Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów Kilka słów o prowadzącym oraz o tym, czym będziemy się zajmować? Dlaczego warto zajmować się fizjologią owadów? 2 Charakteryzują się ogromnym zróżnicowaniem ekologicznym, ogromna liczba gatunków Dominują w niemal wszystkich środowiskach, Spełniają zasadniczą rolę w obiegu substancji odżywczych w przyrodzie, rozmnażaniu się roślin zapylanie i rozsiewanie, Regulacja rozwoju roślin zjadanie roślin i nasion, Stanowią źródło pokarmu dla zwierząt owadożernych, Regulacja rozwoju zwierząt poprzez przenoszenie chorób zwierzęcych oraz drapieżnictwo i pasożytnictwo na innych gatunkach, W gospodarce człowieka,, 1
W nauce 3 Najlepszy model doświadczalny do badania opisania i zrozumienia podstawowych procesów biologicznych, Plan wykładu Co to jest społeczeństwo owadów? Kryteria życia społecznego. Różnorodność owadów prowadzących społeczny tryb życia Interakcje socjalne pomiędzy osobnikami w grupie. Narządy zmysłów owadów i ich rola w interakcjach socjalnych Termoregulacja owadów termoregulacja socjalna Rój pszczeli superorganizm stałocieplny. Inne zagadnienia dotyczące owadów spłecznych w zależności od zainteresowań słuchaczy 4 2
Zaliczenie wykładu 15 godzin wykładu. Na każdym spotkaniu będzie sprawdzana obecność, Obecność na co najmniej 15 spotkaniach, Zaliczenie testu sprawdzającego (do testu podchodzą tylko osoby, które mają mniej niż 5 nieobecności, Pozostałe, w przypadku, kiedy nieobecności były usprawiedliwione, mogą zaliczać test sprawdzający, Wszelkie wątpliwości i ewentualne pozalimitowe nieobecności (tylko poważne przyczyny) należy zgłaszać prowadzącemu od razu (nie czekać do końca semestru) i ustalić z nim sposób odrobienia i zaliczenia. Proszę pamiętać o wpisaniu się na listę obecności 5 Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów Co to jest społeczeństwo, kryteria społeczno ecznościci 3
Definicja 7 Grupa osobników należących do tego samego gatunku i uorganizowanych w sposób umożliwiający współdziałanie Ważne kryterium intuicyjne: Wzajemne porozumiewanie się w celu współdziałania Cechy owadów właściwie społecznych (eusocial) 8 Osobniki jednego gatunku współdziałają w opiece nad potomstwem Istnieje reprodukywny podział pracy osobniki mniej lub bardziej sterylne pracują na osobniki płodne Występuje współistnienie co najmniej dwóch pokoleń zdolnych do pracy dla kolonii w pewnym okresie potomstwo pomaga rodzicom 4
Pośrednie poziomy społeczne 9 Przedspołeczne (presocial) Samotne Podspołeczne (subsocial) (1) Gromadne (communal) Niemal społeczne (quasisocial) (1) Półspołeczne (semisocial) (1,2) Właściwie społeczne (eusocial) (1,2,3) 1) Osobniki jednego gatunku współdziałają w opiece nad potomstwem 2) Istnieje reprodukywny podział pracy osobniki mniej lub bardziej sterylne pracują na osobniki płodne 3) Występuje współistnienie co najmniej dwóch pokoleń zdolnych do pracy dla kolonii w pewnym okresie potomstwo pomaga rodzicom Ewolucja społeczeństw 10 Droga paraspołeczna Samotne, Podspołeczne (subsocial) i Gromadne (communal) Niemal społeczne (quasisocial) (1) Półspołeczne (semisocial) (1,2) Właściwie społeczne (eusocial) (1,2,3) Droga podspołeczna Prymitywnie podspołeczne (Primitively subsocial) Pośrednio podspołeczne I (intermediate subsocial I) (3) Pośrednio podspołeczne II (intermediate subsocial II) (1,3) Właściwie społeczne (eusocial) (1,2,3) 1) Osobniki jednego gatunku współdziałają w opiece nad potomstwem 2) Istnieje reprodukywny podział pracy osobniki mniej lub bardziej sterylne pracują na osobniki płodne 3) Występuje współistnienie co najmniej dwóch pokoleń zdolnych do pracy dla kolonii w pewnym okresie potomstwo pomaga rodzicom 5
Kontrowersje nt. społeczności 11 Social insect = True social insect = eusocial insect Wheeler konieczne współistnienie wszystkich wymienionych kryteriów społeczności. Potomstwo chronione i karmione przez matkę Potomstwo współdziała z matką w wychowaniu młodszego potomstwa Wspólne życie w społeczeństwie jednorocznym lub wieloletnim Inni autorzy: Matka i potomstwo (lub kilka jej młodych) współdziałają w budowie gniazda i karmieniu młodych. Kontrowersje nt. społeczności 12 Richards społeczeństwa grupy zawierające więcej niż jedną samicę, z których co najmniej jedna jest niepłodna lub niezapłodniona i piastuje potomstwo, pochodzące od jednej lub kilku płodnych samic. Matka składająca jaja nie wykonuje w gnieździe żadnej innej pracy. Emerson wśród dojrzałych osobników, podzielonych na kasty płciowe i bezpłciowe w czasie pełnienia różnych funkcji występuje podział pracy. 6
Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów Różnorodność owadów prowadzących społeczny tryb życia Mrówki ogólna charakterystyka Większość żyjących na świecie owadów właściwie społecznych Różnorodność przystosowań ekologicznych i społecznych: Skrajna specjalizacja pokarmowa Zmienność w doborze zdobyczy Najwyższy stopień rozwoju pasożytnictwa społecznego Różnorakie sposoby budowy gniazd Podziemne chodniki i szyby u mrówek pustynnych Kryjówki w nadziemnych częściach roślin u mrówek leśnych specjalizacja w stosunku do określonego gatunku rośliny i współzależność rozwoju pewnych roślin z określonymi mrówkami. 14 7
Prymitywne mrówki z rodzaju Myrmecia 15 Prymitywne mrówki z rodzaju Myrmecia 16 Królowe uskrzydlone; robotnice mniejsze i pozbawione skrzydeł Kasta robotnic (polimorfizm) dwie podkasty: Większe zdobywanie pokarmu Mniejsze opieka nad potomstwem Lot godowy niezapłodnione samice i samce opuszczają gniazdo Po zapłodnieniu budowa komórki i wychów pierwszego pokolenia robotnic, 8
Prymitywne mrówki z rodzaju Myrmecia 17 Zakładanie gniazda przez królową, Prymitywne mrówki z rodzaju Myrmecia 18 Królowe od czasu do czasu wychodzą z gniazda i polują, 9
Prymitywne mrówki z rodzaju Myrmecia 19 Cechy prymitywne Wiele gniazd, liczne królowe Jaja kuliste rozrzucone w gnieździe na ziemi Larwy poruszają się samodzielnie Formy dojrzałe odżywiają się nektarem a larwy częściami ciał owadów upolowanych przez królową Brak transportu jednego dojrzałego osobnika przez drugiego Brak rekrutacji do źródeł pokarmu, brak współpracy podczas pobierania pokarmu Alarmowe porozumiewanie się słabe i niesprawne Zakładanie kolonii tylko częściowo klasztorne (królowa zamyka się w gnieździe z młodymi i nie opuszcza go, karmiąc młode pokarmem pochodzącym z metabolizmu ciała tłuszczowego) Przy braku robotnic królowe wracają do zachowania charakterystycznego dla zakładania kolonii Cechy zaawansowane Kasta królowych różni się od kasty robotnic, formy pośrednie rzadkie Polimorfizm robotnic Kolonie duże, budowa gniazd regularna i staranna Regurgitacja pokarmu między osobnikami dojrzałymi oraz między dojrzałymi a larwami Wzajemne czyszczenie oraz czyszczenie potomstwa Składanie jaj troficznych przez robotnice, zjadane przez inne robotnice i królową Robotnice przykrywają larwy ziemią przed przepoczwarczeniem sprzyja to snuciu kokonów; pomoc dojrzałym osobnikom w wydobywaniu się z kokonów Zapach gniazda oraz terytorialne zachowanie się, Mrówki wyższe Myrmica rubra 20, Fot. Wyszukiwanie Google Film: YouTube 10
Mrówki wyższe Występowanie: wzdłuż lesistych ścieżek; obrzeża lasu; wzdłuż żywopłotów; w ogrodach Gniazda: pod płaskimi kamieniami; martwe pniaki; gleba miejsca wilgotne i trawiaste; Pokarm: spadź, drobne owady Cykl życiowy: Formy uskrzydlone od czerwca do września https://www.youtube.com/watch?v=wiuprgf9r1i Lot godowy samce wraz z królowymi tworzą okazałe roje Zapłodniona królowa wykopuje komórkę, następnie od wnętrza ją zamurowuje i pozostaje w jej wnętrzu Następnej wiosny składa małą partię jaj, z których albo wylęgną się młode albo larwy wchodzą w hibernację Z chwilą pojawienia się pierwszych robotnic rozpoczyna się rozwój kolonii., 21 Mrówki wyższe 22 Z chwilą pojawienia się pierwszych robotnic rozpoczyna się rozwój kolonii. 300 robotnic w ciągu 7 lat Dojrzałość następne 2 lata 600 robotnic rocznie; wytwarzane sa pierwsze samce Samce i dziewicze królowe udają się w lot godowy W wyniku ograniczonej zdolności królowej do składania jaj zahamowanie wzrostu liczebności kolonii 8-10 lat - czas życia królowej. Jeśli nie zostanie zastąpiona przez młodą kolonia ginie Wpływ temperatury: Wiosna ocieplenie gniazda zakończenie hibernacji larw i przepoczwarczenie Jesień ochłodzenie larwy II stadium wchodzą w diapauzę, 11