Vastauksena tähän kysymykseen ajattelin: "No, kaikki on varmasti tiedossa muurahaisista - ja mitä, miten ja miten he kuulevat!" Kävi ilmi - ei mitään sellaista! Myrmekologeille (kuten he kutsuvat muurahaislääkäreiksi) on vain yksi asia varma: muurahaiset voivat kommunikoida äänien avulla. Ja jos niin, se tarkoittaa, että heillä on ehdottomasti kuulo ja elimet, joita (melko suurella venytyksellä) voidaan kutsua korviksi.
Ja muurahaisten "korvat" eivät ole ollenkaan samanlaisia kuin mitä olemme tottuneet kutsumaan tähän kauniiseen sanaan. Ja "korvia" on useita tyyppejä. Ja kuulo ei missään nimessä ole heidän ainoa tehtävä. Ja ne eivät sijaitse vain pään päällä, vaan myös … Okei, kaikesta kunnossa.
Kuten tiedät, äänet voivat levitä paitsi ilman kautta myös nesteiden (esimerkiksi veden) ja jopa kiintoaineiden (esimerkiksi maaperän, puutarhojen ja lehtien) kautta. Ja jos ihmisille tärkein asia on "ilmaäänet", niin muurahaisiin, jotka indeksoivat maassa, puita ja muita kiinteitä asioita koko elämänsä ajan, "kovat" äänet ovat erittäin tärkeitä. (Periaatteessa ihminen pystyy myös kuulemaan "kovan substraatin" äänet. Muista Vasilisa Kaunis, joka asettaa korvansa maahan kuullakseen, kuinka kaukana Kashchei Kuolematon on kaplistaa sankarisalle hevoselleen.)
Ja tunnistaaksesi tällaiset "kiinteät" äänet, sinun on kyettävä havaitsemaan substraatin värähtelyt, värähtelyt. Ja tähän kaksi pään korvaa ei riitä - kuuloelinten tulisi sijaita missä vain vartalo joutuu kosketukseen "kuulostavan" pinnan kanssa, toisin sanoen käytännössä koko vartaloon.
Kuvio: 1. Chordotonaalisen elimen rakenne. Skolopidiat ovat kuin jousia, jotka on venytetty kynsinauhan ja taipuisan kalvon väliin. Kun kynsinauha liikkuu, se vetää scolopidiumia mukanaan ja aiheuttaa tässä scolopidiumissa sijaitsevan neuronin virityksen. Kuva sivustosta what-when-how.com
Rakenteellisesti nämä elimet eivät myöskään ole vähiten kuin ihmisten tai esimerkiksi jänisten korvat. Koska heidän ei pitäisi nähdä ilmassa lentäviä aaltoja, he eivät tarvitse sitä ulkoista "sieppausta" kuoren muodossa, jota olemme tottuneet kutsumaan korvalle. Ja nämä kuuloelimet koostuvat erityisistä "kielistä" (niitä kutsutaan scolopidiaksi), jotka on venytetty kynsinauhan (hyönteisen ulkoinen luuranko) ja erityisen taipuisan kalvon väliin. Jokainen scolopidium koostuu kolmesta solusta, joista yksi on hermostunut. Jos pinta, johon muurahainen koskettaa, alkaa väriseä, kynsinauha alkaa vetää skolopidiaa. Kun skolopidium on venytetty, jännityksen vaikutuksen alainen hermosolu kiihtyy ja lähettää impulssin vastaavaan hermosolmuun. Siten pintavärinä muuttuu hermoimpulsseiksi ja muurahainen kuulee äänen. Edellä kuvattuja elimiä kutsutaan chordotonaliksi ja ne osallistuvat äänien erotteluun, mutta myös proprioceptioon - eli ne tuntevat lihaksen venytystä ja määräävät kehon aseman avaruudessa.
Joten keksimme "kovat" äänet. Kuuleeko muuraha myös "ilma" ääniä? Tähän kysymykseen ei ole vielä tarkkaa vastausta, mutta muille hyönteisille - esimerkiksi hyttysille ja kärpäyksille - saadut tiedot voidaan ekstrapoloida muurahaisiin.
Ja kärpäset ja hyttyset voivat kuulla "ilma" -ääniä antenneilla sijaitsevien erityisten harjasten avulla. Ääniaalto liikuttaa tällaista harjasta, harjas vetää skolopidiumiin, josta scolopidiumissa sijaitseva neuroni purkautuu ja lähettää impulssin hermosolmuun. Näitä kuuloelimiä kutsutaan johnstonin elimiksi. Ne ovat chordotonaalisten elinten alatyyppiä ja ovat herkkiä vain lähikentältä (yleensä enintään kymmenien senttien etäisyydeltä). On helppo ymmärtää, että he aistivat paitsi ääniä sellaisenaan myös kaiken tärinän ilmassa - esimerkiksi tuulen, jonka aiheuttaa lähestyvä kärpäslevyt.
Mainosvideo:
Ja lisäksi, hyönteisillä on toisen tyyppisiä aistielimiä, jotka kykenevät tunnistamaan äänet - trikooherne. Tämä monimutkainen lause viittaa pieniin harjaksiin hyönteisen rungossa. Nämä harjakset ovat suoraan (eikä scolopidiumin kautta, kuten Johnstonin elimet) yhteydessä hermopäähän, ja kun ääni-aalto (tai yksinkertaisesti tuuli) värähtelee trikoidisen sensillaa, hermopääte kiihtyy ja tuottaa impulssin, ja seurauksena tiedot tärinästä saavuttavat vastaavan hermosolmun. … Muurahaisilla on niukkohermo, mutta onko he riittävän herkkiä äänien havaitsemiseksi, ei vieläkään ole täysin selvää.
Kuvio: 2. Antin antennit (elektronimikrokuva). Antennit kantavat Johnstonin elimiä sekä monia trikoo sensillaa, mutta ei tiedetä, ovatko ne riittävän herkkiä kuulemaan ääniä. Yläkuvassa asteikon palkin pituus on 500 um, alemmassa - 200 mikronia. Kuva artikkelista: R. Hickling ja RL Brown. Muurahaisten akustisen viestinnän analyysi // Journ. Acoust. Soc. Amer. 2000. V. 108, ei. 4. s. 1920-1929
Mutta jotain tiedetään siitä, kuinka muurahaiset käyttävät äänihälytyksiä.
Esimerkiksi campus-muurahaiset tai puusepäntyöt, murskaamalla pesänsä puuhun, lyövät pesän seinät leukoilla tai vatsalla kutsuakseen sukulaiset suojelemaan sitä.
Ja silti monet muurahaiset kykenevät siristamaan hankaten vatsansa erityisillä "raastimilla" varressa rinnan ja vatsan välillä (kuva 3). Ääni on tuskin kuultavissa, ihmisen korva pystyy tuskin erottamaan sen edes läheltä. Tämä tilavuus on kuitenkin riittävä muurahaisille, ja he voivat kommunikoida täydellisesti toistensa kanssa siristamalla.
Kuvio: 3. Useimmat muurahaiset antavat ääniä hankaamalla vatsaa (vatsa) varsi (postpetiole) vasten. Kuva artikkelista: R. Hickling ja RL Brown. Muurahaisten akustisen viestinnän analyysi // Journ. Acoust. Soc. Amer. 2000. V. 108, ei. 4. s. 1920-1929
Esimerkiksi tämä siristus välittyy maaperän kautta. Sukulainen voi kaivaa hiekkaan haudatun muurahaisen kuultuaan sen "huutaa apua".
Ja puiden lehtien ja oksien kautta siirretään myös rypistymisen aiheuttama tärinä. Jotkut muurahaiset käyttävät sitä hyvin odottamattomalla tavalla. Kävi ilmi, että lehtiä leikkaavissa muurahaisissa vatsan värähtely välittyy leukoihin (alakalvoihin). Kun alakalvot leikkaavat lehden, ne värisevät noin 1 kHz: n taajuudella (tuhat kertaa sekunnissa!). Tämän ansiosta arkki leikataan, jos ei nopeammin, sitten sileämmäksi ja tarkemmaksi.
Ja myöhemmin kävi ilmi, että muurahaiset siristuvat useammin, kun ne leikkaavat ei kovemmin, mutta herkullisempia lehtiä! Kävi ilmi, että samalla kun pienemmät työntekijät juoksevat suurempien työntekijöiden muurahaisten luo. Sitten iso työntekijä vetää leikatun lehden muurahaispentuun, ja pienet kiivetä lehden päälle ja ajavat sitä. Mutta he eivät vain aja, vaan esimerkiksi suojelevat kuljettajia kärpäiltä, jotka yrittävät asettaa kivensä suurten työntekijöiden vartaloihin.
Äskettäin kävi ilmi, että muurahaisten, myös heidän loistensa, käyttämät äänet ovat viestinnässä. Sadat muut hyönteislajit elävät yleensä muurahaispentu. Heidän joukossaan on joidenkin sinisilmäisten perhosten toukkia. Nämä toukka ovat ulkonäöltään ja mikä tärkeintä, hajuisesti samanlainen kuin tiettyjen muurahaisten toukkien toukka. Työskentelevät muurahaiset, etsimällä tällainen toukka, vedä se pesään. Joidenkin lajien toukkia jäljittelevät edelleen toukkia niin hyvin, että työntekijöiden muurahaiset ruokkivat heitä kuin omat pienet sisarensa (työntekijöiden muurahaiset ovat steriilejä naaraita ja toukat ovat heidän sisarensa).
Äskettäin paljastettiin, että "käki-kyyhkyjen" toukkijat ja papsut tekevät ääniä, jäljittelemällä aikuisia muurahaisia. Samanaikaisesti, kuten kävi ilmi, isäntämuurahaisissa (yksi Myrmica-suvun lajeista) kuningattaret ja työntekijämuuraukset siristuvat eri tavalla. Jos toistat kohdun työntekijöille lähettämiä ääniä, he ympäröivät äänilähteen ja omaksuvat ominaisia "suojaavia" asentoja ikään kuin suojaavat todellista kohtua. Kyyhkysten hieno ja toukkinen jäljittelee kohtuäänen ääntä, ja työntekijämuurahaiset ryntävät heitä vartioimaan!
Tämä esimerkki osoittaa, että äänillä voi olla tärkeä rooli muurahaisperheen elämässä: etenkin kuninkaallinen "hyvin sijoitettu ääni" auttaa kohdusta miehittämään hierarkian korkeimman tason. Tämä tarkoittaa, että muurahaiset tuntevat hyvin sukulaistensa erilaiset äänet - riippumatta siitä, mitä he kuulevat …
Kirjoittaja on kiitollinen N. G. Bibikoville, A. A. Zakharoville ja Vera Bashmakovalle neuvoista ja avusta vastauksen valmistelussa.
Kirjoittaja: Sergey Glagolev