Исследования Texas A&M AgriLife Ученые-исследователи из Техасского отдела энтомологии A&M показали, что обычные виды муравьев претерпевают физиологические и поведенческие изменения в неестественных условиях.
«Постоянные признаки городской адаптации у местного городского муравья-захватчика Tapinoma sessile», опубликованного в журнале « Молекулярная экология», включали работу главного автора Александра Блюменфельда, бывшего аспиранта-исследователя; Эд Варго, доктор философии, старший исследователь и заведующий кафедрой городской и структурной энтомологии; Анджел Хелмс, доктор философии, химик-эколог и доцент; и Пьер-Андре Эйер, научный сотрудник с докторской степенью, все из отдела энтомологии.
«Урбанизация — это растущая среда обитания по всему миру, и для организмов становится все более важным вырабатывать способы жизни, когда их естественные условия нарушены», — сказал Варго. «Подобные исследования рассматривают важные вопросы, касающиеся этого изменения:« Могут ли они адаптироваться к городской среде и как?»
Окружающая среда влияет на поведение муравьев, химические изменения
Исследование было сосредоточено на Tapinoma sessile, относительно небольшом виде муравьев, широко известном как домашний муравей или сахарный муравей. Это самый распространенный муравей, вторгающийся в дома в США.
По словам Варго, в своей естественной среде домашние муравьи создают небольшие колонии с одной маткой, которые обычно находятся под опавшими листьями , камнями и бревнами. Но в пригородных / городских условиях эти домашние муравьи строят постоянно расширяющиеся колонии с несколькими матками вокруг искусственных сооружений, таких как тротуары, контейнеры для растений и мульчирование ландшафта.
Варго сказал, что исследование обеспечивает широкий спектр научных применений, связанных с биологическими и поведенческими изменениями, вызванными условиями окружающей среды во всем царстве животных. Это также может дать представление о том, как инвазивные виды взаимодействуют с новой для них средой.
«Это изменение очень похоже на инвазивных муравьев, когда они переходят из своего естественного ареала в инвазивный ареал», — сказал он. «Идея состоит в том, чтобы лучше понять этот синдром у вида муравьев, который может создать небольшую незаметную колонию , которая затем становится экономической и экологической проблемой, когда повреждающие колонии становятся все больше и больше».
Отвечая на вопросы об адаптивной эволюции
По словам Варго, исследователи использовали большую генетическую базу данных, чтобы определить химические и поведенческие изменения , которые повлияли на социальную организацию муравьев. Они исследовали и сравнили популяционную генетику и структуру размножения внутри и между муравьями в нескольких городских и нетронутых природных местах в пределах их ареала.
Пахучих домашних муравьев наблюдали и анализировали в естественных и нарушенных местах по всей стране, включая Индиану, Арканзас, Колорадо и Калифорнию.
По словам Варго, команда проанализировала химический состав муравьев, такой как углеводороды, генетический состав колоний и поведение, такое как агрессия по отношению к семейным и чужим муравьям, и обнаружила резкие различия в зависимости от окружающей среды.
Исследование показало, что домашние муравьи в городских и природных районах показали адаптацию, которая привела к генетической концентрации. Варго сказал, что королевы домашних муравьев в своей естественной среде обитания обычно покидают колонию, в которой они родились, перелетают в другое подходящее место и пытаются основать новую колонию. Королевы в городских колониях остаются в гнезде и расширяют колонию, а не уходят.
В результате городские королевы были близкородственными и менее агрессивными по отношению к муравьям с генетическим родством. Поведенческий анализ показал, что муравьи в суперколониях были агрессивны по отношению к муравьям с внешней генетикой.
Кроме того, полидомные колонии, которые представляют собой колонии муравьев, которые пространственно обособлены, но социально связаны, присутствовали только в городских условиях, сказал Варго. Это говорит о том, что домашние муравьи создают суперколонии только в развитых районах. Муравьи из разных городских районов имеют некоторые генетические сходства, что позволяет предположить, что они адаптируются к особенностям, характерным для городской среды .
В качестве следующего шага исследователи планируют сравнить стабильные изотопы у муравьев, чтобы посмотреть на изменения в рационе и то, как они могут быть связаны с естественной и городской средой, а также возможные факторы, такие как температура и эффект городского острова тепла.
Варго сказал, что у исследователей есть гипотезы, но пока нет данных, связывающих, как и почему произошли изменения.
Исследование было инициировано Блюменфельдом, который был докторантом в лаборатории Варго, а сейчас является научным сотрудником Йельского университета. Он сказал, что заинтересован в ответах на вопросы, связанные с адаптивной эволюцией животных, независимо от их классификации или вида, а также являются ли они инвазивными или адаптируются к антропогенным нарушениям, включая города.
«Исследование подчеркивает влияние урбанизации на ход эволюции видов», — сказал он. «Для нас важно ответить на вопросы, связанные с адаптивной эволюцией, будь то инвазивный вид или лесной вид, адаптирующийся к городской среде».
Теги: муравьи
