Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego

Fizjologiczne i etologiczne
aspekty życia społecznego
owadów
Interakcje socjalne (1)
Społeczeństwo – Definicja
111
• Grupa osobników należących do
tego samego gatunku i
uorganizowanych w sposób
umożliwiający współdziałanie
• Ważne kryterium intuicyjne: Wzajemne
porozumiewanie się w celu
współdziałania
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
1
Porozumiewanie się
112
Porozumiewanie biologiczne – działanie
jednego organizmu zmieniające wzór
zachowania innego organizmu w sposób
przystosowawczy, czyli taki, że
sygnalizacja, reakcja czy obie te czynności
są w pewnym stopniu zaprogramowane
genetycznie przez dobór naturalny.
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
Sposoby porozumiewania się
113
•
•
•
•
•
•
•
Stukanie
Ćwierkanie
Uderzanie
Chwytanie
Dotykanie czułkami
Próbowanie smakiem
Wypuszczanie obłoków i
smug substancji
zapachowych
Mechaniczne
Mechaniczne i chemiczne
Chemiczne
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
2
Reakcje wywołane przez
porozumiewanie się
114
Te sposoby porozumiewania wywołują zmiany zachowania:
proste zachowania tj.
• Rozpoznawanie
• Rekrutacja
• Alarm
lub bardziej złożone zachowania:
• Wymiana płynnych pokarmów – TROFALAKSJA
• Uwalnianie feromonów hamujących rozwój kast
• Wypraszanie i wymiana „jaj troficznych”
• Przyśpieszenie lub zahamowanie wykonywania różnych
rodzajów pracy
• Związki dominacji i uległości
• Zaprogramowane niszczenie, kanibalizm, nekrofagia itp.
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
Dotknij, powąchaj, posmakuj!!!
3
Drogi sygnalizacji
116
• Sygnalizacja chemiczna – najczęściej
spotykana,
• Sygnalizacja wzrokowa – występuje bardzo
rzadko i opiera się na prostych sygnałach,
• Sygnalizacja dźwiękiem – szczególnie
wykorzystywane są tu dźwięki przenoszone
przez podłoże – np. taniec wywijany pszczół,
• Sygnalizacja dotykiem – bardzo ważne źródło
sygnałów w społeczeństwie; Występuje
najczęściej w połączeniu z sygnalizacją
chemiczną
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
Zoosemiotyka
117
Dyscyplina naukowa zajmująca się
porozumiewaniem się.
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
4
Reakcje porozumiewawcze:
118
• Alarm,
• Proste wabienie lub złożone wabienie = "skupianie się",
• Rekrutacja (np. do nowego źródła pokarmu lub miejsca
gniazdowania),
• Czyszczenie + pomoc przy linieniu,
• Trofalaksja – wymiana płynnych substancji pomiędzy
osobnikami,
• Wymiana cząstek pokarmu stałego,
• Efekt grupowy – wzrost (torowanie) albo hamowanie
aktywności,
• Rozpoznawanie współtowarzyszy z gniazda i
przedstawicieli określonych kast,
• Determinacja kast poprzez hamowanie lub pobudzanie
rozwoju poszczególnych członków kolonii
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
Reakcje porozumiewawcze w
porozumiewanu alarmowym:
119
• Ścisłe reakcje alarmowe,
• Skomplikowane formy reakcji alarmowych:
• Układy alarmowo-obronne – te same substancje
chemiczne są sygnałami alarmowymi i bronią
• Układy alarmowo-rekrutacyjno-konstrukcyjne –
ślady chemiczne powodują rekrutację osobników do
miejsc stanowiących potencjalne źródło
niebezpieczeństwa
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
5
Substancje chemiczne uczestniczące w
porozumiewaniu alarmowym
120
• Ogólną cechą chemicznych sygnałów
alarmowych jest ich szybki zanik w otoczeniu
chyba, że stale występuje bodziec sygnalizujący
niebezpieczeństwo.
• Nie występuje tu dodatnie sprzężenie zwrotne –
wykrycie feromonu alarmowego pobudza inne
robotnice jedynie do odpowiedniego zachowania
– nie stymuluje wydzielania tej samej substancji
przez inne pobudzone robotnice.
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
Substancje chemiczne uczestniczące w
porozumiewaniu alarmowym
121
• Octan izoamylu – składnik feromonu jadu
pszczelego,
• Terpeny węglowodory i ketony – feromony
alarmowe mrówek
• Undekan i substancje gruczołu żuwaczkowego –
terpeny wywołujące agresywne zachowania
alarmowe mrówek
• Substancje wywołujące rozpraszanie
• 4-metylo-3-heptanon
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
6
Substancje chemiczne uczestniczące w
porozumiewaniu alarmowym
122
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
Stymulacja mechaniczna dotykowa - dźwiękowa
123
• Reakcja alarmowa os – gwałtowny ruch
wywołuje drżenie gniazda
• Drżenie podłoża
• Ćwierkanie – pocieranie o siebie
wyspecjalizowanych części ciała – mrówki
• Kołatanie głową - termity
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
2015
Przemysław Grodzicki, Toruń 15 grudnia
7
Skupianie się w grona
124
• Termity – Cis-3-heksen-1-ol
• Mrówki ogniowe – Dwutlenek węgla
• Termity i mrówki – Substancje zawarte w epikutikuli – średnia i
duża masa cząsteczkowa, mała lotność – działają podczas
bezpośredniego kontaktu fizycznego między dwoma osobnikami
• Pszczoła miodna:
• Wydzielina gruczołu Nasonova – wydzielany przez rojące się
pszczoły w momencie napotkania królowej – geraniol, kwas nerolowy,
kwas geraniowy, cytrol
• Zapach gniazda – pomagający w znalezieniu własnego gniazda
• Substancje wabiące robotnice do królowej:
• Substancja królewska – kwas trans-9-keto-decenowy
• Wydzielina gruczołu Koshevnikowa
• Kwas trans-9-hydroksy-2-decenowy – wydzielany przez królową - wabi robotnice do
miejsca gdzie osiadł rój
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
Filmy
https://www.bing.com/videos/search?q=ants+stridulation+soun
d&view=detail&mid=742168B86A5B921953D7742168B86A5
B921953D7&FORM=VIRE - mrówki: strydulacja
https://www.youtube.com/watch?v=a7Dl1CtSihc - pszczoły:
ekspozycja gruczołów Nasonova i działanie feromonów
wywołujących skupianie się
https://www.youtube.com/watch?v=bXbJ0jcd2Y reakcja alarmowa os klecanek
8
Reakcje wywołane przez
porozumiewanie się
126
Proste zachowania porozumiewawcze.
• Rekrutacja – wykorzystujące bodźce wzrokowe,
chemiczne i mechaniczne do skłaniania innych
członków kolonii do działań przynoszących
korzyść całej kolonii
• Alarm – wykorzystujące bodźce wzrokowe,
chemiczne i mechaniczne do obrony gniazda
przed atakiem z zewnątrz
• Rozpoznawanie – wykorzystujące bodźce
wzrokowe, chemiczne i mechaniczne do
rozróżnienia osobników należących do tej samej
kolonii od obcych, rozpoznawania kast i stadiów
rozwojowych: np. królowej
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
Rekrutacja
127
• Porozumiewanie się sprowadzające
współtowarzyszki z gniazda do jakiegoś
punktu w przestrzeni, gdzie zachodzi potrzeba
wykonania pracy.
•
•
•
•
Wspólne poszukiwanie pokarmu,
Budowa gniazda
Obrona gniazda
migracja
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
9
Porozumiewanie się: Rekrutacja
128
• Kanały przepływu informacji:
• Wzrokowe,
• Chemiczne,
• Mieszane – wykorzystujące wyżej
wymienione oraz inne kanały przepływu
informacji:
• Bieg tandemowy,
• Pozostawianie śladów zapachowych.
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
Porozumiewanie się: Rekrutacja
129
• Droga wzrokowa – „Kinopsja”:
• Opiera się na zdolności do odróżniania kształtów i
wykrywania ruchomych przedmiotów,
• Wielkookie mrówki - nie reagują na nieruchomą zdobycz –
natychmiast biegną w jej kierunku kiedy zaczyna się
poruszać.
• Urywany, pełen podniecenia bieg u mrówek Formica
lugubris, które znalazły zdobycz, Formica nigricans widok
biegnącej robotnicy powoduje pobudzenie:
• Zrytualizowana odmiana biegu lokomocyjnego stanowiąca sygnał
wzrokowy – to nie jest pewne,
• Reakcja robotnic odbierających informację jest adaptacyjna i
wskazuje na porozumiewanie się.
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
10
Porozumiewanie się: Rekrutacja
130
• Droga chemiczna – wydzielanie substancji zapachowych
odbieranych przez inne osobniki i wywołujące u nich
odpowiednią reakcją
• Feromony alarmowe:
• 4-metylo-3-heptanon – wydzielina gruczołu żuwaczkowego mrówek
Pogomyrmex badius
• Zwabienie i podniecenie robotnic w promieniu 10 cm.
• Wydzielina gruczołu Nasonova u pszczół:
• Skupianie robotnic zagubionych w czasie zdobywania pokarmu
•
Udział w rekrutacji współtowarzyszek z gniazda do nowo odkrytych źródeł pyłku i nektaru
• Skupianie robotnic podczas rójki kolonii
• Wydzielina gruczołów Arnhardta:
• Rekrutacja współtowarzyszek z gniazda do świeżo odkrytych źródeł pyłku i
nektaru – pozostawianie w pobliżu znalezionego pokarmu chemicznych
„drogowskazów”
• Zapach pokarmu – wpływ na zachowanie współtowarzyszek prymitywna forma porozumiewania rekrutacyjnego.
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
Porozumiewanie się: Rekrutacja
131
•
Bieg tandemowy
•
•
•
•
Wyższy stopień rozwoju chemicznych
metod rekrutacji,
Porozumiewanie się dotyczące
znalezionego pokarmu - informacja o
miejscu występowania pokarmu,
Badanie nowego środowiska.
http://eol.org/data_objects/11556075
„Fizjologiczne i etologiczne aspekty życia społecznego owadów”
11