Кіріспе

Pogonomyrmex barbatus – Pogonomyrmex тұқымдасына жататын жинағыш құмырсқалардың бір түрі. Оның көптеген атаулары бар, мысалы, қызыл құмырсқа және қызыл жинайтын құмырсқа. Бұл ірі (5–7 мм) құмырсқалар құрғақ шапарал мекендеу орталарын ұнатады және Солтүстік Американың оңтүстік-батыс аймағында кездеседі.

Диета

Қызыл жинайтын құмырсқалардың негізгі тамақ көзі әдетте тұқымдардан тұрады, оларды олар көп мөлшерде жинап сақтайды. Тамақ алдымен құмырсқалардың үлкен жамбас мүшелерін пайдаланып нан сияқты консистенцияға дейін ұнтақталады, содан кейін астық сақтауға орналастырылады, бұл колонияның жыл бойы тамаққа қол жеткізуін қамтамасыз етеді. Қызыл жинайтын құмырсқалар үшін тұқым жинау, мирмекохория процесі арқылы олардың экожүйесіне пайда әкеледі, онда құмырсқалар тамақ іздеу кезінде тұқымдарды таратуға көмектеседі. Бұл қарым-қатынастан өсімдіктер де, құмырсқалар да пайда көреді: өсімдіктер таралу аумағы мен тығыздығын арттырады, ал құмырсқалар қоректік заттарға ие болып, келешектегі егін жинау кезінде азық-түлікпен қамтамасыз етіледі. Бұл әдетте өзара тиімді әрекеттесу ретінде қарастырылады. Тамақ іздеу кезінде өлген жәндіктер де жиналады.

Азық-түлік жинау

Қызыл қыранның азық іздеу мінез-құлқы зерттелген. Азық-түлік жинау процесінде үш түрлі жұмыскерлер ең көп қатысады: ұяны бақылаушылар, жол бақылаушылар және азық жинаушылар. Белгілі бір күні ұядан бірінші болып ұяны бақылаушылар шығып, азық іздеудің қауіпсіздігі мен тиімділігін бағалайды. Колонияның судың көп бөлігін тұқымдардағы майлардың метаболизмінен алады. Егер азық-түлік жетіспесе немесе күн аса ыстық болса, азық іздеудің энергиялық және сулық пайдасы, оның энергиялық және сулық шығындарынан кем болуы мүмкін. Мұндай жағдайда колония кең көлемді азық қорына сүйенуге мәжбүр болуы мүмкін. Тұқымдар ұяда бірнеше ай, тіпті бірнеше жыл сақталуы мүмкін. Колония антенналық байланыс арқылы, кутикулярлы көмірсутектерді алмастыру арқылы байланыса алады. Визуалды, уақыттық және иістік сигналдар да қолданылуы мүмкін. Құмырсқа азық іздеуге шешім қабылдағаннан кейін, ұяға азық әкелгенше, көбінесе іздеуді жалғастырады; оралған азық жинаушылардың 90% «сәтті» болады. Сондықтан азық жинаушылардың қайта оралу жиілігі азық-түлік қорының жақсы көрсеткіші. Логикалық түрде, жалпы азық іздеу белсенділігіне оралатын азық жинаушылардың жылдамдығы әсер етеді. Колониялар азық іздеу жылдамдығы жоғары болғанда әртүрлі азық жинаушылардың қайта оралу жиілігіне бейімделуі мүмкін, себебі төмен жылдамдықтарда айырмашылықтарды анықтау қиын. Оралып келген және ұшып кеткен азық жинаушылардың өзара әрекеттесуі секундтар ішінде жүзеге асады. Сәтті оралған азық жинаушылардың саны артқан кезде, ұшып кеткен азық жинаушының ұядан шығуына әдетте үш-сегіз секунд уақыт кетеді. Азық-түліктің жеткіліктілігі әрбір тұқымды табу үшін жүрілген қашықтыққа емес, бір тұқымды іздеуге жұмсалған орташа уақытқа қарай бағаланады. Азық-түлік көп болғанда азық жинаушылар аз уақыт жұмсайды. Жылдам азық іздеу, аймақтағы азық-түлік мөлшеріне қатысты азық жинауды барынша арттыратын, ұшып кеткен азық жинаушылардың жылдамдығын көрсетеді. Тұқымдар құмырсқалар үшін су көзі ретінде қолданылады және көбінесе ұяда бірнеше айдан бірнеше жылға дейін сақталады.

Азық-түлік іздеудегі бәсекелестікке араласу

Түрлер арасындағы бәсекелестік өнім жинаушы құмырсқалар популяциялары арасында бар, бұл табысты азық іздеуге кедергі келтіреді. Мұның бір мысалы – Novomessor cockerelli және Pogonomyrmex barbatus түріндегі өнім жинаушы құмырсқалар арасындағы тұқымдық ресурстарға қол жеткізу үшін бәсекелестік. Novomessor cockerelli құмырсқалары құм мен ұсақ тастармен ұяның кіреберісін "бітеу" арқылы Pogonomyrmex barbatus колонияларына қарсы тікелей бәсекелестік жасайды. Бұл P. barbatus-тың белсенділігін бір-үш сағатқа кешіктіріп, азық іздеуді күнінің кейінгі уақытына, температура едәуір жоғары болғанда дейін ықпалдастырады. Бұл екі жағынан өнімділікті төмендетеді: біріншіден, құмырсқалар кешігіп, нәтижесінде азық іздеуге уақыты азаяды; екіншіден, топырақтың жоғары температурасы өнім жинаушы құмырсқаларды ертерек ұяларына қайтарады, бұл азық іздеу мүмкіндігін қысқартады. Зерттеулер көрсеткендей, әсер еткен P. barbatus популяциялары өз қызметтеріне кедергі келтіруді өтеуге тырыспаған, мысалы, азық іздеу қарқынын арттыру арқылы. Осылайша, қарсылас түрлердің ұяларын бітеуі Pogonomyrmex barbatus түріндегі жұмысшы құмырсқалардың жалпы өнімділігіне кедергі келтіреді.

Касталық жүйе

Қызыл жинайтын құмырсқалар – жоғары деңгейдегі ынтымақтастық пен ұйымдасқан еңбек бөлінісімен сипатталатын эусоциалдық жәндіктер. Жұмысшы кастасы тұқымсыз. Басқа көптеген құмырсқа түрлері сияқты, олардың да көбеюі қанатты алалалар (көбеюге қабілетті) кастасы арқылы жүзеге асады, олар ауа райы оларға ұшып, жұптасуға мүмкіндік беретінше ұяда болады. Жұптасқаннан кейін еркек әдетте өледі, ал сәлден кейін ұрықтанған аналық қолайлы ұя орнын іздеу үшін жерге қайтады. Орын таңдалғаннан кейін, аналық қанаттарын тастап, жаңа колония құру үшін көбейе бастайды. Ол 1–20 жыл бойы, өмірінің соңына дейін "жұмысшы құмырсқаларды" өндіреді. Кейбір аналықтар табиғатта 30 жылға дейін өмір сүруі белгілі. P. barbatus-та көбеюге қабілетті және қабілетсіз міндеттер жоғарыда айтылғандай касталық жүйеге бөлінеді. Кейбір жекелеген құмырсқалар көбею функциясына маманданған, ал басқалары қорғаныс, жұмыртқаларға күтім жасау және азық іздеу сияқты көбеюге қатысы жоқ рөлдерге жауапты. Еңбек бөлінісі жүйесі топтың қалыптасуымен бірге туындайды, екінші реттік бейімделу ретінде емес; әйтпесе, мәжбүрлі түрде біріктірілген жалғыз аналық құмырсқалардың тобында мұндай әлеуметтік құрылымдардың эволюциялық тарихы болмаған жағдайда еңбек бөлінісі пайда болады.

Ұрықтанбаушы каста

Жұмыскер құмырсқалардың көбейтпейтін түрлерінде бес негізгі міндет орындалады: азық табу, ұяны күтіп ұстау, қорғау, қоқыс жинау және жиналыс өткізу. Рөлдері тұрақты емес, химиялық өзара әрекеттесулер қандай құмырсқалардың қандай қызметтерге қатысатынын анықтайды. Сондықтан, бұл міндеттер өте өзгермелі және оларды жеке процестер ретінде қарастыруға болмайды. Бір топтың мінез-құлқының өзгеруі жұмыскер құмырсқалардың басқа топтарында да мінез-құлқының өзгеруіне ықпал етеді.

Ұрық-жітімдік тап

Жаңа колониялардың пайда болуына *P. barbatus* түрiнiң репродуктивтi кастасы жауапты. Әрбір колонияны бiр ғана патшалық құмырсқа құрады. Жаздың ортасындағы муссонды жаңбырдан кейiн, көп сандаған қанатты ата құмырсқалар мен бойжеткен патшалық құмырсқалар жұптасу жиынтықтарына ұшып барады. Сәттi колония құру үшiн *P. barbatus* патшалықтары екі әртүрлi тектiң аталықтарымен жұптасуы керек. Бiр тек колонияның жұмысшiлерiне айналатын құмырсқаларды тудырады. Бұл – колонияның көбеюге қатысы жоқ жұмыстарын атқаратын құмырсқалар. Екiншi тек көбеюге қабiлеттi аналық құмырсқаларды тудырады. Жұптасу жиынтығында аталық құмырсқалармен жұптасқаннан кейiн, патшайым жаңа колония құру үшiн ұшып кетедi. Жаңа ұя орнына келген соң, ол қанаттарынан айырылып, топыраққа ұя салады. Ұяға кiретiн жол жабылып, жұмыртқаларын қауiпсiздiкке шара ретiнде салады. Осылайша колония дүниеге келедi. Келесі алты-сегiз апта iшiнде, көбеюге қабiлетсiз жұмыскер құмырсқалардың бiрiншi ұрпағы шығып, азық iздеуге және колонияны салуға кiрiседi.

Жұптасу мінез-құлқы

Қызыл ормандар құмырсқасының түрлері арасындағы жұптасу көпжылдық және түрге тән. Аталықтар феромондар арқылы өз түрлерінің репродуктивті аналықтарын басқа түрлердің аналықтарынан ажыратады. Бұл, репродуктивті P. barbatus аналықтарының у бездерінен шығарылатын жыныстық қоздырғыш феромондардың нәтижесінде болады. Бұл феромондар физикалық контактіде аталықтармен мінсіз анықталады, нәтижесінде жыныстық мінез-құлыққа ынталандыру туындайды. Жұптасу репродуктивті жиынтықтарда жүзеге асады. Аталықтардың жамбас бездерінен шығарылатын секрециялар бастапқыда осы орындарды белгілейді. Бұл секрециялар аналықтарды, сондай-ақ қосымша аталықтарды тартады, нәтижесінде жұптасу үшін күшті аталықтар арасында бәсекелестік пайда болады. P. barbatus ішіндегі жұптасу жүйесі көптеген омыртқалы жануарлардың лек мінез-құлқымен салыстыруға болады. Аталық құмырсқалар жиналады және бірлесіп аналықтарды тартатын феромонды бөліп шығарады. Феромонды бөліп шығаратын аталықтардың саны неғұрлым көп болса, аналықтарға деген тартымдылық та соғұрлым күшейеді. Бұл тәжірибе кейбір аталықтарға артықшылық беріп, көптерін жұпсыз қалдырса да, аталықтардың жиналуы жалғыз аталықтың феромон шығаруына қарағанда, жалпы алғанда көбірек аналықтарды тартады. Сондықтан, нашар аталықтардың өздері ғана аналықтарды тартуға тырысудан гөрі лекте қалуы тиімді.

Жыныстық таңдау

P. barbatus құмырсқаларының көбею топтарында еркектер арасында қатты бәсекелестік болады. Еркектер аналықтарды қызықтыру үшін бірлескен жұптасу билерін орындайды. Еркек құмырсқалар кездескен әрбір аналықпен жұптасуға тырысады, бірақ аналықтары олармен жұптасуға қарсылық көрсетеді. Осының салдарынан, бірлескен жұптасу билері аналықтарды күшпен бағындырып, сәтті жұптаса алатын ірі немесе жабырқау еркектердің көбеюіне үлкен мүмкіндік береді. Еркек құмырсқалар олардың спермасы көбейіп, басқа еркектердің аналыққа қол жеткізуіне кедерес келтіру үшін, мүмкіндігінше ұзақ жұптасады.

Жауыздық

Қызыл егін жинаушы құмырсқалар шөлдегі мүйізді кескелдердің сүйікті тағамы. Егін жинаушы құмырсқалар өздерінің колонияларын үлкен не кішкентай жануарлардың шабуылдарына, сондай-ақ шабуылға ұшырағандай сезінулеріне қарсы белсенді түрде қорғайды. Олар қатыгез тістейді және олардың шаншулары уытты әрі қатты ауыртады. Бұл әсер лимфа жүйесі арқылы таралып, кейде қауіпті реакцияларды тудырады, әсіресе олардың уына сезімтал немесе аллергиясы бар жануарларда. Жылдар бойы олардың саны азайып келеді, және бұл көбінесе инвазивті қызыл импортталған отты құмырсқамен және аргентиналық құмырсқамен тамақ үшін бәсекелесуге байланысты. Олардың азаюы көптеген жергілікті түрлерге, әсіресе Техас мүйізді кескелі сияқты қызыл егін жинаушы құмырсқалардың негізгі тамақ көзі болып табылатын түрлерге әсер етті.