POROZUMIEWANIE SIĘ

 

FEROMONY

Komunikacja feromonowa spełnia w mrówczym superorganizmie taką samą rolę, jak międzytkankowa komunikacja hormonalna wewnątrz ciał kręgowców. U najbardziej zaawansowanych pod tym względem mrówek prządek, zwanych także tkaczkami, a przez naukowców znanych jako Oecophylla sp. język ten składa się z ok. pięćdziesięciu chemicznych "słów", z których, uzupełniając je o sygnały dotykowe, o których powiemy sobie za chwilę, mogą zbudować nawet pięćset mrówczych "zdań", a to jest już bardzo zaawansowany system komunikacji, który ustępuje tylko systemom stosowanym przez kręgowce. Nie będziemy się nad nim rozwodzić tu zbyt długo, gdyż jest on naprawdę wyjątkowy. Omówimy jedynie sygnały charakterystyczne dla wszystkich gatunków mrówek.

U sporej części gatunków robotnica po napotkaniu źródła pokarmu, jeśli oceni je jako obfite i wartościowe, ciągnie od niego do gniazda szlak zapachowy. Mrówki, wyczuwając ten ślad zaczynają nim postępować. Każda następna mrówka po dokonaniu własnej oceny może również pociągnąć taki ślad; gdy przy źródle pożywienia zgromadzi się już odpowiednia ilość robotnic, rekrutacja ustaje i robotnice zaczynają nad tym źródłem "pracować" (np. zbierać spadź, czy ćwiartować większą zdobycz). Szczególnymi wypadkami są tzw. rajdy praktykowane przez mrówki nomadne, kiedy to cała kolumna mrówek postępuje wzdłuż śladu zapachowego, który niekoniecznie jest ciągnięty od jakiegoś źródła pożywienia, ale zawsze i tak na jakieś trafia (w końcu mrówki nomadne należą do jednych z najgroźniejszych gatunków świata i nie mają problemu z upolowaniem mniejszych kręgowców). Innym, opisanym w dziale "pasożytnictwo społeczne" przykładem jest rajd mrówek praktykujących niewolnictwo. Szczegółowo ewolucja rekrutacji do pokarmu opisana jest w dziale Ewolucja.

Kolejnym sposobem podstawowej komunikacji feromonalnej jest alarmowanie. Alarmowanie u Oecophylla dzieli się na cztery fazy. Feromony alarmowe są substancjami lotnymi. Pierwszy z feromonów - heksanal - zwraca uwagę mrówek i powoduje, że zaczynają one machać czułkami, starając się wyłapać kolejne feromony; drugi - heksanol - zachęca mrówkę do biegu w stronę źródła alarmu; trzeci z nich - undekanon - wywołuje agresję i chęć gryzienia każdego obcego przedmiotu; czwarty i ostatni - butyloktenal - wzmaga agresję. Trzeba zaznaczyć, że ten zestaw feromonów działa tylko na Oecophylla, każdy gatunek dysponuje swoim "arsenałem chemicznym" i związki innych niespokrewnionych gatunków nie wywołują żadnej reakcji. Również stopień rozwoju jest różny - u niektórych gatunków nie ma na przykład odpowiednika heksanolu i ślad zapachowy musi być znaczony po ziemi, tak jak w wypadku odnalezienia źródła pokarmu.

Robotnica Oecophylla longinoda alarmuje inne mrówki, wydzielając feromony alarmowe. Prawa autorskie do fotografii posiadają Edward O. Wilson oraz Bert Hölldobler.

 

INNE SPOSOBY KOM. ZAPACHOWEJ

Podstawową inną formą komunikacji zapachowej jest tzw. zapach kolonii. Wszystkie mrówki z jednej kolonii mają jeden zapach i jest to podstawowy czynnik umożliwiający przeciętnej robotnicy odróżnienie intruza od "swojego". Jak widzimy system ten jest niezwykle prosty i dlatego wiele pasożytów złamało ten swoisty "szyfr". Na zapach ten składają się węglowodory wysycające kutikulę mrówek. W większości syntetyzowane są one w ciele tłuszczowym, częściowo pochodzą zaś z pokarmu, a następnie transportowane są wraz z krwią dzięki odpowiednim białkom przenośnikowym do gruczołów zagardzielowych oraz podkutikularnych. Stamtąd rozprowadzane są po ciele podczas toalety - czy to samodzielnej czy dokonywanej na innej mrówce. Podczas takiego czyszczenia drugiego osobnika, mrówka czyszcząca może zlizać owe węglowodory i wymieszać je z zawartością własnego gruczołu zagardzielowego. U gatunków praktykujących trofalaksję dodatkowo dochodzi do wymieszania zawartości gruczołów zagardzielowych właśnie podczas tego aktu. Wszystko to sprawia, że zapach kolonii jest jednorodny, pomimo drobnych różnic pomiędzy węglowodorami produkowanymi przez poszczególne osobniki. Jak już wspomnieliśmy, na zapach kolonii wpływ mają zarówno czynniki wewnętrzne - w szczególności zaś różnice genetyczne pomiędzy osobnikami z różnych kolonii - jak i zewnętrzne - jak rodzaj pokarmu, ale również materiał, z którego zbudowane jest gniazdo. Różne czynniki są w różnym stopniu istotne u różnych gatunków. Na przykład u Acromyrmex zapach kolonii zdaje się być pod wyłączną kontrolą czynników zewnętrznych (w szczególności zaś rodzaju roślin na których hodują grzyba - jeśli zmusimy sztucznie dwie niespokrewnione ze sobą kolonie, by zbierały dokładnie te same rośliny w dokładnie tych samych proporcjach, wkrótce robotnice z obydwu kolonii zaczną się wzajemnie tolerować i traktować, jakby były siostrami, jeśli z kolei podzielimy jedną kolonię i podamy dwóm jej częściom różne rośliny, wkrótce robotnice z tych dwóch części zaczną wzajemnie traktować się jak wrogowie). Tymczasem u Solenopsis invicta jest dokładnie odwrotnie i to genom wydaje się być najważniejszy w determinacji zapachu kolonii - niespokrewnione ze sobą kolonie trzymane w tych samych warunkach i karmione tym samym rodzajem pożywienia ciągle pozostają sobie wrogie. Naukowcy stawiają sobie także pytanie o to, czy zapach kolonii niejako ustalany jest przez robotnice - jako liczniejsze - czy może przez królową - jako ważniejszą. Również i tu trudno dać jednoznaczną odpowiedź. U niektórych mrówek to węglowodory wydzielane przez królową zdaję się być rozprowadzane wśród innych mrówek i "narzucane" robotnicom jako obowiązujący zapach kolonii - tak jest na przykład u Camponotus pennsylvanicus. Tymczasem u innych zapach wydzielany przez samą królową zdaje się nie być ważniejszy od zapachu wydzielanego przez dowolnie wybranego innego członka kolonii - i po prostu stanowi jeden ze składników mieszanki, która pełni funkcję chemicznego paszportu - jak jest chociażby u rodzaju Leptothorax.

Robotnice Camponotus pennsylvanicus. U gatunku tego zapach kolonii "narzucany" jest przez królową. Autorem zdjęcia jest Alex Wild, twórca fotogalerii www.myrmecos.net.

Innym, nie mniej ciekawym zjawiskiem jest odróżnianie mrówek martwych od żywych. Nam może się wydawać to paradoksalne, ale jedynym sposobem na odróżnienie trupa od żyjącego jest dla mrówek węch. E.O. Wilson i B. Hölldobler próbując odkryć, który związek odpowiada za reakcję wyrzucania martwych mrówek na cmentarz (lub stos odpadków), zasmrodzili swe laboratorium wonią rozkładających się trupów na wiele tygodni. W końcu odkryto, że za taką reakcję odpowiadają jedynie wyjątkowo cuchnące długołańcuchowe kwasy oleinowe. Co więcej uproszczenie odróżniania trupów od żywych jest tak wielkie, że nawet, gdy posmarujemy kwasem oleinowym żywą i w pełni zdrową mrówkę, to zostanie ona wyrzucona na stos odpadków. Osobliwe jest też znaczenie terenu przez Oecophylla sp. , które następuje tak, jak u ssaków - przez pozostawianie wydalin na terenie. W ten sposób znakowany jest każdy nowo zdobyty teren. Z kolei pospolite w Polsce Lasius niger znaczą teren przy użyciu specjalnych gruczołów znajdujących się na stopach.

 

KOMUNIKACJA DOTYKOWA

Podstawą komunikacji dotykowej są trzy "filary". Pierwszy z nich to wzajemne głaskanie się czułkami w celu sprawdzenia zapachu kolonii. Drugi to żebranie o pokarm - mrówka, która ma niewiele pokarmu w żołądku społecznym, uderza inną mrówkę czułkami w dolną wargę. To wywołuje regurgitację (zwracanie) pokarmu. Trzecim filarem jest komunikacja mrówek z ich "krowami dojnymi" - mszycami. Wiele (właściwie prawie wszystkie, choć w różnym stopniu) mrówek hoduje mszyce, troszczy się o nie, chroni przed drapieżcami, a nawet miesza ich potomstwo ze swoim. Wśród nich są również liczne gatunki polskie. Mrówki zbierają ich wydaliny, czyli spadź. Aby uzyskać kroplę spadzi od mszycy, mrówka bębni ją po odwłoku swymi czułkami. Warto zauważyć, że biblijna manna była prawdopodobnie spadzią żyjących na pustyni czerwców, które do dziś są "dojone" przez tubylców. Wprawny zbieracz (tym razem człowiek, nie mrówka) potrafi nawet uzbierać pół kilograma spadzi dziennie. Ciekawe sposoby komunikacji są wykorzystywane przez opisywane już mrówki tkaczki (Oecophylla sp.). Mianowicie, gdy zlokalizuje już ona intruza, a nie chce używać komunikacji feromonalnej, biegnie do najbliższej robotnicy i kiwa się w przód i w tył. To wystarcza do wywołania alarmu.

 

KOMUNIKACJA DŹWIĘKOWA

Komunikacja dźwiękowa w świecie mrówek wbrew pozorom jest całkiem częsta, wprawdzie mrówki nie mają odpowiednich narządów słuchu, lecz dźwięki mogą być przez nie odbierane jako drgania podłoża. Dźwięki są wydawane przy pomocy specjalnego aparatu strydulacyjnego, który mieści się między stylikiem a odwłokiem. U większości gatunków (pierwszy raz zaobserwowano to zjawisko u rodzaju Atta) spełniają one funkcję alarmową - w ten sposób wzywają pomocy mrówki zasypane podczas kopania tunelu. Przez zawał nie przedostaną się żadne feromony, ale dźwięki rozchodzą się znakomicie. Rodzaj Atta również używa "śpiewu" podczas zbierania liści - gdy jakaś zbieraczka natrafi na szczególnie atrakcyjne znalezisko, przywołuje w ten sposób inne mrówki. U żyjących na pustyni mrówek z rodzaju Aphaenogaster natomiast dźwięk wzmaga uwagę, przygotowując inne robotnice na sygnał chemiczny lub dotykowy dotyczący odnalezienia pokarmu. Zaś u (występujących również na pustyni) Pogonomyrmex sygnał dźwiękowy wydawany jest przez królową podczas godów i jest sygnałem końca kopulacji skierowanym do samców. Z kolei mrówki z rodzaju Camponotus, żyjące w drewnie wynalazły mniej skomplikowany sposób sygnału - po prostu tłuką głową o drewno, co wywołuje reakcję alarmową u sióstr.

Dwa zdjęcia aparatu strydulacyjnego u mrówki Atta cephalotes wykonane mikroskopem elektronowym