Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




22.04.2021


22.04.2021


22.04.2021


22.04.2021


22.04.2021





Яндекс.Метрика





Красный огненный муравей

09.03.2021

Красный огненный муравей, Муравей огненный импортный красный (лат. Solenopsis invicta, англ. Red imported fire ant, RIFA) — один из самых опасных в мире инвазивных видов муравьёв, обладающий сильным жалом и ядом, которые могут стать смертельно опасными для людей, страдающих от аллергии. Относится к группе огненных муравьёв.

История

В 1930-е годы колонии огненного муравья были случайно завезены в США. Интродукция произошла через морской порт Мобил (Алабама) в штате Алабама. Торговые суда из Бразилии вставали в доки порта Мобил для разгрузки товаров, заражённых муравьями. Начав своё вторжение с Алабамы, огненные муравьи расселились практически во все южные штаты США от Техаса до Мэриленда, и в северо-восточную Мексику, оказывая негативное влияние на дикую природу и вызывая экономические потери. С 1990-х годов их отмечают в Калифорнии (на западе США) и в Нью-Мексико (на юго-западе США), куда они попали, возможно, через суда, заходившие в порты Калифорнии.

Схожими путями эти муравьи случайно были завезены Старый Свет, в Австралию в 2001 году и Новую Зеландию.

В сентябре 2004 года красные огненные муравьи зафиксированы на острове Тайвань, где ещё с десяток лет назад появился другой огненный муравей — Solenopsis geminata. Первая информация об опасных последствиях ужаления муравьями жителях острова привела к началу массовой кампании по уничтожению инвазивного вида. Однако её результат был лишь частично эффективным, и муравьи в итоге обосновались и здесь. В Китае интродукция огненных муравьёв официально была признана в январе 2005 года, хотя сообщения в прессе появлялись с середины 2004 года (газеты Гонконга, включая Appledaily, Mingpao, Hong Kong Economic Times, Singtao и Takungpao). Указывались Шэньчжэнь и Учуань в Чжаньцзяне в провинции Гуандун, а также Гонконг.

В июле 2005 года колония огненных муравьёв впервые была отмечена в городе Манила и в Кавите (Филиппины). В 2007 году их уже отмечали в Бикольском регионе.

За последние полвека было создано несколько специализированных лабораторий и центров по исследованию огненных муравьёв, защищено около 100 диссертаций по темам, непосредственно связанным с этим опасным инвазивным видом, опубликовано более 3000 статей только по одному этому виду муравьёв.

Распространение

Родиной огненного муравья является тропическая Южная Америка (Бразилия, Аргентина и Перу). Современный инвазивный ареал: США, Мексика, острова Карибского бассейна (Американские Виргинские острова, Антигуа и Барбуда, Багамы, Каймановы острова, Пуэрто-Рико, Теркс и Кайкос, Тринидад и Тобаго), Австралия, Малайзия, Сингапур, Тайвань, Филиппины, Китай (Гуандун, Макао). США: Алабама, Арканзас, Аризона, Виргиния, Джорджия, Калифорния, Кентукки, Луизиана, Мэриленд, Миссисипи, Оклахома, Северная Каролина, Теннесси, Техас, Нью-Мексико, Флорида, Южная Каролина.

Описание

Голова рабочего Solenopsis invicta Рабочий Solenopsis invicta Самец Solenopsis invicta

Мелкие (2—6 мм) рыжевато-коричневые муравьи (самцы чёрные). Рабочие особи полиморфны, ширина головы варьирует от 0,6 до 1,4 мм. Длина головы 0,66—1,41 мм (ширина 0,65—1,43 мм). У крупных рабочих длина головы 1,35—1,40 мм (ширина 1,39—1,42 мм). У маток длина головы 1,27—1,29 мм (ширина 1,32—1,33 мм). Длина скапуса усиков крупных рабочих от 0,96 до 1,02 мм, а длина их груди 1,70—1,73 мм. Длина скапуса усиков маток от 0,95—0,98 мм, а длина их груди 2,60—2,63 мм. Стебелёк, соединяющий грудку с брюшком двухчлениковый (петиоль + постпетиоль). У самок и рабочих 10-члениковые усики с 2-члениковой булавой на конце. Строят земляные муравейники с холмиками высотой и диаметром до 50 см. В гнёздах обнаружены многочисленные мирмекофилы, например, клещи Gaeolaelaps invictianus.

Поведение и экология

Фуражировка и коммуникации

При переноске жидкой пищи могут использовать частички почвы

Питание

Красные огненные муравьи — это всеядные насекомые, а фуражиры считаются падальщиками, а не хищниками. Диета муравьев состоит из мертвых млекопитающих, членистоногих, насекомых, дождевых червей, позвоночных и твердые пищевые объекты, такие как семена. Тем не менее, этот вид предпочитает жидкие корма по сравнению с твердой пищей. Жидкая пища, которую собирают муравьи, — это сладкие вещества из растений или медвяная падь — производимая полужесткокрылыми. Среди добываемых жертв-членистоногих могут быть двукрылые (имаго, личинки и куколок) и термиты. Известно, что потребление подслащённых аминокислот влияет на привлечение рабочих к нектарам растений. Мимические растения с сахаром редко имеют рабочих, питающимися ими, тогда как растения с сахаром и аминокислотами имеют значительное количество муравьёв. Места обитания, в которых они живут, могут определять пищу, которую они собирают больше всего; например, показатели успешности фуражировки для твердой пищи наиболее высоки в прибрежных районах, в то время как высокие уровни жидких источников были собраны с пастбищных участков. Определенные диеты могут также изменить рост колонии, при этом лабораторные колонии показывают высокий рост, если питаются медовой водой. Колонии, которые питаются насекомыми и сахарной водой, могут расти исключительно большими за короткий период времени, тогда как колонии, которые не питаются сахарной водой, растут значительно медленнее. Колонии, которые не питаются насекомыми, полностью прекращают выводить потомство. В целом, объем пищи, перевариваемой гнездами, регулируется внутри колоний. Личинки способны проявлять независимую склонность к источникам, таким как твердые белки, растворы аминокислот и растворы сахарозы, и они также предпочитают эти источники по сравнению с разбавленными растворами. Такое поведение обусловлено их способностью сообщать о голоде рабочим-нянькам. Уровень потребления зависит от типа, концентрации и состояния пищи, которой они питаются. Рабочие, как правило, привлекают больше соплеменников к источникам пищи, наполненным высоким содержанием сахарозы, чем к белковым кормам.

Хищники

Паразиты, патогены и вирусы

Жизненный цикл

Моногиния и полигиния

У огненных муравьёв встречаются две формы сообществ: полигинные и моногинные колонии. У общественных насекомых полигинные колонии существенно отличаются от моногинных, как по числу маток, так и по степени успешности в расселении, продолжительности жизни маток и в значении коэффициента родственности соплеменников по гнезду. Полигинные матки также менее физогастричны, чем моногинные матки, а их рабочие мельче. Количество старых маток в колонии не влияет на набор или привлечение новых самок (в будущем новых маток) в семью. Важную роль в регуляции размножения играют концентрации феромонов маток, которые, по-видимому, связаны с числом маток. Из этого следует, что рабочие отказываются от привлечения новых самок (маток), когда подвергаются воздействию большого количества этого маточного феромона. Более того, полученные доказательства подтверждают утверждение о том, что самки в обеих популяциях входят в гнезда наугад, без какого-либо отношения к числу обитающих там старых королев. При этом нет никакой корреляции между числом старых маток и числом вновь принятых в семью молодых самок. Были высказаны три гипотезы, объясняющие принятие множества самок в сложившиеся развитые колонии: мутуализм, родственный отбор (kin selection) и паразитизм. В гипотезе мутуализма утверждается, что сотрудничество приводит к увеличению личной приспособленности старших маток. Однако эта гипотеза не согласуется с тем, что увеличение числа королев уменьшает как продуктивность маток, так и их долговечность. Родственный отбор (kin selection) также кажется маловероятным, учитывая, что матки, как было обнаружено, кооперируют в условиях, когда они статистически не родственны. Таким образом, матки не получают никакой выгоды в личной приспособленности, при пополнении колонии новыми самками. Паразитизм уже существующих гнезд представляется лучшим объяснением полигинии. Одно из предположений заключается в том, что многие самки пытаются войти в колонию, чтобы рабочие запутались и невольно позволили нескольким самкам присоединиться к ней.

Моногинные рабочие убивают чужих самок и агрессивно защищают свою территорию. Однако не все поведения универсальны, прежде всего потому, что поведение рабочих зависит от экологического контекста, в котором они развиваются, а манипуляции с генотипами рабочих могут вызывать изменения в поведении. Поэтому поведение местных популяций может отличаться от поведения внедренных популяций.

При исследовании агрессивного поведения моногинных и полигинных огненных муравьёв обнаружено, что этограммы представителей разного типа колоний легко отличаются. Рабочие из моногинных колоний всегда нападали на вторгающихся муравьев из чужих колоний независимо от того, были ли они из моногинных или полигиновых колоний, тогда как рабочие из полигинных колоний опознавали, но не нападали на чужих муравьёв из полигинных колоний, главным образом, демонстрируя предупреждающие позы, подобные поведению, принятому после атак паразитических мух Phseudacteon. Предупреждающее поведение сильно зависело от социальной структуры рабочих. Поэтому поведение по отношению к чужим рабочим служит методом характеризации моногинных и полигинных колоний. Большинство колоний на юго-востоке и южном центре США имеют тенденцию быть моногинными.

Размер территории и величина муравейника у моногинных колоний красного огненного муравья положительно коррелированы, что, в свою очередь, регулируется размером колонии (численность и биомасса рабочих), расстоянием от соседних колоний, плотностью добычи и коллективной конкурентоспособностью колонии. Напротив, дискриминация соплеменников среди полигинных колоний значительно ослаблена, поскольку рабочие терпят конспецифических муравьёв, чуждых их колонии, принимают других самок и не агрессивно защищают свою территорию от вторгшихся рабочих из других полигинных колонгий. Полигинные колонии увеличивают их репродуктивные способности в результате того, что у них много маток, больше возможности использования крупных территорий посредством кооперативного мобилизации из многих взаимосвязанных муравейников.

Влияние на другие организмы

Когда полигинные формы вторгаются в новые места обитания, то разнообразие местных членистоногих и позвоночных снижается. Значительно снижается численность популяций изопод, клещей и Scarabaeidae. Они также могут значительно изменить численность популяций представителей многих семейств мух и жуков, включая: Calliphoridae, Histeridae, Muscidae, Sarcophagidae, Silphidae и Staphylinidae. Несмотря на это общее явление, было обнаружено, что некоторые насекомые могут не пострадать от красных огненных муравьев. Например, если плотность изопод уменьшается в очагах заражения красными огненными муравьями, то сверчки рода Gryllus не подвержены такому влиянию. Известны случаи, когда разнообразие некоторых видов насекомых и членистоногих увеличивается в районах, где присутствуют красные огненные муравьи. Красные огненные муравьи являются важными хищниками пещерных беспозвоночных, некоторые из которых находятся под угрозой исчезновения. Среди них сенокосцы, ложноскорпионы, пауки, наземные жуки и Pselaphinae. Самую большую опасность вызывает не сам муравей, а ядовитые приманки, используемые против него. Считается, что хищничество красных огненных муравьев является основным фактором исчезновения древесной улитки Orthalicus reses, которые вымерли в дикой природе. В целом, красные огненные муравьи предпочитают конкретных членистоногих другим, хотя они атакуют и убивают любого беспозвоночного, который не может защитить себя или убежать. Биоразнообразие членистоногих возрастает, как только популяции красных импортированных муравьев сокращаются или уничтожаются.

Взаимодействие красных огненных муравьев и млекопитающих редко регистрируется. Тем не менее, наблюдались случаи смерти животных, попавших в ловушки, вызванные красными огненными муравьями. В результате взаимодействия между огненными муравьями и флоридским кроликом (Sylvilagus floridanus), показатели смертность молоди этих млекопитающих возрастают от 33 до 75 %. Обнаружено, что красные огненные муравьи оказывают сильное влияние на многие виды герпетофауны. Наблюдается снижение численности населения обыкновенной королевской змеи (Lampropeltis getula floridana), а также яиц и взрослых особей заборной игуаны (Sceloporus undulatus) и американских варанов (Aspidoscelis sexlineata), используемых муравьями в качестве источник пищи. Из-за этого, некоторые ящерицы (например, Sceloporus undulatus) приспособились к тому, чтобы иметь более длинные ноги и новое поведение, чтобы избежать красного огненного муравья. Взрослые коробчатые черепахи (Terrapene carolina triunguis), молодые хьюстонские жабы (Anaxyrus houstonensis) и только что вылупившиеся миссисипские аллигаторы (Alligator mississippiensis) также атакуются и убиваются красными огненными муравьями. Несмотря на эту, в основном, отрицательную ассоциацию, обнаружено, что красные импортированные муравьи могут оказывать влияние на трансмиссивные болезни путем регулирования популяций клещей и изменения динамики вектора и хозяина, тем самым снижая скорость передачи не только на животных, но и на людей.

Птицы

Показатели смертности от этих муравьёв возрастают у некоторых у птиц. Были случаи, когда молодые птенцы не доживали до взрослой жизни в районах с высокой плотностью муравьев. Многие птицы, в том числе ласточки, утки, цапли, перепела и крачки подвергаются воздействию красными огненными муравьями. Гнездящиеся на земле птицы особенно уязвимы для огневых муравьев, например, американские крачки (Sterna antillarum). Влияние красных огненных муравьёв на колониально гнездящихся птиц особенно значительно; смертность околоводных птиц возрастает до 100 %, хотя этот фактор был ниже у рано гнездящихся птиц. Смертность молоди у белолобой горной ласточки (Petrochelidon pyrrhonota) возрастает от нападения фуражирующих рабочих муравьёв. Певчие воробьиные также демонстрируют увеличение смертности в областях распространения красных огненных муравьёв, а уровни выживаемости Vireo griseus (Vireo griseus) и Vireo atricapilla (Vireo atricapilla) возрастают от 10 % до 31 % и от 7 % до 13 %, соответственно, в тех местах где огненные муравьи отсутствуют, или они стали неспособны атаковать птиц.

Красные огненные муравьи также оказывают косвенное влияние на выживание молоди лугового тетерева (Tympanuchus cupido attwateri). Сначала считалось, что муравьи непосредственно связаны со снижением численности перезимовавших птиц, таких как американский жулан (Lanius ludovicianus), но более поздние исследования показали, что усилия по искоренению муравьев с использованием пестицида Mirex, который, как известно, имеет токсические побочные эффекты, в значительной степени имеют основное воздействие на снижение численности птиц.

Другие муравьи

Красные огненные муравьи являются сильными конкурентами для многих видов муравьев. Им удалось вытеснить многие коренные виды муравьев, что привело к ряду экологических последствий. Однако, исследования показывают, что эти муравьи не всегда превосходят конкурентов и не всегда подавляют коренных муравьев. Более правдоподобными причинами нарушения численности коренных муравьёв считается нарушение условий их обитания и местной экологии ещё до прибытия импортированных видов. Красный огненный муравей сильнее видов Tapinoma melanocephalum и Pheidole fervida, но показывает различные уровни агрессии по отношению к ним. Например, они менее враждебны к T. melanocephalum, чем к P. fervida. Уровень смертности у T. melanocephalum и P. fervida при столкновении с красными огненными муравьями разнятся и составляют 31,8 % и 49,9 %, соответственно. При этом уровень смертности самих огненных муравьёв составляет только от 0,2 % до 12 %. Муравей Рэсберри (Nylanderia fulva) демонстрирует большее доминирование, чем красный огненный муравей, и даже, вытесняет их в местах обитания, где они сталкиваются друг с другом. Большие колонии дерновых муравьёв (Tetramorium caespitum) могут уничтожить семьи красных огненных муравьёв, что позволяет энтомологам сделать вывод о том, что этот конфликт между двумя видами может помочь помешать распространению красного огненного муравья. Муравьи, инфицированные SINV-1 погибают быстрее, чем здоровые индивидуумы муравьёв Monomorium chinense. Это означает, что муравьи, зараженные SINV-1 слабее, чем их здоровые соплеменники и быстрее элиминируются муравьями M. chinense. Однако, крупные рабочие, заражённые или нет, погибают редко.

В районах, где он является нативным, красный огненный муравей по-прежнему оказывается доминирующим видом и сосуществует с 28 видами муравьев в галерейных лесах и с 10 видами в ксерофитных лесных лугах, выигрывая в агрессивных взаимодействиях с другими муравьями. Однако, некоторые муравьи могут быть со-доминантными в областях, где они сосуществуют, например, аргентинский муравей конкурирует симметрично. Рабочие огненных муравьёв регулярно участвуют в конкурентных взаимоотношениях за кормовые ресурсы с другими муравьями и могут подавлять использование пищевых ресурсов, например, от сосущих соки растений полужесткокрылых насекомых (в частности, кокцид вида Phenacoccus solenopsis) от местных муравьев. Однако, красные огненные муравьи не могут устранить T. melanocephalum полностью, хотя, они в итоге потребляют более высокую долю пищи. Вместо этого два муравья могут мирно сосуществовать и делиться кормовым ресурсом. Когда они встречаются с огненными муравьями, рабочие могут демонстрировать поведение видимой смерти и притворяются мёртвыми, что позволяет им успешно избегать опасность. Однако такое поведение наблюдается только у молодых рабочих, поскольку старые рабочие либо убегают, либо сопротивляются, когда им угрожают.

Красные огненные муравьи также конкурируют с аргентинскими муравьями. Показатели смертности варьируются в разных сценариях (например, смертность в конфронтации колоний ниже, чем у тех, кто индивидуально сталкивается друг с другом в этой области). Крупные рабочие (солдаты) также могут выдержать больше травм на своих телах, тем самым увеличивая смертность аргентинских муравьев. Для аргентинских муравьев, чтобы успешно уничтожить моногинную колонию огненных муравьёв в 160 000 рабочих, потребуется своя колонии численностью 396 800 особей. Колония, которая уменьшилась в размерах благодаря успешной обработке ядовитой приманкой, подвержена хищничеству аргентинских муравьев. Аргентинские муравьи могут играть жизненно важную роль в удалении ослабленных колоний огненных муравьев, и они также могут быть важны в замедлении распространения этих муравьев, особенно в областях, сильно зараженных аргентинскими муравьями. Несмотря на это, популяции аргентинских муравьёв в юго-восточной части Соединенных Штатов сократились после введения красного огненного муравья.

Красный огненный муравей и кокцида Phenacoccus solenopsis формируют симбиотический союз.

Красные огненные муравьи образуют взаимовыгодные симбиотическеи отношения с инвазивными кокцидами Phenacoccus solenopsis. Рост колоний увеличивается, если муравьи имеют доступ к ресурсам, созданным Ph. solenopsis, а плотность популяции этих мучнистых мух значительно выше в районах присутствия красных огненных муравьев (распространение Ph. solenopsis в районах, где эти кокциды не является родными, связано с наличием муравьев). Кроме того, ожидаемая продолжительность жизни и репродуктивная скорость Ph. solenopsis возрастают. Эти червецы могут даже переноситься рабочими муравьями обратно в свое гнездо. Поедание Ph. solenopsis их врагами уменьшается из-за того, что рабочие препятствуют хищничеству и паразитизму со стороны естественных врагов. Червецы поедаются жуками божьими коровками (Menochilus sexmaculatus) и являются хозяевами для двух паразитов (Aenasius bambawalei и Acerophagus coccois), если рядом нет муравьев. Но если присутствуют муравьи, то божьи коровки реже встречаются на таких растениях, а скорость движения их личинок значительно ниже. Это ясно видно на примере популяций хлопковой тли (Aphis gossypii) в районах с присутствием красного огненного муравья. Красные огненные муравьи активно участвуют в развитии мутуалистических связей с кокцидами Dysmicoccus morrisoni. Муравьи вызывают рост популяции D. morrisoni, защищая их от врагов, покрывая колонии защитными укрытиями и собирая, выделяемые ими сладкие соки (падь).

Систематика

Таксономия огненных муравьёв сложна и, кроме того, они образуют гибриды (например, гибрид красного огненного муравья с чёрным огненным муравьём (Solenopsis richteri). До 1972 года все огненные муравьи фигурировали под названием Solenopsis saevissima Smith, 1855 (однако, сам этот вид встречается только в Южной Америке). Красный огненный муравей в старой литературе обозначался в качестве красной формы его чёрного подвида Solenopsis saevissima richteri Forel, 1909. Кладистический анализ с использованием данных ДНК показал, что красный огненный муравей вместе с несколькими родственными видами (Solenopsis saevissima Smith, 1855, Solenopsis daguerrei Santschi, 1930, S. richteri, и другими) относится к группе видов Solenopsis saevissima species-group. К этой группе также относится комплекс близких видов Solenopsis geminata complex (Solenopsis aurea, S. geminata, S. xyloni и другие виды).

Филогения

Красный огненный муравей включён в состав видовой группы S. saevissima species-group. Филогенетические отношения красного огненного муравья с близкими видами этой группы и с S. geminata отображены на кладограмме:

Значение

Яд огненных муравьёв содержит алкалоид соленопсин (транс-2-метил-6-n-ундецилпиперидин) и оказывает дерматонекротическое, цитотоксическое, гемолитическое, нейротоксическое и инсектицидное действие. Степень воздействия по индексу силы ужалений Шмидта оценивается в 1,2 балла и сходна с воздействием огня (отсюда и название насекомого). У людей, ужаленных этими муравьями, часто наблюдается аллергическая реакция, покраснение кожи, отёк, волдыри, тошнота, рвота, головокружения и реакции вплоть до анафилактического шока (бывали и случаи со смертельным исходом).

Общий ущерб в США составляет около 5 млрд долларов ежегодно, с учётом затрат на медицинское обслуживание ужаленных муравьями, ветеринарный контроль домашних животных, уничтожение муравейников и химобработку территорий. Являясь агрессивными хищниками, огненные муравьи контролируют многих вредителей сельского хозяйства, в том числе вредителей сахарного тростника, хлопчатника, риса и зерновых культур. Например, оказывают влияние на численность таких вредителей как хлопковый долгоносик (Curculionidae), огнёвки-травянки Diatraea saccharalis (Crambidae) на полях сахарного тростника, мухи Haematobia irritans (Diptera: Muscidae), совки Anticarsia gemmatalis на соевых бобах, белокрылки в оранжереях.

Укусы и ужаления огненных муравьёв негативно воздействуют на домашних животных и представителей дикой фауны, в том числе изменяют поведение и морфологию ящериц. Также красные огненные муравьи могут вытеснять местные виды муравьёв. Например, в южных штатах США они почти вытеснили своих родственников, местных огненных муравьёв — Solenopsis xyloni и Solenopsis geminata.

Борьба

Биологические методы

Для борьбы с огненными муравьями используют следующие организмы: микроспоридии вида Thelohania solenopsae, грибы Myrmicinosporidium durum и Beauveria bassiana, социально-паразитического муравья Solenopsis daguerrei, мух-горбаток (Phoridae; виды Pseudacteon tricuspis и Pseudacteon curvatus), другие организмы.

Физические методы

Для истребления красных огненных муравьёв первоначально проводилась выкопка гнёзд. Однако матки могли уходить по подземным ходам на глубину более 1 метра, что приводило к скорому возобновлению колонии. Затем использовались и кипящая вода, и даже жидкий азот, которые оказались эффективными в истреблении муравейников.

Химические методы

Первоначально в США применялись пестициды марки «Мирекс», которые распыляли с вертолётов. Но в 1976 году было доказано, что эти вещества опасны для птиц и человека и являются сердечным токсином.

Генетика

Геном: 0,62 пг (C value). Диплоидный набор хромосом 2n = 32.