Кіріспе
Құрттардың қоғамдағы мінез-құлқы
Әлеуметтік құрттардың ұжымдық мінез-құлқы бес негізгі санатқа бөлінеді: ұжымдық және өзара көмектесу арқылы азық іздеу, жыртқыштар мен паразиттерден топтық қорғану, паналау, температураны реттеу және тұрақтандыру үшін жібекпен қаптау. Жәндіктер арасында мінез-құлқы ең күрделілері – құмырсқалар, термиттер, аралар және былдырықтар. Бұл жәндіктер техникалық тұрғыдан эусоциалды жәндіктер деп жіктеледі, бірақ оларды көбінесе әлеуметтік жәндіктер деп атайды. Осы жіктеу жүйесінде эусоциалдық емес, бірақ қауымдық өмір сүретін жәндіктер түрлері пресоциалдық, субсоциалдық, квазисоциалдық немесе басқаша сипатталады, бұл олардың толыққанды әлеуметтік емес екенін көрсетеді. Дегенмен, эусоциалдықтың анықтамалық критерийлеріне ие емес көптеген жәндік түрлері кез келген басқа жіктеу стандарты бойынша әлеуметтік болып табылады. Зоологтардың қатысты қолданатын осы мағынасында, көбелектердің, бабочкалардың және араның личинкалары әлеуметтік жәндіктер саналады. Құрттардың туысқандық қоғамдары қарапайым өзара әрекеттесуден бастап, ынтымақтастықтың күрделі формаларына дейін ауытқып келетін ұжымдық мінез-құлықтарды көрсетеді.
The collective behaviors of social caterpillars falls into five general categories: collective and cooperative foraging, group defense against predators and parasitoids, shelter building, thermoregulation and substrate silking to enhance steadfastness. The most behaviorally sophisticated of the insect societies are found among the ants, termites, bees, and wasps. While these insects are technically classified as eusocial insects they are commonly referred to simply as the social insects. In this scheme of classification, other non eusocial, gregarious species of insects are referred to as presocial, subsocial, quasisocial, or in some other manner that has the unfortunate consequence of suggesting that are not quite social. Yet a significant number of insect species that do not possess the defining criteria of eusociality are by any other standard of classification clearly social and it is in this sense of the term, that employed by zoologists in general, that larval aggregates of moths, butterflies and sawflies are considered social insects. The sibling societies of caterpillars exhibit collective behaviors that vary from simple interactions to more complex forms of cooperation.
Ұжымдық және кооперативтік азық жинау
Әлеуметтік гусеницалар азық іздеудің үш негізгі үлгісін көрсетеді. Бір жапырақпен шектелген азық іздеушілер личинка дамуының әлеуметтік кезеңінде қажетті азықты бір-бірімен жалғасқан жапырақтардан немесе жақын орналасқан бірнеше жапырақтардан алады. Азық іздеу аренасы әдетте қорғаныш жібек қабықшасымен немесе бір-біріне байланған жапырақтармен анықталған. Үлкен ағаштарда жапырақтар әдетте бұтақтың бір бөлігінде, бүкіл бұтақта немесе жақын орналасқан бірнеше бұтақта кездеседі. Ал кішкентай ағаштар мен шөптесін өсімдіктерде бүкіл қожайынды ақырындап қаптап кетуі мүмкін. Осы азық іздеу үлгілерінің әрқайсысын көрсететін әлеуметтік гусеницалардың қаншалықты екенін анықтау үшін зерттеулер жүргізілмегенімен, бір жапырақпен шектелген азық іздеу, ең көп таралған және ең қарапайым түр болып саналады. Бір жапырақпен шектелген азық іздеушілердің белгілі мысалдары: Euonymus гусеницасы, Yponomeuta cagnagella және сұлу ұя гусеницасы, Archips cerasivoranus. Hyphantria cunea көктемгі желкен гусеницасы - дамуының бастапқы кезеңдерінде бір жапырақпен шектелген азық іздеуші. Көшпелі азық іздеушілер тек уақытша тоқтау орындарын құрып, бір жапырақтан екінші жапыраққа жиі көшіп-қонып тұрады. Орман шатырша гусеницасы, Malacosoma disstria және тікенді елім гусеницасы, Nymphalis antiopa – көшпелі азық іздеушілер. Орталық орындағы азық іздеушілер тұрақты немесе жартылай тұрақты баспана салады, одан азық іздеу үшін алысқа шабуыл жасайды. Тамақтану кезеңдері арасында гусеницалар баспанада демалады. Орталық орындағы азық іздеуші әлеуметтік гусеницалардың ең танымал мысалдары – M. disstria емес, шатырша гусеницалары, Еуропаның (Thaumetopoea) және Австралияның (Ochrogaster) процессиялық гусеницалары, сондай-ақ Мексиканың Мадрон гусеницалары. Гусеницалардың азық іздеудегі ең күрделі түрі – құмырсқалар мен термиттер сияқты феромонмен жолдарды белгілеп, бауырларын жолдарына және табылған азықтарына шақыру арқылы байланыс құру. Жұмысқа тартудың ең күрделі мысалдары шатырша гусеницаларынан (Malacosoma) сипатталған. Мысалы, шығыс шатырша гусеницалары (M. americanum) ең пайдалы тамақтану орындарын пайдалануға мүмкіндік беретін, таңдаулы жұмысқа тарту жүйесін қолданады.
Жыртқыш пен паразиттерден топтық қорғаныс
Жинақтасу шұңқырларға жыртқыштар мен паразитоидтардың шабуылына қарсы ұжымдық түрде қорғануға мүмкіндік береді. Мұндай қорғаныс пассивті немесе белсенді болуы мүмкін. Ұжымдық қорғаныстың пассивті түрлеріне сұйылу эффектісі жатады, себебі топтың мөлшері артқан сайын, жыртқыш кездейсоқ түрде бір жеке дарақты таңдап алуының математикалық ықтималдығы төмендейді. Жеке дарақтар өздерін басқалармен қоршап алып, жыртқыштардан қосымша қорғаныс алады. Шұңқырлардың бірлесіп салған баспаналары жыртқыштарға қарсы қорғаныста маңызды рөл атқарады. E. socialis шұңқырларының колониясы құрастырған ұяның берік жібек қабығы құстар мен жұмырқа салатын жыртқыштар үшін дерлік өтпес болып табылады. Баспана салмақтары сияқты, бұл шұңқырлар да, құстар мен жыртқыш аралар белсенді болмайтын қараңғы уақытта ғана ұядан шығады. Жапырақтармен байланған баспаналар және шатыр шұңқырлар мен күзгі желі құрттарының (Hyphantria cunea) бос тігілген баспаналары жыртқыштарды толығымен жоюға мүмкіндік бермейді, бірақ олардың барлығы белгілі бір деңгейде қорқытуға қабілетті, бұл тұрғындарға ашық кеңістікте демалудан артық қорғаныс ұсынады. Көбінесе, шұңқырлар топтасқанда, ескерту түсінің жыртқыштарды ең тиімді түрде қорқытатыны қабылданады. Шындығында, әлеуметтік шұңқырлар арасындағы белсенді қорғаныстың ең көп таралған түрі – ескерту түсін көрсету, көбінесе синхронды денені тіктеу, сілкіну және уытты немесе жағымсыз химиялық заттарды "бірлесіп" құсумен бірге жүреді. Зерттеулер көрсеткендей, дабылдың колония ішінде таралуына көбінесе тактильді және, мүмкін, визуалды сигналдар көмектеседі. Шұңқырлар ұшып жүрген аралар мен шыбындардың қанат соғуынан туындаған әуе дыбыстарын анықтап, жылдам сілкіну қозғалыстарымен жауап береді. Қозған шұңқырлар тудырған және ортақ желі арқылы таратылатын діріл сигналдары, колонияны қауіп туралы ескертудің ең ықтимал тәсілі болып көрінеді.
Қоршау ғимараты
Жібекті ең көп тігетіндер – лепидоптерлік күлдіршіндер. Күлдіршіндер жібекті мол өндіреді және басқа еосоциалдық емес жәндіктермен салыстырғанда, материалдан ірі және салыстырмалы түрде күрделі құрылымдар салады. Сонымен қатар, олар гименоптера және изоптерадан басқа, колониялық синхронизация мен тұрақты түрде баспананы кеңейтуді қамтитын нағыз ұжымдық құрылыс мінез-құлқын көрсететін жалғыз жәндіктер. Brassolis isthmia және Archips cervasivoranus сияқты кейбір әлеуметтік күлдіршіндер жібекті пайдаланып, қоныс өсімдіктерінің жапырақтарын тығыз байланған баспаналарға жинап, азық іздеу кезеңдері арасында демалады. Бірақ күлдіршіндердің ұжымдық түрде салған ең әсерлі құрылымдары, мысалы, Eucheira socialis әлеуметтік пиридтің керемет «бусасы» және лазиокампидтердің шатырлары, тек жібектен жасалған. Күлдіршіндердің ортақ баспаналары көп қызмет атқарады, олар күнге күюге және дене температурасын реттеуге, түлеуге және жыртқыштардан қорғануға көмектеседі. Олар сондай-ақ байланыс орталығы ретінде де қызмет ете алады, онда ашыққан күлдіршіндер тамаққа шақырылады. Күлдіршіндердің әртүрлі сәулеттік ерекшеліктері бар, ұжымдық түрде салынған баспаналарын тудыратын мінез-құлқының механизмдері туралы көп мәлімет жоқ. Эусоциалдық жәндіктердің күрделі, еркін пішіндес құрылымдарынан айырмашылығы, күлдіршіндердің ұяларының түпкілікті пішіні экзогендік факторлармен шартталған. Колониялар баспана салу алдында белсенді түрде орынды таңдауы мүмкін, немесе баспана салу процесі басталғаннан кейін қолайсыз болып шыққан орынды тастап кетуі мүмкін, бірақ барлық ұжымдық салынған күлдіршіндер баспаналары өсімдік бөліктерін бірге тартып немесе жібекті бұтақтар мен жапырақтардың айналасына орап жасалады. Зерттеулер көрсеткендей, күлдіршіндердің жібегінің ішкі қасиеттерінің немесе оның оралу тәсілінің ұсақ айырмашылықтары, желкен ұясы пішінінің түрлер арасындағы айырмашылықтарын түсіндіруде личинкалардың қозғалыс үлгілеріндегі айқын айырмашылықтардан маңыздырақ болуы мүмкін.
Терморегуляция
Көптеген әлеуметтік балдырлар гелиотермді, яғни күн сәулесінде жылынып, дене температурасын көтереді. Мұндай күнге бет бұру әрекеті туысқандардың қатысуымен едәуір күшейеді. Ауа температурасы төмен болатын жыл мезгілінде жем жейтін балдырлар, әсіресе, жиынтық күнге бет бұрудан пайда көреді. Euphydryas aurinia нимфалид көбелегінің көктемде жем жейтін личинкалары (қалқа салмастан тіршілік ететін түр), ашық жерде "en masse" күнге бөленіп, денелерін тығыз жинап, конвекциялық жылу жоғалтуды азайтады. Суық күндері күн сәулесінің күшті болуы, олардың топтасуы және дене қабығының қараңғы түсі личинкаларға (Tbody − Tambient) 30 °C-қа дейін температураның артуын қамтамасыз етеді. Күннің жылуын сақтайтын баспаналар салу арқасында әлеуметтік түрлер дене температурасын одан да жақсы реттеуге мүмкіндік алады. Шатыр құрттарының (Malacosoma) кең жайылған баспаналары колонияның "en masse" күнге бөленіп, жылынуына жеткілікті үлкен бетті қамтамасыз етеді, ал құрттар ұяларын күн сәулесін толық пайдалану үшін тиімді бағыттайды. Бұл құрылыстардың жібек қабырғалары конвекциялық жылу жоғалтуына тосқауыл қояды, нәтижесінде олар миниатюралық жылыжайлар сияқты жұмыс істейді. Егер M. americanum шатырлары күннен қорғалса, құрттар көктемдегі салқын температурадан жоғары дене температурасын көтере алмайды және өсе алмайды. Шатырлар күнге ұшырағанда, олардың қабатты құрылымы термиялық жағынан әртүрлі микроорта құрайды, онда құрттар терморегуляция үшін бөлімшеден бөлімшеге қозғалу арқылы температураны реттей алады. Сонымен қатар, зерттеулер шатырдың бетінде топтасып күнге бөлінетін құрттардың шекаралық қабат әсері мен конвекциялық қорғаныс арқасында жақын маңдағы бұтақтардағы жалғыз құрттарға қарағанда дене температурасының айтарлықтай жоғары болатынын көрсетті. Бұл мінез-құлықты Eriogaster lanestris, кішкентай жұмыртқалы көбелектің қауымдық құрттары көрсетеді. Сыртқы жылу көзі болмаған жағдайда, жиналған әлеуметтік құрттардың дене температурасы қоршаған орта температурасынан бірнеше градус Цельсийге жоғары болуы мүмкін. Бұл құбылыс алғаш рет 1938 жылы Vanessa құрттарында тіркелген. Кейіннен жасалған басқа зерттеулер шырша процессиялық құрты Thaumetopoea pityocampa паналауында құрттар болғанда 2-3 °C-қа дейін жоғарылап, олар тамақтану үшін құрылыстан шыққанда салқындағанын көрсетті. E. lanestris әлеуметтік құрттарының зерттеулері ұяның ішкі температурасы қоршаған орта температурасынан 6,7 °C-қа дейін жоғары екенін көрсетті, бірақ орташа температураның 2-3 °C-қа жоғарылауы басқа түрлер үшін тіркелген мәліметтермен сәйкес келді. Бұл түрлер үшін тіркелген жылулық пайдалар, құрттар тамақ өңдеген кезде туындайтын метаболикалық жылуды ұстап қалумен байланысты.
Тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін субстратты жібектеу
Қаптамалар өздерінің қожайын өсімдіктерінің бұтақтарымен қозғалғанда көп мөлшерде жібек тоқиды. Кейбір түрлердің жібегінде феромон болады, ол колонияның бір жерден екінші жерге жылжуын бағыттайды. Басқа түрлерде жібекке тәуелсіз іздеу феромоны шығарылады. Екеуінің де жағдайында, жібектің басты қызметі – қаптамалардың қожайын өсімдігінің тегіс бетінде жылжу кезінде сенімділіктерін арттыру болып көрінеді.