Ο θαυμαστός κόσμος των μυρμηγκιών

Τα μυρμήγκια είναι κοινωνικά έντομα της οικογένειας Formicidae και μαζί με τις σφήκες και τις μέλισσες, αποτελούν την τάξη Υμενόπτερα. Τα μυρμήγκια εξελίχθηκαν από τους σφηκοειδείς προγόνους τους στα μέσα της Κρητιδικήςπεριόδου 110 έως 130 χρόνια πριν και διαχωρίστηκαν από αυτούς μετά την εποχή των ανθοφόρων φυτών. Υπολογίζεται ότι υπάρχουν 22.000 είδη από τα οποία έχουν ταξινομηθεί περισσότερα από 12.500. Διακρίνονται εύκολα από τις αρθρωτές κεραίες τους και τη χαρακτηριστική δομή του σώματός τους καθώς τα τμήματά του ενώνονται με μικρές αρθρώσεις και η μέση τους είναι ιδιαίτερα λεπτή.

Τα μυρμήγκια σχηματίζουν αποικίες με μέγεθος που ποικίλει από μερικές δεκάδες θηρευτές που ζουν σε μικρές φυσικές κοιλότητες έως κοινωνίες με υψηλή οργάνωση που καλύπτουν μεγάλες περιοχές και αποτελούνται από εκατομμύρια μέλη. Οι μεγαλύτερες αποικίες αποτελούνται κυρίως από στείρα άπτερα θηλυκά που σχηματίζουν τάξεις “εργατών”, “στρατιωτών”, ή άλλες εξειδικευμένες ομάδες. Σχεδόν όλες οι αποικίες μυρμηγκιών έχουν κάποια γόνιμα αρσενικά που αποκαλούνται κηφήνες και ένα ή περισσότερα γόνιμα θηλυκά που αποκαλούνται βασίλισσες. Οι αποικίες περιγράφονται κάποιες φορές ως υπεροργανισμοί επειδή τα μυρμήγκια μοιάζουν να συμπεριφέρονται σαν μια ενιαία ύπαρξη, καθώς εργάζονται συλλογικά για να υποστηρίξουν την αποικία.

Τα μυρμήγκια έχουν αποικίσει σχεδόν κάθε ηπειρωτική περιοχή της Γης. Τα μόνα μέρη στα οποία δεν υπάρχουν αυτόχθονες πληθυσμοί μυρμηγκιών είναι η Ανταρκτική και κάποια απομακρυσμένα ή αφιλόξενα νησιά. Τα μυρμήγκια ευημερούν σχεδόν σε όλα τα οικοσυστήματα, και αποτελούν ίσως και το 15-25% της βιομάζας των ζώων της ξηράς. Η επιτυχία τους σε τόσα πολλά περιβάλλοντα έχει αποδοθεί στην κοινωνική τους οργάνωση και την ικανότητά τους να τροποποιούν οικοτόπους, να αξιοποιούν πόρους και να αμύνονται. Η μακροχρόνια παράλληλη εξελικτική πορεία τους με άλλα είδη δημιούργησε μιμητικές, συμβιωτικές, παρασιτικές σχέσεις και σχέσεις αμοιβαιότητας.

Όλες οι αποικίες παρουσιάζουν καταμερισμό εργασίας, επικοινωνία μεταξύ των ατόμων, και ικανότητα επίλυσης περίπλοκων προβλημάτων. Αυτοί οι παραλληλισμοί με τις ανθρώπινες κοινωνίες έχουν αποτελέσει πηγή έμπνευσης και αντικείμενο μελέτης.

Μορφολογία

Τα μυρμήγκια διαφέρουν μορφολογικά από άλλα έντομα στο ότι έχουν αρθρωτές κεραίες, μεσοθωρακικούς αδένες, και μια έντονη συστολή της δεύτερου κοιλιακού τμήματός τους σε μία ένωση που θυμίζει μίσχο. Το κεφάλι, το μεσόσωμα, και το μετάσωμα ή γαστήρ είναι τα τρία διακριτά τμήματα του σώματός τους. Ο μίσχος σχηματίζει μια λεπτή μέση μεταξύ του μεσοσώματος (ο θώρακας εκτός από το πρώτο τμήμα της κοιλιάς) και τη γαστέρα (η κοιλά μείον τα κοιλιακά τμήματα του μίσχου). Ο μίσχος μπορεί να αποτελείται από μία ή δύο ενώσεις (Είτε μόνο από τη δεύτερη είτε τη δεύτερη και την τρίτη κοιλιακή τομή).

Κατασκευή φωλιάς

Πολλά μυρμήγκια φτιάχνουν μεγάλες φωλιές, ενώ άλλα είδη είναι νομαδικά και δε χτίζουν μόνιμες κατασκευές. Τα μυρμήγκια φτιάχνουν είτε υπόγειες φωλιές, είτε τις κατασκευάζουν πάνω σε δέντρα. Οι μυρμηγκοφωλιές μπορεί να βρίσκονται στο έδαφος, κάτω από πέτρες, κάτω από πεσμένα τμήματα δέντρων ή μέσα σε αυτά, μέσα σε κοιλότητες κορμών ή ακόμα και σε βελανίδια. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή συμπεριλαμβάνουν χώμα καθώς και υλικά προερχόμενα από φυτά, και τα μυρμήγκια επιλέγουν προσεκτικά την τοποθεσία της φωλιάς τους. Τα μυρμήγκια του είδους Temnothorax albipennis αποφεύγουν τοποθεσίες όπου υπάρχουν νεκρά μυρμήγκια, καθώς μπορεί να υποδεικνύουν την ύπαρξη παρασίτων ή ασθενειών. Εγκαταλείπουν γρήγορα τη φωλιά τους στην πρώτη ένδειξη κινδύνου.

Αναπαραγωγή και ανάπτυξη

Η ζωή του μυρμηγκιού ξεκινάει από ένα αυγό. Αν το αυγό είναι γονιμοποιημένο, το μυρμήγκι που θα γεννηθεί θα είναι θηλυκό ειδάλλως θα είναι αρσενικό. Τα μυρμήγκια αναπτύσσονται με πλήρη μεταμόρφωση με τις προνύμφες να περνούν από τη φάση της νύμφης πριν να αναδυθεί ως ενήλικας. Η προνύμφη παραμένει σχεδόν ακίνητη και οι εργάτριες την ταΐζουν και τη φροντίζουν. Το φαγητό δίνεται στην κάμπια με τροφάλλαξη. Με τον ίδιο τρόπο μοιράζονται οι ενήλικες την τροφή που είναι αποθηκευμένη στο “κοινό στομάχι”. Επίσης στις κάμπιες δίνεται κάποιες φορές στέρεα τροφή όπως τροφικά αβγά(αυγά που έχουν γεννηθεί για να αποτελέσουν τροφή), τμήματα θηράματος και καρπούς που μεταφέρονται από πεπειραμένες εργάτριες. Σε κάποια είδη οι κάμπιες μεταφέρονται απευθείας επάνω στη λεία για να τραφούν.

Οι κάμπιες αναπτύσσονται μέσα από μια σειρά αλλαγών μέχρι να εισέλθουν στη φάση της νύμφης. Η νύμφη ελεύθερες προεκτάσεις και όχι λιωμένες και ενωμένες με το σώμα όπως στις νύμφες της πεταλούδας.

Μάθηση

Πολλά ζώα μπορούν να μάθουν διάφορες τακτικές μιμούμενα άλλα ζώα αλλά τα μυρμήγκια είναι πιθανότατα το μόνο είδος, πέραν των θηλαστικών, στο οποίο εμφανίζεται αμφίδρομη εκμάθηση.

Στο είδος Temnothorax albipennis ένας πεπειραμένος συλλέκτης καθοδηγεί ένα άπειρο μέλος της αποικίας του σε μια πηγή τροφής που μόλις έχει ανακαλυφθεί σε μια διαδικασία που ονομάζεται tandem running. Ο ακόλουθος αποκτά γνώση μέσα από την καθοδήγηση του καθοδηγητή του. Αμφότεροι, καθοδηγητής και ο ακόλουθος, λαμβάνουν ιδιαίτερα υπ’ όψιν τη θέση και την κίνηση του άλλου με τον καθοδηγητή να επιβραδύνει όταν ο ακόλουθος καθυστερεί, και επιταχύνει όταν ο ακόλουθος πλησιάζει υπερβολικά κοντά.

Καλλιέργεια τροφίμων

Τα περισσότερα μυρμήγκια είναι αρπακτικά, πτωματοφάγοι, και έμμεσα φυτοφάγα, αλλά κάποια είδη έχουν αναπτύξει εξειδικευμένους τρόπους εξασφάλισης τροφής. Ταφυλλοκόπα μυρμήγκια (Atta και Acromyrmex) τρέφονται αποκλειστικά με ένα είδος μύκητα που φυτρώνει μόνο μέσα στις αποικίες τους. Συλλέγουν συνεχώς φύλλα τα οποία μεταφέρονται στην αποικία, κόβονται σε μικρά κομμάτια και τοποθετούνται σε κήπους μυκητών. Οι εργάτριες ειδικεύονται σε συγκεκριμένες διαδικασίες σύμφωνα με το μέγεθός τους. Τα μεγαλύτερα μυρμήγκια κόβουν τα τμήματα, οι μικρότερες εργάτριες μασάνε τα φύλλα, και τα μικρότερα φροντίζουν τους μύκητες.Τα μεσαίας βαθμίδας φυλλοκόπα μυρμήγκια του είδους Atta cephalotes έχουν αρκετά κοφτερές γνάθους, ωστόσο, καθώς κόβουν συνεχώς μεγάλες ποσότητες φύλλων, οι λεπίδες τους στομώνουν. Όταν συμβεί αυτό και για τη διάρκεια της υπόλοιπης ζωής τους παύουν να κόβουν φύλλα και αναλαμβάνουν τη μεταφορά των ήδη τεμαχισμένων φύλλων στη φωλιά. Τα φυλλοκόπα μυρμήγκια είναι αρκετά ευαίσθητα ώστε να αντιληφθούν την αντίδραση του μύκητα σε διάφορα φυτικά υλικά, προφανώς εντοπίζοντας χημικά σήματα των μυκητών. Αν ένας τύπος φύλλου είναι τοξικός για το μύκητα τα μέλη της αποικίας θα πάψουν να το συλλέγουν. Τα μυρμήγκια τρέφονται από δομές που παράγουν οι μύκητες, που ονομάζονταιgongylidia. Συμβιωτικά βακτήρια στην εξωτερική επιφάνεια των μυρμηγκιών παράγουν αντιβιοτικά που σκοτώνουν βακτήρια τα οποία μπορεί να είναι επιβλαβή για τους μύκητες.

Φροντίδα εντόμων για δική τους χρήση

Τα μυρμήγκια συχνά εκτρέφουν άλλα είδη εντόμων, τα οποία και χρησιμεύουν ως «ωφέλιμα οικιακά ζώα». Πρόκειται για έντομα που τρέφονται από τον χυμό φυτών, όπως αφίδες, ψύλλους ή τζιτζίκια, τα οποία ζουν μόνιμα στον φλοιό ή στα φύλλα ενός φυτού και απομυζούν τους χυμούς του. Επειδή ο χυμός των φυτών είναι κορεσμένος με υδατάνθρακες, αλλά φτωχός σε πρωτεΐνες, τα έντομα αυτά αποβάλουν συνεχώς μεγάλο μέρος του υγρού, το οποίο με την σειρά τους εκμεταλλεύονται τα μυρμήγκια. Για την υπηρεσία αυτή, τα μυρμήγκια προστατεύουν τα οικόσιτα έντομα από τις καιρικές συνθήκες και τους φυσικούς τους εχθρούς, ενώ στην ανάγκη κάνουνε και εκστρατείες συγκομιδής ωών για νέα κοπάδια, ή μεταφέρουν επωάζοντα έντομα και πλεονάζοντα ωά σε γειτονικά φυτά για να αποφύγουν τον ανεξέλεγκτο πολλαπλασιασμό τους.