропией и муравьями: насекомые защищают цекропию от паразитов или вьющихся растений. Взамен он предлагает муравьям дом и различные питательные железы, называемые телами Мюллера
.

Другие мирмекофильные растения

Среди других мирмекофильных растений есть много плотоядных растений и папоротников, которые по тому же принципу «строят» комнаты, готовые для проживания муравьев. Есть также много мирмекофильных кактусов, а также растений, более распространенных в Европе, таких как персик или вишня.

Описание и особенности

Жук бомбардир — насекомое, длиной 5—15 мм. Внешний вид и пропорции типичны для жужелиц, к семейству которых он относится. Тело взрослого насекомого вытянутое, овальное. Общая окраска темная с металлическим блеском, отдельные части тела часто окрашены в красно-коричневые тона.

Голова слабо втянута в переднегрудь, расположена преимущественно горизонтально, с небольшим наклоном вниз. Заканчивается небольшими серповидными мандибулами, приспособленными для удержания и разрывания жертв — других более мелких насекомых. Губные щупики состоят из 3-х сегментов.

Глаза средних размеров, соответствуют преимущественно сумрачному образу жизни. На краю глаз расположена одна надглазничная щетинка. Дополнительных глазков нет. У жуков, входящих в подсемейство Brachininae усики 11-сегментные нитевидные.

На первом сегменте расположена щетинка, несколько подобных щетинок-волосков можно увидеть на последнем сегменте усиков. Насекомые из подсемейства Paussinae обладают эффектными перистыми усиками. Голова и переднеспинка, усы-антенны и конечности обычно темно-красного цвета.

Ноги длинные, приспособленные для передвижения по твердому грунту. Строение конечностей сложное. Каждая состоит из 5 частей. По своему типу относятся к бегательным. На передних конечностях есть особенность: на голенях присутствует выемка — приспособление для чистки усиков.

Надкрылья твердые, обычно покрывают корпус жука полностью, но у некоторых видов короче туловища. Их концы бывают трех видов: закругленные, «подрезанные» перпендикулярно осевой линии корпуса или скошенные внутрь. Надкрылья жука окрашены в синий, зеленый цвет, иногда в черный. На них присутствуют продольные неглубокие бороздки.

Крылья развиты умеренно, с сетью карабоидных жилок. Бомбардиры больше доверяют ногам, чем крыльям. От врагов спасаются бегством, перелеты используют для освоения новых территорий. Насекомые, входящие в некоторые замкнутые популяции, по большей части островные, полностью отказались от полетов.

Брюшко насекомого состоит из 8 стернитов, плотных участков сегментарных колец. Самцы и самки внешне схожи. У самцов на лапках есть дополнительные сегменты, которые предназначены для удержания самок во время копуляции.

Самые известные из бомбардиров — трескучие, живут в Европе и Азии, в Сибири до Байкала. На севере ареал жуков заканчивается в приполярной тундре. На юге доходит до пустынь и выжженных сухих степей. Жук бомбардир обитает не только на равнинной местности, его можно встретить в горах, но до зоны вечных снегов они не добираются.

В целом, жуки предпочитают места с сухой и умеренно-влажной почвой. Ведут ночной образ жизни. Днем они прячутся под камнями и другими укрытиями, в сумраке и ночью начинают кормиться. Пик активности бомбардиров приходится на закатные часы. Это время они предпочитают не только для поиска пищи, но и для расселения.

Способность к полету проявляют, в основном, молодые насекомые, только что вышедшие из куколки. Срабатывает инстинкт освоения новых территорий. В дальнейшем страсть к перелетам у бомбардиров угасает.

Жуки бомбардиры входят в семейство жужелиц и внешне очень на них похожи

С приближением зимы, укорачиванием дня, активность насекомых снижается. С холодами жуки впадают в подобие спячки, у них наступает диапауза, при которой обменные процессы в организме снижаются почти до нуля. Аналогичным образом организм жуков может отреагировать на летнюю засуху.

Наблюдая за жизнью насекомых, ученые выяснили, что днем, под камнями жуки собираются в группы, которые не только многочисленны, но и разнородны по составу. Первоначально причиной коллективного отдыха считалось ограниченное количество укрытий.

Родовое многообразие групп подсказало, что поводом для группировки являются соображения безопасности. Большое количество бомбардиров при нападении может более активно обороняться. Под прикрытием «артиллерии» легче укрыться от врагов жукам других разновидностей, не обладающих возможностями бомбардиров.

Иногда бомбардиры объединяются в небольшие стаи с прочими жуками

Выброс струи бомбардирами засняли в подробностях

Жук-бомбардир стреляет горячей токсичной жидкостью Eisner & Aneshansley (PNAS)

Исследователи из MIT засняли на высокоскоростную рентгеновскую камеру работу внутренних органов жука-бомбардира во время его стрельбы горячей токсичной жидкостью. Это позволило в деталях понять механику генерации выстрела и объяснить, каким образом сами жуки остаются при этом целыми. Результаты работы опубликованы в Science

Жуки-бомбардиры из подсемейства жужелиц Brachininae

способны прицельно выстреливать из желез в задней части брюшка саморазогревающейся, токсичной смесью химических веществ. Ее температура может достигать 100 градусов по Цельсию, а скорость выброса 10 м/с. Один выстрел длится от 8 до 17 мс, и состоит из 4-9 непосредственно следующих друг за другом импульсных выбросов.

Общая химия и механика процесса выстрелов уже в достаточной степени известны. Однако оставалось загадкой — как при таких «баллистических» характеристиках жуков, их самих не разрывает изнутри. Новое исследование, благодаря использованию синхротронной рентгенографии и высокоскоростной съемки, дало ответ на этот вопрос.

Бомбардиры обладают двумя симметрично-расположенными железами внутренней секреции, соединенными посредством длинных каналов с собственными резервуарами. Туда выделяется смесь гидрохинонов и пероксида водорода. Каждый резервуар связан с реакционной камерой меньшего размера, обладающей плотными, толстыми стенками. В них содержится каталаза и пероксидаза. Во время выстрела стенки резервуаров сжимаются, и смесь реагентов поступает в реакционную камеру. Там из пероксида водорода образуется атомарный кислород, а гидрохиноны превращаются в бензохинон. Обе реакции экзотермические и вызывают разогрев жидкости до 100 градусов. Кислород в реакционной камере резко увеличивает объем вещества и его давление, в результате чего оно выбрасывается наружу через отверстия на кончике брюшка.

Детальная запись процесса показала, что импульсные выбросы во время выстрела контролируются специализированными, прилегающими друг к другу структурами из кутикулы – гибкой мембраной и клапаном. Эти структуры связывают резервуар и камеру наподобие управляемого с помощью обратной связи сфинктера. Реагенты свободно проникают в реакционную камеру, но по мере роста давления внутри нее, мембрана растягивается и закрывает клапан. Поступление реагентов прекращается. После выброса жидкости мембрана расслабляется, и клапан вновь открывается. Этот процесс продолжается по кругу до тех пор, пока не истощатся все реагенты. В совокупности, это позволяет жукам-бомбардирам стрелять в пять раз быстрее других насекомых, использующих сходный механизм защиты.

Схематическое изображение анатомии защитной системы жука-бомбардира

https://biol2205mattsbombardierbeetles.weebly.com/

Поделиться

Примерное расположение органов защитной системы в брюшке жука-бомбардира

https://biol2205mattsbombardierbeetles.weebly.com/

Поделиться

Более того, обнаруженная пульсовая механика выстрела защищает реакционную камеру от повреждений и дает ей время на охлаждение. Реакционная камера остается достаточно жесткой и практически не растягивается, что позволяет сохранять высокую температуру жидкости и накапливать давление для выстрела, в то время как дополнительные регулирующие структуры растягиваются и двигаются, дозируя поступление химикатов и не давая реакциям выйти из под контроля.

Ученые полагают, что механика «системы стрельбы» жуков-бомбардиров послужит бионическим прототипом для технических импульсных систем.

Поверхности корпуса лодок позаимствованы у акул

Исследователи из Университета прикладных наук в Бремене, Германия, взяли образец поверхности кожи акул, поскольку такие естественные загрязнители в воде, как водоросли, мельчайшие мидии и другие представители флоры и фауны, которые легко прилипают к поверхностям судов, ускоряют ржавчину и увеличивают сопротивление воды, никак не влияют на акул.

Дело в том, что кожа акулы не гладкая, а покрыта мельчайшими чешуйками со сложной рифленой поверхностью, отдаленно напоминающими зубы.

Когда ученые разработали аналогично акульей силиконовую кожу, была решена и серьезная проблема в судостроительной промышленности.

Примечания[ | код]

1. Fiedler, K. (1991) Systematics, evolutionary, and ecological implications of myrmecophily within the Lycaenidae (Insecta: Lepidoptera: Papilionoidea). Bonner Zoologische Monographien, 31, 5-210.
2. Hinton, H.E. (1951) Myrmecophilous Lycaenidae and other Lepidoptera — a summary. Proceedings of the South London Entomological & Natural History Society, 1949-50, 111—175.
3. Pierce, N.E. (1995) Predatory and parasitic Lepidoptera: carnivores living on plants. Journal of the Lepidopterists’ Society, 49 (4), 412—453.
4. Jacobson H.R., Kistner D.H. (1975). A manual for the indication of the Pygostenini, the natural history of the myrmecophilous tribe Pygostenini. Sociobiology 1: 201—335.
5. Kistner D.H., Berghoff S.M., Maschwitz U. (2003). Myrmecophilous Staphylinidae (Coleoptera) associated with Dorylus (Dichthadia) laevigatus (Hymenoptera: Formicidae) in Malaysia with studies of their behavior. — Sociobiology 41(1): 209—266.
6. Reemer, M. Review and Phylogenetic Evaluation of Associations between Microdontinae (Diptera: Syrphidae) and Ants (Hymenoptera: Formicidae) // Psyche. — 2013. — Vol. Article ID 538316. — P. 1-9. doi: 10.1155/2013/538316
7. ↑

Виды

Собственно к бомбардирам относят одно подсемейство жужелиц – Brachininae (брахинины). Однако среди семьи есть еще подсемейство, способное стрелять горячей смесью из подкожных желез в брюшном заднем отделе. Это Paussinae (пауссины).

Бомбардир из семейства жужелиц, поэтому внешне жуки практически идентичны

От других членистоногих своего семейства они отличаются тем, что имеют необычные и достаточно широкие усики-антенны: у некоторых они выглядят, как большие перья, а у других — в виде тонкого диска. Также пауссины известны тем, что чаще всего живут в муравейнике.

Дело в том, что выделяемые ими феромоны оказывают умиротворяющее действие на муравьев и подавляют их агрессию. В результате и жуки, и их личинки получают вкусную и питательную пищу из запасов муравейника, кроме того, незваные гости поедают личинки самих хозяев. Их называют мирмекофилы – «живущие среди муравьев».

Между собой оба подсемейства не скрещиваются, возможно, у них даже были разные предки. Среди жужелиц еще многие насекомые выделяют такие смеси, но для обеих вышеназванных групп общим является то, что лишь они научились «разогревать» пахучую жидкость перед выстрелом.

В подсемействе пауссинов на данный момент известно 750 видов в 4 трибах (таксономических категориях между семейством и родом). Бомбардиры определились в трибе пауссинов Латрея, которая включает в себя 8 подтриб и более 20 родов.

Подсемейство брахининов включает 2 трибы и 6 родов. Самые известные из них:

• Brachinus — наиболее изученный и распространенный род в семействе бомбардиров. В него входит Brachinus crepitans — жук-бомбардир трескучий (номинантный вид), его устройство для защиты, пожалуй, самое выдающееся из всех. Горячая ядовитая жидкость выбрасывается с громким треском и молниеносной частотой – до 500 выстрелов в секунду. В процессе вокруг него создается ядовитое облачко. С него приступил к изучению этих жуков энтомолог и биолог Карл Линней, который впоследствии начал систематизировать данных членистоногих. Личинки трескучего бомбардира ведут паразитирующий образ жизни, выискивая для своего развития подходящий объект в верхнем слое почвы. Такое поведение жука-бомбардира присуще почти всем видам семейства. Внешне он выглядит стандартно – черные жесткие надкрылья, а голова, грудь, лапки и усики — ярко-красного цвета. Длина туловища от 5 до 15 мм.
• Mastax — жук-бомбардир из тропических регионов Азии и Африки. Его надкрылья разрисованы поперечными бежевыми полосами, пересекающими одну продольную широкую коричневую. Общий фон – черный. Голова, грудь и усики – коричневые, лапки – темные.
• Pheropsophus – этот жук-бомбардир обитает в тропиках и субтропиках всех частей света. Крупнее двух предыдущих родственников, крылья черные, ребристые, украшены коричневыми фигурными пятнами, такой же цвет имеют голова и грудь насекомого. Они тоже украшены посередине пятнами, только угольного оттенка. Усики и лапки бежево-кофейные. Глядя на этого жука, можно подумать, что это старинное украшение из натуральной кожи и камня агата — так красиво блестят его панцирь и крылья, оттеняя благородство окраски. В России встречается лишь один вид этого жука на Дальнем Востоке – Pheropsophus (Stenaptinus) javanus. В его расцветке вместо коричневых оттенков присутствует песочно-бежевый цвет, что добавляет элегантности облику.

Описание[ | код]

Одним из первых и крупнейших исследователей мирмекофилов был австрийский энтомолог и монах-иезуит Эрих Васманн (Erich Wasmann; 1859—1931). В 1894 году он зарегистрировал первые 1177 «гостей» муравьёв.
В муравейниках вместе с муравьями проживают сотни видов организмов, получающих ту или иную пользу от хозяев. Мирмекофильный образ жизни ведут представители не менее 95 семейств членистоногих (без насекомых), включая несколько ракообразных-изопод, ложноскорпионов, пауков, клещей, многоножек и около 100 семейств насекомых. Много мирмекофилов среди тлей, жуков семейств Pselaphidae, Staphylinidae, Paussidae, Ptiliidae, Cholevidae.
Мирмекофилы известны в 35 семействах жесткокрылых, но про 15 из них нет никаких данных по биологии, кроме того, что были собраны в гнёздах муравьёв или рядом.

Среди мирмекофилов много специализированных форм, нигде более не встречающихся, кроме как в гнёздах у муравьёв. Примерами могут служить жук ломехуза (Lomechusa strumosa), Atemeles, муравьесверчки Myrmecophilidae, тли, гусеницы бабочек-голубянок.
Среди бабочек есть как не приносящие никакого вреда мирмекофилы, так и хищники.

Муравей и гусеница Lycaenidae

Обнаружены десятки специализированных родов и видов жуков (Staphylinidae: Dorylogaster, Dorylomimus, Doryloxenus, Ecitonides, Ecitopora), бегущих вместе с колоннами муравьёв-кочевников.

Некоторые виды пауков (Myrmarachne plataleoides, Salticidae), обитающих на деревьях, мимикрируют под муравьёв-портных рода Oecophylla.

Ассоциация с муравьями отмечена у двукрылых насекомых (Diptera), например, среди многих видов горбаток (Phoridae), у некоторых мух-журчалок (Syrphidae) из подсемейства Microdontinae, а также у длинноусых из семейств комары (Culicidae), мокрецы (Ceratopogonidae), галлицы (Cecidomyiidae) и почвенные комарики (Sciaridae), бабочницы (Psychodidae, Trichomyia myrmecophila).

Мирмекофильные насекомые

Пример мирмекофильного прямокрылого Myrmecophila acervorum .

Несколько отрядов насекомых включают мирмекофильные виды животных (неполный список):

• чешуекрылые;
• жуки;
• гемиптеры;
• двукрылые;
• прямокрылые.

Чешуекрылые

Мирмекофильные ассоциации особенно распространены у Lycaenidae . В гусеницах многих видов это семейства из чешуекрылыхов производят нектар исходя из конкретных органов и общаться с муравьями через звук и вибрацию. Их связь с муравьями также может предотвратить паразитизм от других гусениц бабочек.

Жуки

Есть также мирмекофильные жесткокрылые , особенно в семействах Cholevidae , Pselaphidae , Staphylinidae и Ptiliidae .

Хозяева и паразиты

Паразиты и хозяева, размножающиеся половым путем

Совместная эволюция паразита и хозяина — это совместная эволюция хозяина и паразита . Общая характеристика многих вирусов как облигатных паразитов заключается в том, что они эволюционировали вместе со своими соответствующими хозяевами. Коррелированные мутации между двумя видами приводят их в эволюционную гонку вооружений. Какой бы организм, хозяин или паразит не мог поспевать за другим, будет исключен из их среды обитания, поскольку выживает вид с более высокой средней приспособленностью популяции. Эта раса известна как гипотеза Красной Королевы . Гипотеза Red Queen предсказывает , что половое размножение позволяет хосту оставаться впереди своего паразита, похожего на гонки Красной Королевы в рамках зеркала : «он принимает все работает вы можете сделать, чтобы остаться на то же место». Хозяин размножается половым путем, производя потомство с иммунитетом над паразитом, которое затем эволюционирует в ответ.

Отношения паразит-хозяин, вероятно, привели к преобладанию полового размножения над более эффективным бесполым размножением. Похоже, что когда паразит заражает хозяина, половое размножение дает больше шансов развить сопротивление (через вариации в следующем поколении), что дает изменчивость полового размножения для приспособленности, не наблюдаемую при бесполом размножении, которое производит другое поколение организма, восприимчивого к заражению. заражение тем же паразитом. Соответственно, коэволюция между хозяином и паразитом может быть ответственной за большую часть генетического разнообразия, наблюдаемого в нормальных популяциях, включая полиморфизм плазмы крови, полиморфизм белков и системы гистосовместимости.

Паразит потомства : камышевка выращивает кукушку.

Выводковые паразиты

Паразитизм потомства демонстрирует близкую коэволюцию хозяина и паразита, например, у некоторых кукушек . Эти птицы не вьют свои собственные гнезда, а откладывают яйца в гнезда других видов, выбрасывая или убивая яйца и детенышей хозяина и, таким образом, оказывая сильное негативное влияние на репродуктивную пригодность хозяина. Их яйца замаскированы под яйца их хозяев, подразумевая, что хозяева могут отличить свои собственные яйца от яиц злоумышленников и находятся в эволюционной гонке вооружений с кукушкой между маскировкой и узнаванием. Кукушки не приспособлены к защите организма с помощью таких функций, как утолщенная яичная скорлупа, более короткая инкубация (поэтому их детеныши вылупляются первыми) и плоская спина, приспособленная для вытаскивания яиц из гнезда.

Антагонистическая коэволюция

Антагонистическая коэволюция наблюдается у видов муравьев- собирателей Pogonomyrmex barbatus и Pogonomyrmex rugosus в отношениях как паразитических, так и мутуалистических. Королевы не могут производить рабочих муравьев путем спаривания с их собственным видом. Только путем скрещивания они могут производить рабочих. Крылатые самки действуют как паразиты для самцов других видов, поскольку их сперма дает только бесплодные гибриды. Но поскольку выживание колоний полностью зависит от этих гибридов, это также мутуалистично. Хотя между видами нет генетического обмена, они не могут развиваться в направлении, в котором они станут слишком генетически разными, поскольку это сделало бы скрещивание невозможным.

Конкорд и дельфин с одинаковыми носами

Авиалайнер «Конкорд» совместного производства Великобритании и Франции, как и легендарный советский ТУ-144, сумевший превысить скорость звука, совершил свой первый полет в 1969 году.

В дизайне зарубежной машины была достаточно необычная носовая часть (у советского самолета она была еще более технологичной, но речь сейчас не об этом). Для «Конкорда» она была позаимствована у дельфинов… Поскольку это была действительно эффективная форма для уменьшения трения воздуха на поверхностях носовой кромки на сверхзвуковых скоростях.

Также вдохновленные дельфинами инженеры разместили двигатели сзади для улучшения маневренности и балансировки тяжелого самолета.

Как бороться с колорадскими жуками

Бороться с колорадскими жуками очень сложно — избавиться от них полностью почти невозможно. А все потому, что каждая особь способна выживать до 3 лет и зимовать, закапываясь на глубину 20—50 сантиметров. Весной жуки выходят на поверхность и сразу же начинают спариваться, после чего откладывают яйца, из которых очень быстро появляются быстро развивающиеся личинки. Иногда колорадским жукам даже не нужно спариваться — если самка успела оплодотвориться осенью, яйца она откладывает уже после зимы.

Колорадские жуки также живучи потому, что у них мало естественных врагов

В большинстве случаев, против колорадских жуков используют яды. Сначала этот способ действительно работает, однако насекомые быстро вырабатывают иммунитет к ядам и после этого они перестают действовать. Из-за этого, некоторые люди пробуют альтернативные способы борьбы с вредителями. Например, рядом с картофелем часто сажают сильно пахнущие растения вроде календулы, мяты, укропа, чеснока, лука и так далее — колорадские жуки чувствительны к запахам и поэтому обходят такие места стороной.

Примеры коэволюции

Хищник-добыча Коэволюция

Отношения хищник-жертва – один из наиболее распространенных примеров коэволюции. В этом отношении на жертву оказывается избирательное давление, чтобы избежать захвата, и поэтому хищник должен развиваться, чтобы стать более эффективными охотниками. Таким образом, коэволюция хищник-жертва аналогична эволюционной гонке вооружений и разработке специфических приспособлений, особенно у видов добычи, чтобы избежать или препятствовать хищничество.

Травоядные и растения

Подобно отношениям хищник-жертва, другим распространенным примером коэволюции являются отношения между травоядными видами и растениями, которые они потребляют. Одним из примеров является то, что семена сосны lodgepole, которые и красные белки и клесты едят в различных регионах Скалистых гор. У обоих травоядных животных есть различная тактика для извлечения семян из сосновой шишки lodgepole; белки будут просто грызть сосновую шишку, тогда как клесты имеют специальные мандибулы для извлечения семян. Таким образом, в регионах, где красные белки более распространены, сосновые шишки домика более плотные, содержат меньше семян и имеют более тонкие чешуйки, чтобы белок не мог получить семена. Однако в регионах, где клесты являются более распространенными, шишки более легкие и содержат толстые чешуйки, чтобы препятствовать доступу клестов к семенам. Таким образом, сосна-ложанка одновременно развивается вместе с обоими этими видами травоядных.

Муравьи акации и акации

Пример коэволюции, которая не характерна для гонки вооружений, но дает взаимную выгоду обоим растение виды и насекомые – это то, что у акаций и акаций. В этих отношениях растение и муравьи эволюционировали, чтобы иметь симбиотические отношения, в которых муравьи обеспечивают растению защиту от других потенциально вредных насекомых, а также других растений, которые могут конкурировать за питательные вещества и солнечный свет. В свою очередь, растение обеспечивает муравьев укрытием и необходимыми питательными веществами для муравьев и их растущих личинок (показано ниже).

Цветущие растения и опылители

Другим примером полезной совместной эволюции является связь между цветущими растениями и соответствующими видами насекомых и птиц, которые их опыляют. В этом отношении цветущие растения и опылители разработали коадаптации, которые позволяют цветам привлекать опылители, а насекомые и птицы разработали специальные приспособления для извлечения нектара и Цветочная пыльца из растений (показано ниже).

Исследования показывают, что есть по крайней мере три признака, которые цветущие растения развили, чтобы привлечь опылителей:

• Отличительные визуальные сигналы: у цветущих растений появились яркие цвета, полосы, узоры и цвета, характерные для опылителя. Например, цветущие растения, стремящиеся привлечь насекомых-опылителей, обычно являются синим ультрафиолетом, тогда как красные и оранжевые предназначены для привлечения птиц.
• Аромат: цветущие растения используют запахи как средство обучения насекомых относительно их местоположения. Поскольку запахи становятся сильнее ближе к растению, насекомое может оттачивать и садиться на это растение, чтобы извлечь его нектар.
• Некоторые цветы используют химические и тактильные средства для имитации видов женских насекомых, чтобы привлечь мужские виды. Например, орхидеи выделяют такое же химическое вещество, как феромоны пчел и ос. Когда мужское насекомое приземляется на цветок и пытается совокупиться, пыльца передается ему.

Колибри – другой тип опылителей, которые развивались для взаимной выгоды. Колибри служат опылителями, а цветы снабжают птиц богатым питательными веществами нектаром. Цветущие растения привлекают колибри с определенными цветами, форма цветка приспосабливает счет птицы, и такие цветы имеют тенденцию цвести, когда колибри размножаются. Совместная эволюция таких цветущих растений с различными видами колибри очевидна по четкой форме и длине трубок венчика цветка, которые адаптировались к форме и длине клочка колибри, которая опыляет это растение. Форма цветка также адаптировалась таким образом, что пыльца прикрепляется к определенной области птицы, в то время как она потребляет нектар из цветка (показано ниже).

Вертолет, похожий на стрекозу, поезд — на птицу, самолет — на дельфина и многое другое

Человек с незапамятных времен мечтал летать, как птица, плавать, как рыба, и бегать, как лошадь. Все его мечты в итоге сбылись с приходом XX века. И теперь в небе давно уже летают самолеты, под толщей воды бороздят океаны подводные лодки, а по дорогам ездят автомобили, под капотами которых заключены многие десятки лошадиных сил.

Очевидно, что в некоторых нюансах своих технических разработок человек черпал вдохновение от этой самой природы. Это можно увидеть либо в дизайне созданных инженерами технических средств, либо в технологии их работы. Особенно подход заимствования технологий у природы важен на современном этапе, когда это становится все более и более технически реализуемой задачей. Придуман и отдельный термин такому заимствованию — биомиметика.

В нашем топе мы приведем лишь два десятка интересных примеров этой самой биомиметики, но на самом деле заимствований «природных задумок» человеком насчитывается тысячи, и каждая из них по-своему облегчает нашу жизнь.

Биомиметика — это подход к созданию технологических устройств, при котором идея и основные элементы устройства заимствуются из живой природы.

В муравейнике все спокойно…пока что

Представьте типичный муравейник — спокойная, размеренная жизнь. Члены колонии старательно набросали 10-сантиметровый купол из сухих веточек, палочек, листьев, иголок и камешков. В куполе десяток отверстий-входов для вентиляции и свободного доступа внутрь. Снаружи сложно оценить размер колонии, но в таком сравнительно небольшом гнезде могут обитать до 10 тысяч особей. Почти все из которых скоро деградируют и вымрут…Но обо всем по порядку.

Вглубь стандартный муравейник среднего размера может «уходить» до 1,5 метров. Внутри него лабиринтообразные ходы, камеры. В некоторых «комнатках» хранятся яйца, личинки и куколки муравьев. А в одной из камер живет королева — главная самка, которая откладывает яйца.

Тут царит строгая иерархия, и каждый шаг заранее спланирован и распределен. Рабочий класс — также самки, но они не воспроизводят потомство, да и живут в среднем до 7 лет каждая. А королева живет 15-20 лет. Про самцов вообще лучше промолчать — они никакого участия в жизни муравейника не принимают, живут по одному «сезону» каждый, умирая сразу после спаривания.

У королевы есть особо приближенные «трудяжки» — 10-12 муравьев, которым выпала особая честь кормить правительницу, облизывать ее и ухаживать за ней. Такая честь длится около месяца, затем каждая придворная самка переходит на следующую должность — поиск пищи.

Королева выделяет особое вещество, которое содержит информацию о ее здоровье и самочувствии потомства. Вещество попадает от «приближенных» (которые старательно вылизывают ее величество) по цепочке каждому члену колонии. Таким образом, каждый муравьишка находится в общем информационном поле.

Если кто-то из трудяг получает травму, то его до выздоровления кормят здоровые особи. Для этого пострадавший просто постукивает усиками по «коллегам», и те заботливо его кормят.

Но в такую размеренную жизнь и налаженную работу иногда вмешиваются наглые паразиты — «драгдилеры» ломехузы. Они проникают в муравейник, в камеры, в которых хранится потомство королевы. И невозмутимо откладывают там свои яйца.

Как же жукам удается пройти через многочисленную охрану? Очень просто. Ломехуза выделяет жидкость (схожая по составу с каннабисом), которую каждый встречный муравьишка слизывает и впадает в эйфорию.