معلومة

لماذا يحفر النمل الممرات السطحية؟

لماذا يحفر النمل الممرات السطحية؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

قبل أيام قليلة لاحظت ممرًا بناه ويستخدمه النمل يمر عبر مسار في الحقول:

لماذا يبنونه؟ يبدو أنه لا يجلب أي حماية كبيرة من البيئة المحيطة ويكلفهم بالتأكيد الكثير من العمل.

التقطت الصورة في الصباح عندما كانت درجة الحرارة منخفضة فلا يوجد نشاط مرئي للنمل.


ليس لدي ذلك معي ، لكن كتاب مغامرات بين النمل لمارك موفيت ، والذي أوصي به بشدة إذا كنت مهتمًا بشكل غامض بالنمل ، يصف إنشاء مسارات مثل هذه. يبدو أن بعض النمل يبني "طرقًا سريعة" من نوع ما تحت الأرض ، ومثل هذا المسار الغارق هو في الواقع خطوة وسيطة في بناء مثل هذا الطريق. لا أتذكر الأسباب المحددة الواردة في الكتاب ، لكنني أتوقع الحماية (إن لم يكن من العناصر ، فعندئذ من الحشرات الأخرى والنمل المنافس على وجه الخصوص) والكفاءة (تقلل من تجول النمل في هذا الجزء من رحلتهم) سيكون متضمن. نظرًا لمدى قصر المسار في الصورة ، فقد يكون أيضًا مسارًا تحت الأرض ينخفض ​​فيه السقف لقسم.

أنا لا أقول أن هذا ما تظهره صورتك ، أو حتى أن النمل الذي كنت تنظر إليه عادة ما يصنع مثل هذه المسارات ، وأدرك أنني من الناحية الفنية لا أجيب حتى على سؤالك ، لكنني آمل أن يكون هذا تأكيدًا على أن هذه ظاهرة يحدث ذلك والتوصية بكتاب يجيب على سؤالك هي بداية جيدة.

تحرير - وجدت الكتاب!

أنواع النمل الموصوفة في هذا القسم هي نملة Marauder ، وهي نوع من الهند لذلك من المحتمل ألا يكون من النوع الذي رأيته. لكن الدوافع الموصوفة في الكتاب يمكن أن تكون قابلة للتحويل. بعض الاقتباسات من فصلي "الطرق" و "الدفاع":

تحافظ مستعمرات اللصوص على تدفق سريع وثابت ومحمي جيدًا للغذاء والعمالة على مساراتها. في حين أن مستعمرات النمل الصغيرة ، مثل الناس في المجتمعات الصغيرة ، قادرة على الوصول وتوزيع الإمدادات التي يحتاجونها بدون طرق ، تعتمد المجموعات الأكبر على بنية تحتية معقدة للغاية لدرجة أنها في النمل اللصوص تنافس أنظمة الطرق السريعة البشرية. (...)

تتجنب مستعمرات اللصوص كلاً من الازدحام ومواجهات الأنواع ، مثل ذلك مع دياكاما عامل [لقاء موصوف في بداية الفصل حيث يتسبب قتل هذا العامل الضال من نوع آخر في اضطراب كبير في تدفق حركة المرور] ، عندما تكون الممرات في حالة جيدة. تعتبر جهود بناء الطرق السريعة جزءًا من الخدمات اللوجستية للمجتمع ، حيث توفر خطوط إمداد للمقاتلين الجدد على الخطوط الأمامية بالإضافة إلى طرق مبسطة لإعادة النهب إلى الوطن [2]. يتم الاعتناء جيدًا بالمسارات الرئيسية - وهكذا يمكن تمييزها عن المسارات العابرة التي أنشأتها الغارات

وتشير الملاحظة بعد "النهب" إلى ما يلي:

تم تناول التكلفة المنخفضة التي يتحملها النمل بسبب التمسك بمسارات واضحة بدلاً من المرور فوق الأرض الوعرة في JH Fewell 1988 ، تكاليف الطاقة والوقت للبحث عن النمل هارفرستر ، Pogonomyrmex occidentalis, Behav. ايكول. سوسيوبيول. 22:401-408.

وصف لمبنى الممرات ، والذي يتطابق مع بعض كيف تبدو الصورة:

يشارك كل فئة حجم عامل في إنشاء الطرق. تقضي جميع الطوائف على المخالفات السطحية على طول الجذع: في حين أن الوسائط [الطبقة المتوسطة] والطبقات الكبرى [الكبيرة] تنقش الجذور والحصى المدمجة ، فإن العمال الصغار [الصغار] يستخرجون حبيبات التربة ، مما يؤسس شكل الطريق المقعر قليلاً في المقطع العرضي. يتم التخلص من الخبث على طول حواف الممر ، حيث يتراكم في السدود (...). عندما تكون الأرض رطبة ، يقوم العاملون في وسائل الإعلام والصغار ببناء الأسوار في غطاء تربة كامل ، أو ممر ذو أسقف رقيقة ، مصنوع من التربة المستخرجة من سطح الممر أو من أعمدة التعدين - الأنفاق ذات النهايات العمياء بالقرب من الممر المستخدمة على وجه التحديد المحاجر.

إبداء أسباب لوجودها:

ما فائدة كل هذا الجهد؟ لا ، على ما يبدو ، كحماية من العناصر. الأعمال الترابية تنهار في المطر وتتفكك عندما تجف الأرض. الممرات رقيقة بما يكفي للثقب بضغطة من الإصبع ، مما يعني أن الطريق يكون مقاومًا للعوامل الجوية فقط عندما ينتقل عبر نفق تحت الأرض ، وربما يتم حفره ثم تركه حيوانات أخرى. بدلاً من ذلك ، بالقرب من العش ، قد يتخذ النمل طريقًا تحت الأرض خاصًا به: بمرور الوقت ، يمكن لأطقم البناء أن تخدش الكثير من التربة من سطح الممر بحيث تغرق الطريق السريع عن الأنظار ، وعند هذه النقطة يبدو أن النمل قادر على بناء غطاء أكثر سمكًا ومقاوم للمطر يتدفق مع الأرض المحيطة.

الوظيفة الرئيسية لهذا المبنى الذي لا هوادة فيه هي الدفاع. نظرًا لأن مسارات الجذع تمتد لعشرات الأمتار ، فإنها تسافر عبر الأراضي التي تسيطر عليها أنواع النمل الأخرى. لذلك يجب تنظيم النمل اللصوص لحماية مسارات الجذع من الجيران العدوانيين أو حتى من المارة التعساء مثل دياكاما.(… )

... بعد اكتمال الممرات [،] دياكاما يمكن للعمال الآن السير على درب الجذع ، وهم يجهلون بسعادة الصناعة التي تحتها. إذا غرق ممر تحت الأرض ، فسيكون محميًا مثل ممر في مخبأ الجيش ، وهو آمن حتى من سقوط البشر.

تم تشييد الحواجز فوق الممرات والأحكام لمنع المعارك بين مستعمرات النمل اللصوص المتنافسة أيضًا. وحيثما يكونون غائبين ، يمكن أن يستمر القتال يومًا ويشترك فيه آلاف العمال الصغار ، الذين يتدفقون على طول خط التماس بين الجيوش.


فورميكا يتكون النمل من ثلاثة أنواع: فورميكا انتيجرا (نمل الخشب الأحمر) ، فورميكا تحت الماء، و إكسيتويد فورميكا (ألغيني تل النمل). و انتجرا لونها أحمر ثنائي اللون ، وغالبًا ما يكون البطن أغمق بكثير من الصدر. واو انتيجرا يتغذى على مفصليات الأرجل الأخرى مثل يرقات ذبابة المنشار ، وخنافس اللحاء ، والنمل الأبيض ، ونحل العسل ، ويميل إلى حشرات المن ، والسيليدات ، والحشرات القشرية من أجل المن. F. subericea كلها سوداء وتتغذى أيضًا وتميل إلى الحشرات الأخرى. F. exectoides هو نمل أحمر-أسود منتشر في شرق الولايات المتحدة.

يمكن أن يكون نمل الفورميكا آفات في المناطق المفتوحة والمشمسة ، مما يؤدي إلى بناء أكوام يمكن أن تعطل سطح العشب. لإبقاء الظل بعيدًا عن الكومة ، سيلحق النمل أضرارًا بالغة بالنباتات القريبة.


المقدمة

نمل الصحراء كاتاغليفيس فورتيس، تعيش وتتغذى في أحواض الملح في شمال الصحراء ، وهي موطن خالي من الملامح في الغالب خالي من الغطاء النباتي والعلامات المرئية الأخرى التي يمكن استخدامها للتوجيه. لذلك ، فإن الأداة الملاحية الأكثر أهمية والأكثر استخدامًا في النمل الصحراوي هي نظام تكامل المسار (Wehner ، 1968 Wehner ، 2003 Wehner and Srinivasan ، 2003). يمكّنهم هذا النظام من الاقتراب من العش على طريق مباشر من أي موقع من خلال تزويدهم بمتجه منزلي محدث باستمرار (للمراجعات ، انظر Collett et al.، 1999 Wehner and Srinivasan، 2003 Merkle et al.، 2006b). عندما تعثر النملة على مادة غذائية وتحمّلها ، فإنها تقوم ببساطة بتشغيل ناقلها المنزلي وتعود إلى العش عبر أقصر طريق ممكن. إن لعب عكس ناقل المنزل يمكّنه من العودة إلى موقع التغذية (Wehner et al. ، 2002).

ومع ذلك ، فإن عملية تكامل المسار معرضة للخطأ (Wehner and Wehner، 1986 Müller and Wehner، 1988 Merkle et al.، 2006a Merkle and Wehner، 2008b). لذلك ، يحتاج النمل إلى نظام احتياطي يسمح له بالتعويض عن تلك الأخطاء التي تراكمت أثناء البحث عن الطعام وإعادة التوجيه. عندما لا يقودهم ناقل المنزل بالضبط إلى مدخل العش ، فإنهم يقومون بتشغيل برنامج بحث منهجي ، وبالتالي تنفيذ حلقات ذات حجم متزايد يتم مقاطعتها من خلال العودة المنتظمة إلى نقطة البداية للبحث المنهجي (Wehner and Srinivasan، 1981 Müller and وينر ، 1994). حتى أن النمل يأخذ في الاعتبار طول رحلة البحث السابقة عن طريق تغيير أنماط البحث الخاصة بهم وفقًا لذلك (Merkle et al. ، 2006a).

بالإضافة إلى ذلك ، يستفيد النمل الصحراوي أيضًا من الإشارات الخارجية ، وخاصة المعلومات التاريخية ، من أجل تقليل أخطاء تكامل المسار إلى الحد الأدنى. عند البحث عن الطعام في بيئات مزدحمة أو عند مواجهة معالم صناعية ، يمكنهم استخدام هذه المعلومات القائمة على المعالم للعثور على العش أو وحدة التغذية المألوفة ، أو لإنشاء طرق بين العش والمغذي (Collett et al. ، 1998 Heusser and Wehner ، 2002 Wehner، 2003 Wehner and Srinivasan، 2003). أظهرت العديد من الدراسات أن المعلومات التي تم الحصول عليها عن طريق استخدام المعالم يمكن أن تتجاوز المعلومات التي قدمها مكمل المسار (Wehner et al. ، 1996 Collett and al. ، 1998 Andel and Wehner ، 2004). ما هي المعلومات التي يتم استخدامها فعليًا عندما تتعارض المعلومات المقدمة من معالم موقع العش مع المعلومات التي تم الحصول عليها بواسطة مكمل مسار النمل ، ويعتمد على السياق والعلاقة بين موقع المعالم وحالة تكامل المسار (Bregy et آل ، 2008).

النمل الذي يعيش في بيئات فوضوية مثل نملة الصحراء الأسترالية ، ميلوفورس باجوتي، تعتمد بشكل أساسي على معلومات المعالم. ينشئ هؤلاء النمل طرقًا قائمة على المعالم أثناء الرحلات الداخلية والخارجية (Kohler and Wehner ، 2005 Wehner et al. ، 2006) ، وفي الحصول على مثل هذه المسارات ، استخدم المعالم القريبة والبعيدة (البانورامية) [بالنسبة إلى الأخير ، انظر Narendra (Narendra) ، 2007)].

عندما يكون لنمل الصحراء مسارًا مختلفًا إلى وحدة التغذية مقارنة بالعش ، فإن حالته التحفيزية (إعادة التوجيه أو البحث عن الطعام) تحدد المسار التاريخي (الداخل أو الخارج) الذي يتم اتباعه (Harris et al. ، 2005 Wehner et al. ، 2006) [ انظر أيضًا Dyer et al. لنحل العسل (داير وآخرون ، 2002)]. في دراسة سابقة ، أظهرنا أن العكس يحدث أيضًا ، أي أن المعالم يمكن أن تغير الحالة التحفيزية للباحثين عن العلف (Merkle and Wehner ، 2008 أ). تم التقاط الحيوانات التي كانت في منتصف الطريق بين العش وموقع التغذية المألوف ونقلها إلى حقل اختبار بعيد. في حالة عدم وجود أي معالم أثناء التدريب والاختبار ، تغيرت جميع النمل تقريبًا على الفور من حالة متجه للخارج إلى حالة داخلية لناقلها ، أي أنها أجهضت رحلة البحث عن الطعام وعادت نحو العش. ومع ذلك ، عندما كانت المعالم موجودة خلال النصف الثاني من الجري للخارج أثناء التدريب والاختبار ، واصل عدد ملحوظ من النمل عمليات البحث عن الطعام إلى وحدة التغذية.

في هذه الدراسة ، قمنا باستقصاء تأثير المعالم على النمل بحثًا عن الطعام بدلاً من سلوك توجيهه. تم القبض على النمل فور مغادرته العش وتم نقله إلى منطقة اختبار غير معروفة. كان هؤلاء النمل على وشك البدء في البحث عن الطعام ، وبالتالي لم يبذلوا أي جهد للبحث عن الطعام في هذه المرحلة. وبالتالي ، فقد اختلفوا عن النمل الذي تم اختباره في التجربة المذكورة أعلاه والذي كان بالفعل في رحلات البحث عن الطعام. نظهر أن الأمر يعتمد على وجود إشارات المعالم ما إذا كان النمل يبدأ بالفعل في البحث عن الطعام أو بالأحرى يحاول العودة إلى العش. بالإضافة إلى ذلك ، نحن نتحرى التفاعل بين معلومات المعالم والمعلومات التي يوفرها مكمل المسار في الرحلات المتجهة للخارج بدلاً من الرحلات الداخلية التي تمت دراستها بشكل أكثر شيوعًا.


لماذا النمل يحكم العالم

اعتمد على النمل ليكون أول ضيوف غير مدعوين يظهرون في نزهة. تُظهر مآثرهم المذهلة مدى إنتاجيتهم وأهميتهم وتلمح إلى سبب ازدهارهم في أي موطن تقريبًا.

لم يكن دائمًا عالم نملة. يقدر العلماء أن النمل الحديث تطور لأول مرة منذ حوالي 120 مليون سنة. لكن سجل الحفريات يشير إلى أن النمل في ذلك الوقت لم يكن الحشرة السائدة كما هي اليوم. بعد 60 مليون سنة فقط ، عندما تكيف بعض النمل مع العالم الجديد للنباتات المزهرة ونوّع نظامهم الغذائي ، حقق المخلوقات هيمنة بيئية.

منذ ذلك الحين ، حققوا نجاحًا كبيرًا في مسيرة الكوكب [معرض الصور].

يقدر العلماء أن حوالي 20000 نوع من النمل تزحف على الأرض. صنف علماء التصنيف أكثر من 11000 نوع ، والتي تمثل ما لا يقل عن ثلث الكتلة الحيوية للحشرات. وفقًا لإحدى الدراسات الاستقصائية ، فإن الثقل المشترك للنمل في منطقة الأمازون البرازيلية أكبر بنحو أربع مرات من الكتلة المجمعة لجميع الثدييات والطيور والزواحف والبرمائيات.

النمل في العالم
حوالي 20000 نوع من النمل تزحف حول العالم. في هذا الجديد معرض الصور، انظر إلى عدد قليل منهم ، من المصور وعالم الحشرات أليكس وايلد من جامعة أريزونا. لدى Wild المزيد من صور النمل على موقع الويب الخاص به.

الكل يعرف النمل

يحكم النمل بسبب العديد من الطرق المختلفة التي تكيفوا بها مع العمل والأكل.

حتى مظهرهم والمكان الذي يعيشون فيه يتناقض من نملة إلى أخرى. يمكن أن تكون صغيرة مثل المليمتر ذرة أوليغوميرمكس أو كبيرة مثل طولها 1.5 بوصة دينوبونيرا. تأتي في مجموعة من الألوان من الأصفر والأحمر إلى الأسود. توجد في الصحاري والغابات المطيرة والمستنقعات ومدشاني في أي مكان ولكن أبرد وأعلى الأماكن على وجه الأرض.

قال فيليب وارد ، عالم الحشرات في جامعة كاليفورنيا في ديفيس: "كل اللغات البشرية تقريبًا لها كلمة تعني نملة". "إنها فكرة عالمية. هذا ليس صحيحًا بالنسبة للعديد من الحشرات." نشر وارد كتابًا تمهيديًا عن النمل في عدد مارس من المجلة علم الأحياء الحالي.

مجموعة من السلوكيات

يتغذى العديد من النمل من النباتات المزهرة الغنية بالكربوهيدرات. تقوم بعض أنواع النمل الحفار ببناء ملاجئ دفاعية حول قاعدة النباتات للحماية من الحشرات الأخرى وحماية إمداداتها الغذائية.

ابتكر النمل الذي يعيش في الموائل الحارة والجافة طرقًا للبقاء على قيد الحياة لفترات طويلة من الجفاف عن طريق تخزين الطعام. مجموعات العلوم الشعبية للأطفال ، مزارع النمل في Uncle Milton ، يديرها هاردي Pogonomyrmex californicus حصادات البذور التي تجمع في البرية مخزونات ضخمة من البذور تحت الأرض. يستخدم نمل وعاء العسل أجسادهم كحاويات تخزين.

بعض النمل يقاتل من أجل الغذاء. هوائيات سميكة على رؤوس النمل في الجيش تصمد أمام المعارك ضد النمل الآخر. النمل فخ الفك ، سنية، أغلق فكيهم المفترس بسرعة بحيث يمكنك سماع صوت طقطقة. يسرق النمل القاتل الرقيق الأطفال من أعشاش جيرانهم.

تقوم الإناث بكل العمل

توظف عائلة من النمل الملكات والبستانيين وقطاع الطرق الذين طوروا أدوات ومهارات متخصصة لإنجاز وظائفهم. داخل كل نوع ، يختلف تقسيم العمل حسب عمر الفرد وجنسه.

يميل النمل الذي يعتني بالحضنة ويعمل داخل العش إلى أن يكون أصغر سناً ، في حين أن أولئك الذين يدافعون عن العش ويبحثون عن الطعام بالخارج هم أكبر سنًا. مثل كل الأنواع الاجتماعية من رتبة غشائيات الأجنحة ، تقوم إناث النمل بكل الأعمال التي يقوم بها الذكور فقط لنشر جيناتهم حولها.

قال أليكس وايلد ، عالم الحشرات في جامعة أريزونا: "الذكور هم صواريخ صغيرة من الحيوانات المنوية الطائرة".

جميع أنواع النمل اجتماعية ، لكن بعض الأنواع طورت مجتمعات اجتماعية معقدة بينما يظل البعض الآخر أكثر بدائية. بينما يصطاد بعض النمل في الحفلات ، يصطاد نملة البلدغ الأسترالية في عزلة بسيطة ، باستخدام عينيه الكبيرتين بدلاً من الإشارات الكيميائية المعقدة.

كل يوم اثنين ، تستكشف سلسلة LiveScience هذه جانبًا رائعًا من العالم من حولك.

قال وايلد: "المستعمرات صغيرة. ليس هناك الكثير من الاختلاف المورفولوجي بين الملكات والعمال". "لم يطوروا العديد من سمات النملة".

النمل مصاص الدماء

تباعدت سلالة دراكولا القديمة عن أسلافهم من النمل قبل ظهور سلوك تقاسم الطعام والقدرة على اجترار الطعام. بدلاً من ذلك ، يقومون بعمل ثقوب في بطن يرقاتهم لامتصاص دماء أخواتهم.

على عكس الأنواع الاجتماعية الأخرى مثل النحل والدبابير ، فإن معظم النمل يفتقر إلى الأجنحة وقد طور ترسانة من المواد الكيميائية لتسهيل الاتصال على الأرض.

قال وارد: "كونك بلا أجنحة يضع قيودًا على البحث عن الطعام". "عليهم أن يجمعوا كل طعامهم على الأرض ، وهذا يعني أن الاتصال الأرضي مهم للغاية."

تستدعي إشارات المواد الكيميائية التواريخ والإنذارات ومواقع الطعام. عندما تكون مستعدة للتزاوج ، ستصعد ملكة بعض الأنواع إلى نقطة عالية ، وتلتصق بظهرها في الهواء ، وتطلق فرمونًا يلفت انتباه الرجال.

ينبعث النمل من فرمونات الإنذار من غدة في أفواههم إذا أزعج شيء ما عشهم.

قال وايلد: "إنه يتسبب في انقلاب النمل". "إنها إشارة إلى أن يمسك النمل يرقاته والركض تحت الأرض إلى بر الأمان. يبدأ المدافعون عن العش بالركض وفكهم السفلي مفتوحًا استعدادًا للعض ولسع الأشياء."

التواصل هو المفتاح

يمكن للبشر الشعور بهذه الفيرومونات أيضًا. نمل السترونيلا البرتقالي اللامع ، الموجود فقط في أمريكا الشمالية ، يصنع رائحة حمضيات قوية. ومع ذلك ، ليست كل الفيرومونات ذات رائحة حلوة. أعضاء فيدول نتن مجموعة من البراز عند الانزعاج.

يقود النمل الطريق مع الكابينات الكيميائية ، ورسم خرائط المسارات وتجنيد زملائه العمال لاتباع المسارات المؤدية إلى المؤن.

قال وايلد: "نجاح النمل يكمن في الطريقة التي اكتشفوا بها كيفية استخدام سلوكهم الاجتماعي لتعظيم وسيلة لجلب الموارد". "لقد طوروا أنظمة اتصال حتى يتمكنوا من التواصل بسرعة. لهذا السبب تحصل على أعداد هائلة من النمل في نزهة الخاص بك."


كيف ينظم النمل نفسه لبناء أعشاشه

يبني النمل بشكل جماعي أعشاشًا يمكن أن يصل حجمها إلى عدة آلاف من النمل الفردي والتي تكون هندستها المعمارية معقدة للغاية في بعض الأحيان. ومع ذلك ، تظل قدرتهم على التنسيق بين عدة آلاف من الأفراد عند بناء أعشاشهم لغزا. لفهم الآليات المتضمنة في هذه العملية ، قام باحثون من CNRS و Universit & eacute Toulouse III - Paul Sabatier و Universit & eacute de Nantes [1] بدمج التحليل السلوكي والتصوير ثلاثي الأبعاد وتقنيات النمذجة الحسابية. يُظهر عملهم أن النمل ينتظم ذاتيًا من خلال التفاعل مع الهياكل التي يبنونها بفضل إضافة فرمون لمواد البناء الخاصة بهم. تتحكم هذه الإشارة الكيميائية في نشاط البناء محليًا وتحدد شكل العش. كما أن انهياره بمرور الوقت وبسبب الظروف البيئية يمكّن النمل من تكييف شكل أعشاشهم. تم نشر هذا العمل في PNAS في 18 يناير 2016.

يتكون عش نمل الحديقة السوداء ، Lasius niger ، من جزء تحت الأرض يتكون من شبكة من صالات العرض ، وكومة من الأرض تتكون من عدد كبير من الغرف على شكل فقاعة مترابطة بشكل وثيق مع بعضها البعض. باستخدام تقنيات التصوير ثلاثي الأبعاد مثل التصوير المقطعي بالأشعة السينية [2] والماسح الضوئي ثلاثي الأبعاد ، قام الباحثون بتمييز الهياكل ثلاثية الأبعاد التي صنعها النمل بالإضافة إلى ديناميكيات البناء. بالإضافة إلى ذلك ، قاموا بتحليل سلوك البناء الفردي للنمل.

في الجزء الموجود فوق الأرض ، تكدس الحشرات مواد البناء الخاصة بها لتشكل أعمدة تحيط بالغرف. يقوم النمل بإيداع حبيبات التربة بشكل تفضيلي في المناطق التي تم فيها بالفعل تكوين مجموعات أخرى من الكريات. يضيفون فرمونًا إلى مادتهم ، مما يحفز النمل الآخر على البناء في نفس المكان ، مما يؤدي إلى تكوين أعمدة متباعدة بانتظام. عندما تصل الأعمدة إلى ارتفاع مساوٍ لمتوسط ​​طول جسم النملة ، يقوم العمال ببناء أغطية فوق الأعمدة. يستخدمون حجم أجسامهم كقالب لتحديد متى يجب عليهم التوقف عن البناء عموديًا والبدء في إيداع الكريات بشكل جانبي. وهكذا يستخدم النمل نوعين من التفاعلات غير المباشرة من أجل بناء بنى معقدة.

بالإضافة إلى ذلك ، يتفكك الفرمون بمرور الوقت بمعدل يعتمد على الظروف المناخية ، مما يمكّن البناء من التكيف مع البيئة. على سبيل المثال ، في بيئة جافة تتناقص كمية الفرمون بسرعة وبالتالي يتم بناء عدد أقل من الأعمدة. وبالتالي فإن الغرف أكبر ، مما يمكّن النمل من التجمع هناك من أجل الحفاظ على الرطوبة القليلة الموجودة هناك. من ناحية أخرى ، في بيئة رطبة ، يستمر الفيرمون لفترة أطول ، مما يؤدي إلى عدد أكبر من الأعمدة وغرف أصغر.

ثم طور الباحثون نموذجًا رياضيًا ثلاثي الأبعاد لبناء العش ، تم الحصول عليه من خلال تحليل السلوك الفردي للنمل. يوضح النموذج أن نوعي التفاعلات غير المباشرة التي يستخدمها النمل لتنسيق نشاطهم يعيد إنتاج ديناميكيات البناء والهياكل التي تم بناؤها أثناء التجارب بأمانة. كما يسلط الضوء على الدور الرئيسي الذي يلعبه فرمون المبنى في ديناميكيات النمو وأشكال الأعشاش.

[1] في Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CNRS / Universit & eacute Toulouse III - Paul Sabatier) و Laboratoire d'Informatique de Nantes Atlantique (CNRS / Universit & eacute de Nantes / Ecole des Mines de Nantes).

[2] التصوير المقطعي بالأشعة السينية هو تقنية تصوير غير مدمرة يمكن استخدامها لإعادة بناء شكل الجسم في صورة ثلاثية الأبعاد عن طريق تجميع شرائح افتراضية.


دراسة: النمل "محصن" من الاختناقات المرورية

تعليقات القراء

شارك هذه القصة

من المعروف أن النمل أفضل بكثير من البشر في تنظيم تدفق حركة المرور الجماعية عند البحث عن الطعام ، ولكن كيفية تمكنهم من القيام بذلك ليست مفهومة تمامًا. حتى في الظروف الكثيفة والمزدحمة ، لا تزال مستعمرات النمل قادرة على الحفاظ على تدفق حركة المرور على نحو سلس وفعال ، وذلك في المقام الأول من خلال تعديل سلوكها للتكيف مع الظروف المتغيرة ، وفقًا لورقة بحثية جديدة في مجلة eLife.

النمل هو مثال كتابي للسلوك الجماعي. يتصرف عدد قليل من النمل المتباعد بشكل جيد مثل النمل الفردي. لكن احزم ما يكفي منها معًا بشكل وثيق ، وستتصرف وكأنها وحدة واحدة ، تظهر خصائص صلبة وسائلة. كان هناك عدد من الدراسات على مدى العقد الماضي أو نحو ذلك تتعلق بالسلوك الجماعي لهذه الحشرات الرائعة.

على سبيل المثال ، في عام 2008 ، بنى العلماء الألمان طريقًا سريعًا للنمل في المختبر ، مكتملًا بما يعادل تقاطعات الطرق السريعة ، حتى يتمكن النمل من التنقل بين عشه ومصدر غذاء سكري. ثم راقب العلماء كيف وجد النمل بسرعة أقصر طريق ممكن بين الاثنين. كنت تتوقع أن تتشكل الاختناقات بالقرب من التقاطعات ، كما يحدث على الطرق السريعة البشرية. بدلاً من ذلك ، كلما بدأ طريق ما بالانسداد ، قام النمل العائد إلى العش بمنع النمل من السفر في الاتجاه المعاكس ، مما أجبرهم على إيجاد طريق بديل.

في العام الماضي ، درس مختبر الفيزيائي دانييل جولدمان في جامعة جورجيا للتكنولوجيا كيف يعمل النمل الناري على تحسين حفر الأنفاق. هذه الأنفاق ضيقة ، ولا تكاد تتسع لاثنين من النمل ، ومع ذلك نادرًا ما تحدث الاختناقات. عندما تواجه نملة نفقًا يعمل فيه النمل الآخر بالفعل ، فإنها تتراجع للعثور على نفق آخر. ومن المفيد أيضًا أن جزءًا بسيطًا فقط من المستعمرة يقوم بالحفر في أي وقت: 30٪ منهم يقومون بـ 70٪ من العمل.

في هذه الدراسة الأخيرة ، أجرى علماء من مركز أبحاث الإدراك الحيواني بجامعة تولوز وجامعة أريزونا تجارب على النمل الأرجنتيني (Linepithema متواضع). لقد ربطوا كل مستعمرة نملة بمصدر غذاء عبر الجسور. استخدموا جسورًا بعرض مختلف (5 مم ، 10 مم ، 20 مم) مع مستعمرات مختلفة بأحجام مختلفة (بين 400 إلى 25600 نمل فردي) ، كان من الأفضل التحكم في الكثافة (أي عدد الحشرات لكل وحدة سطح). ثم راقب العلماء حركة النمل على مدار 170 تجربة ، وسجلوا معدلات التدفق (عدد النمل الذي يقطع مسافة معينة لكل وحدة زمنية) ، وسرعة النمل ، وعدد مرات اصطدام النمل.

ووجد الباحثون أن تدفق حركة المرور ظل سلسًا وثابتًا حتى عندما وصلت الجسور إلى 80٪ من طاقتها. (للمقارنة ، مع المشاة أو السائقين من البشر ، يبدأ تدفق حركة المرور في التباطؤ عندما تتجاوز السعة 40٪.) ما سر النمل؟ ينظم النمل نفسه بنفسه ، ويكيف "القواعد" حسب الحاجة عندما تبدأ الأمور في الازدحام.

عندما تزداد الكثافة على الممر ، بدا أن النمل قادر على تقييم الازدحام محليًا وضبط سرعته وفقًا لذلك لتجنب أي انقطاع في تدفق حركة المرور. علاوة على ذلك ، منع النمل نفسه من الدخول في مسار مزدحم وتأكد من عدم تجاوز سعة الجسر [الحد الأقصى لقيمة التدفق المسموح به من خلال عرض الجسر].

بالطبع ، لا يخضع النمل لنفس القيود ، مثل قواعد المرور المزعجة التي تتطلب من السائقين التوقف عند إشارة المرور الحمراء ، حتى لو لم تكن هناك سيارات أخرى في الأفق. كتب المؤلفون: "الاختناقات المرورية منتشرة في كل مكان في المجتمع البشري حيث يسعى الأفراد لتحقيق أهدافهم الشخصية". "في المقابل ، يشترك النمل في هدف مشترك: بقاء المستعمرة ، وبالتالي من المتوقع أن يعملوا بشكل تعاوني لتحسين عائد الغذاء."

كلما تمكنوا من تنظيم حركة المرور على طول طريق البحث بشكل أفضل ، زادت كفاءة قدرتهم على إعادة الطعام إلى العش. هذا أحد الأسباب التي تجعل مجرد توسيع الطرق السريعة لا يقلل من الازدحام المروري البشري - هناك تضارب متأصل في المصالح بين ما يفيدنا شخصيًا وما يفيدنا بشكل جماعي ، وبالتالي فإن النتيجة هي 30٪ أوقات تنقل أطول ، وفقًا لدراسة أخرى لعام 2008. (أطلق عليها المؤلفون اسم "ثمن الفوضى"). إن إغلاق بعض الشوارع المختارة - على غرار منع النمل القادم - هو أكثر فاعلية ، لأنه يجبر السائقين على التصرف مثل النمل وإيجاد طرق بديلة مثالية.

تظل الآلية التي ينجز بها النمل ذلك بعيدة المنال ، لكن لا يزال بإمكاننا تعلم مبادئ مفيدة من خلال دراسة كيفية التنسيق الجماعي. المستعمرة هي في الأساس نظام كبير من الجسيمات المتفاعلة ، وبالتالي فهي تهم الباحثين العاملين في البيولوجيا الجزيئية والفيزياء الإحصائية والاتصالات السلكية واللاسلكية ، من بين مجالات أخرى. قد تجعل الدروس المستفادة يومًا ما من الممكن برمجة أساطيل المركبات المستقلة لتنسيق تحركاتها بشكل فعال مثل النمل.


مقتطفات: `` الكائن الخارق ''

ملاحظة للقارئ العام

تخيل أنه قبل مليون سنة ، قبل وقت طويل من أصل البشرية ، هبط فريق من العلماء الفضائيين على الأرض لدراسة أشكال حياتها. من المؤكد أن تقريرهم الأول سيتضمن شيئًا مثل ما يلي: يعج هذا الكوكب بأكثر من 1000 تريليون مخلوق اجتماعي للغاية ، تمثل ما لا يقل عن 20000 نوع! سيتضمن تقريرهم النهائي بالتأكيد النقاط الرئيسية التالية:

  • معظم الأشكال الاجتماعية هي الحشرات (ستة أرجل ، قرون استشعار على الرأس ، وثلاثة أجزاء من الجسم). الجميع يعيشون على الأرض ، ولا أحد في البحر.
  • عند النضج ، تحتوي كل مستعمرة على ما لا يقل عن 10 أعضاء إلى ما يصل إلى 20 مليون عضو ، وفقًا للأنواع.
  • ينقسم أعضاء كل مستعمرة إلى طبقتين أساسيتين: واحدة أو على الأكثر عدد قليل من التكاثر وعدد أكبر من العمال الذين يديرون العمل بطريقة إيثارية ولا يحاولون ، كقاعدة عامة ، التكاثر.
  • في الغالبية العظمى من الأنواع المستعمرة - أي تلك التي تنتمي إلى رتبة Hymenoptera (النمل ، النحل ، الدبابير) - جميع أفراد المستعمرة من الإناث. يقومون بإنتاج ورعاية الذكور خلال فترات زمنية قصيرة قبل موسم التزاوج. الذكور لا يعملون. بعد موسم التزاوج ، يتم طرد أو قتل أي من هذه الطائرات بدون طيار التي تبقى في العش من قبل أخواتهم العاملات.
  • من ناحية أخرى ، في أقلية من الأنواع الاجتماعية للغاية ، التي تنتمي إلى رتبة Isoptera (النمل الأبيض) ، يعيش الملك عادةً مع الملكة ، الأنثى الإنجابية. على عكس عمال غشاء البكارة ، غالبًا ما ينتمي النمل الأبيض إلى كلا الجنسين ، وفي بعض الأنواع ، يتم تقسيم العمل إلى حد ما بين الجنسين.
  • أكثر من 90 بالمائة من الإشارات المستخدمة في الاتصال من قبل هذه الكائنات الاستعمارية الغريبة هي إشارات كيميائية. يتم إطلاق المواد ، الفيرومونات ، من الغدد الخارجية الموجودة في أجزاء مختلفة من الجسم. عند شمها أو تذوقها من قبل أعضاء المستعمرة الآخرين ، فإنها تثير استجابة معينة ، مثل التنبيه أو الانجذاب أو التجمع أو التجنيد. تستخدم العديد من الأنواع أيضًا الاهتزازات الصوتية أو التي تنقلها الركيزة واللمس في الاتصال ، ولكن عادةً لزيادة تأثيرات الفيرومونات. بعض الإشارات معقدة ، فهي تجمع بين حاسة الشم والذوق والاهتزاز (الصوت) واللمس. ومن الأمثلة البارزة رقصة التذبذب لنحل العسل ، ومسارات تجنيد النمل الناري ، والتواصل متعدد الوسائط للنمل الحائك.
  • تميز الحشرات الاجتماعية رفقائها في العش عن أعضاء المستعمرات الأخرى باستخدام مستقبلات على قرون الاستشعار الخاصة بهم لشم الهيدروكربونات في الطبقة الخارجية من بشرة قشرة صلبة. يستخدمون مزيجًا مختلفًا من هذه المواد الكيميائية لتحديد الطبقات المختلفة ومراحل الحياة والأعمار بين رفاقهم في العش.
  • تم دمج كل مستعمرة بإحكام بما فيه الكفاية من خلال نظام الاتصال الخاص بها وتقسيم العمل على أساس الطبقية ليتم تسميتها بالكائن الحي الخارق. ومع ذلك ، فإن المنظمات الاجتماعية تختلف اختلافًا كبيرًا بين أنواع الحشرات الاجتماعية ، ويمكننا التعرف على الدرجات التطورية المختلفة لتنظيم الكائنات الحية الخارقة. يتم تمثيل الدرجة "البدائية" (الأقل اشتقاقًا) بالعديد من أنواع البونيرين ، حيث يتمتع أفراد المستعمرة بإمكانيات إنجابية كاملة وهناك منافسة إنجابية كبيرة بين الأفراد داخل كل مستعمرة. يتم تمثيل الدرجات المتقدمة للغاية ، على سبيل المثال ، من قبل النمل القاطع للأوراق أجناس Atta و Acromyrmex و Oecophylla weaver النمل ، حيث تكون طبقة الملكة هي التكاثر الوحيد ، ويحدث مئات الآلاف من العمال العقيمين كنماذج فرعية مورفولوجية مدمجة بإحكام في الانقسام من أنظمة العمل. تعرض هذه المجتمعات حالات الكائنات الحية الخارقة النهائية ، حيث يكون الصراع بين الأفراد داخل المستعمرة ضئيلًا أو غير موجود.
  • توجد الكائنات الحية الفائقة على مستوى من التنظيم البيولوجي بين الكائنات الحية التي تشكل وحداتها والنظم البيئية ، مثل رقعة الغابة ، التي تعتبر وحدة منها. هذا هو السبب في أن الحشرات الاجتماعية مهمة للدراسة العامة لعلم الأحياء.

هذه هي مجموعة الظواهر التي سنتوسع فيها الآن نحن علماء الأحياء المولودين في الأرض. يعتبر النمل والنحل والدبابير والنمل الأبيض من بين الكائنات الحية غير البشرية الأكثر تقدمًا اجتماعيًا التي نعرفها. في الكتلة الحيوية والتأثير على النظم البيئية ، كانت مستعمراتها عناصر سائدة في معظم موائل الأرض لما لا يقل عن 50 مليون سنة. كانت أنواع الحشرات الاجتماعية موجودة لأكثر من فترة زمنية مكافئة في السابق ، ولكنها كانت أقل شيوعًا نسبيًا. بعض النمل ، على وجه الخصوص ، كان يشبه أولئك الذين يعيشون اليوم. إنه لمن دواعي سروري الاعتقاد بأنهم لسعوا أو رشوا حمض الفورميك على العديد من الديناصورات التي داست بلا مبالاة أعشاشها.

مجتمعات الحشرات الحديثة لديها الكثير لتعلمنا إياه اليوم. يوضحون كيف يمكن "التحدث" في رسائل معقدة باستخدام الفيرومونات. وهي توضح ، من خلال آلاف الأمثلة ، كيف يمكن تقسيم العمل باستخدام برامج سلوك مرنة لتحقيق الكفاءة المثلى لمجموعة العمل. اقترحت شبكاتهم من الأفراد المتعاونين تصميمات جديدة في أجهزة الكمبيوتر وسلطت الضوء على كيفية تفاعل الخلايا العصبية في الدماغ في خلق العقل. هم مصدر إلهام من نواح كثيرة. قال لويل ، الرئيس ، من جامعة هارفارد ، إن دراسة النمل ، عندما منح درجة فخرية لعالم علم الآفات العظيم ويليام مورتون ويلر في عشرينيات القرن الماضي ، أثبتت أن هذه الحشرات ، "مثل البشر ، يمكنها أن تخلق حضارات دون استخدام العقل. "

تعد الكائنات الحية الخارقة هي أوضح نافذة يمكن للعلماء من خلالها مشاهدة ظهور مستوى واحد من التنظيم البيولوجي من مستوى آخر. هذا مهم ، لأن البيولوجيا الحديثة كلها تقريبًا تتكون من عملية تقليل الأنظمة المعقدة يتبعها التوليف. أثناء البحث الاختزالي ، يتم تقسيم النظام إلى الأجزاء والعمليات المكونة له. عندما تكون معروفة جيدًا ، يمكن إعادة تجميع الأجزاء والعمليات معًا واستخدام خصائصها المفهومة حديثًا لشرح الخصائص الناشئة للنظام المعقد.

التوليف في معظم الحالات أصعب بكثير من التخفيض. على سبيل المثال ، قطع علماء الأحياء شوطًا كبيرًا في تعريف ووصف الجزيئات والعضيات التي تشكل أساس الحياة. At the next higher major level of biological organization, biologists have further described in precise detail many of the emergent structures and properties of cells. But this achievement is still a long way from understanding fully how molecules and organelles are assembled, arranged, and activated to create a complete living cell. Similarly, biologists have learned the properties of many of the species that compose the living parts of a few ecosystems—for example, ponds and forest patches. They have worked out large-scale processes, including material and energy cycles. But they are far from mastering the many complex ways in which species interact to create the higher-level patterns.

Social insects, in contrast, offer a far more accessible connection between two levels of biological organization. The lower-level units in this case, the organisms, are relatively simple in the way they interact to create colonies, and thus, the colonies themselves are not nearly so complex in structure and operation as cells and ecosystems. Both of these levels, organism and colony, can be easily viewed and experimentally manipulated. As we will show in the chapters that follow, it is now possible to press far ahead in this fundamental enterprise of biology.

We will conclude this introduction with a guess. If alien scientists had landed to study Earth's prehuman biosphere, one of their first projects would have been to set up beehives and ant farms. This is our biased guess, because we have been fascinated by the social insects, and in particular the ants, during our entire scientific lives. The reader will find this slant throughout this book. We have chosen examples mainly from the ants and focused on those with which we are most familiar, but we repeatedly "glance over the fence," and especially to the honeybees, the best studied of the social insect species. This book is not intended to be as comprehensive a monograph as النمل (1990). Rather, our intention here is to present the rich and diverse natural history facts that illustrate superorganismic traits in insect societies and to trace the evolutionary pathways to the most advanced stages of eusociality. Our intent in doing so is to revive the superorganism concept, with emphasis on colony-level adaptive traits, such as division of labor and communication. Finally, in presenting the subject this way, we visualize the colony as a self-organized entity and a target of natural selection.

In this book, we view the insect colony as the equivalent of an organism, the unit that must be examined in order to understand the biology of colonial species. Consider one of the most organism-like of all insect societies, the great colonies of the African driver ants. Viewed from afar, the huge raiding column of a driver ant colony seems like a single living entity. It spreads like the pseudopodium of a giant amoeba across 70 meters or so of ground. A closer look reveals it to comprise a mass of several million workers running in concert from the subterranean nest, an irregular network of tunnels and chambers dug into the soil. As the column emerges, it first resembles an expanding sheet and then metamorphoses into a treelike formation, with the trunk growing from the nest, the crown an advancing front the width of a small house, and numerous branches connecting the two. The swarm is leaderless. The workers rush back and forth near the front. Those in the vanguard press forward for a short distance and then turn back into the tumbling mass to give way to other advancing runners. These predatory feeder columns are rivers of ants coming and going. The frontal swarm, advancing at 20 meters an hour, engulfs all the ground and low vegetation in its path, gathering and killing all the insects and even snakes and other larger animals unable to escape. After a few hours, the direction of the flow is reversed, and the column drains backward into the nest holes.

To speak of the colonies of driver ants — or other social insects, such as the gigantic colonies of leafcutter ants (described in Chapter 9), the honeybee societies, or the termite colonies — as more than just tight aggregations of individuals is to conceive of superorganisms and invite a detailed comparison between the society and a conventional organism.

In the 18 years since we wrote النمل, an astounding wealth of information has been revealed from the phylogenetic primitive (ancestral) ant species belonging to the poneromorph group, the subject to which Chapter 8 is devoted. Although some species of this group exhibit all the key superorganismic traits, such as castes, division of labor, and sophisticated communication (topics treated in Chapters 5 and 6), the societies of many other poneromorph species are characterized by intense competition among nestmates for reproductive privileges. Group members are organized in dominance hierarchies, which, from time to time, are challenged and overthrown by members of the society ready to take the top position. Although the division of labor and communication in these societies is quite primitive, the behavioral interactions among nestmates are complex, with dominance displays and submissive behaviors, chemical signaling of reproductive status, and even individual recognition. These societies exhibit superorganismic traits, but are far from possessing the ultimate superorganismic organization exhibited by the driver ants and the leafcutter ants.


To Stay Alive, Ants Dump Their Dead

Colonies that don't remove corpses have higher mortality rates, new study says.

Housekeeping can be a matter of life and death—at least for social animals like ants, a new paper suggests.

According to a study published Tuesday in the journal Biology Letters, common red ants (Myrmica rubra) that were prevented from removing their nestmates' corpses died more frequently than those allowed to bring out their dead.

The tiny ants—each roughly the size of a medium-grain rice kernel—live under rocks and logs in densely packed colonies. More than a thousand worker ants can be found in a single nest.

These insects reap many benefits from group living, as they work together to gather food, care for their queen, and defend their nest.

But the situation also puts them at risk of being hit by disease epidemics: If one individual in the colony comes down with an illness, the blight can spread rapidly. This places a premium on good hygiene.

Many insects habitually remove dead nestmates from their colony. Scientists have long assumed that this behavior is based on a need to keep the rest of the colony healthy. But until now that idea hadn't been put to a formal test.

The new study, conducted by researchers at the Université Libre de Bruxelles and the Université de Liège in Belgium, tested the health benefits of corpse removal in common red ant colonies kept in artificial nests.

Some of the nests had wide exits. Others had narrow openings that made it difficult for the ants to transport and deposit corpses outside.

In each colony, the scientists fatally froze ten worker ants, placed their corpses back in the nest, and monitored the survival of the remaining workers.

The result: The ants in colonies that couldn't remove corpses didn't fare as well. By the end of the 50-day experiment, mortality had more than doubled in the corpse-littered colonies, from 6 percent to 13 percent.

Why the higher death rate? The researchers can't say for sure, but they speculate that "corpses artificially staying longer in the nest may have increased the occurrence of microorganisms, requiring a greater investment in the immune system for live ants and possibly resulting in a reduced lifespan."

The Benefits of Good Housekeeping

The study "shows a fundamental effect that … everybody thought we knew but nobody [had] really tested," wrote Olav Rueppell—an expert on social insects at the University of North Carolina at Greensboro who was not involved in the study—in an email to National Geographic.

The implications of corpse removal for group health may also apply to other social animals like honeybees and prairie dogs.

But for the common red ant, at least, the situation is clear: Dead ants beget more dead ants, so it's best to keep the nest nice and tidy.


Basic traffic theory and what they imply for ant traffic

The problem faced by ants in managing their traffic on foraging trails is the same as that faced by road engineers: since trails are costly to build and maintain for the colony, they should be used optimally (Burd et al., 2002). Optimality is ensured if ants are able to maintain their flow close to the capacity of the trail, i.e. the maximum value of the flow allowed by its width (Fig. 1). This corresponds ultimately to maximizing the rate of food delivery to the nest (Burd et al., 2002 Burd, 2006). If ants behave optimally they should adjust the width of their trails so that this capacity is close to the maximum flow of forager arrival allowed into the nest, which in the end is constrained by the diameter of the nest entrances. If the intensity of traffic accommodated by the trail is too high, food caches, consisting of an accumulation of resource material, are sometimes created in front of the nest entrances (Hart and Ratnieks, 2000). Since the flow is calculated as the product of ant speed and density, there is an optimal value for the density of ants on the trail to achieve maximum capacity (Fig. 1) the flow decreases below this value because of the decrease of ant density, and it decreases in the same way above this value because of the decrease of ant speed due to a high rate of time-consuming head-on collisions (Burd and Aranwela, 2003 Dussutour et al., 2005b). Ants could reduce this rate and maintain the same flow by enlarging their trails. However, this has several costs for the colony. First, it has a cost of manufacture, especially when foraging trails continue inside underground galleries as is the case for some leaf-cutting ant species. Besides, the presence of large physical obstacles along ant trails often impedes their enlargement. Second, it has a cost for the orientation of the ants. In fact, since trail pheromone is as much a recruitment as an orientation signal, enlarging the trail will do no good because it will decrease the density of pheromone spots deposited on the substrate and thus increase the risk of ants losing their way. Finally, it has a cost a cost in terms of foraging efficiency because it will reduce the rate of physical contacts between ants which are known to play an important role in information transfer and ultimately on the foraging efficiency of the colony (see below).


Bees and Ants

So you know that bees make honey, but do you know how they recognize each other? What about ants, do you know where ants live? Or how about why a honeybee sting actually hurts the bee more than it hurts you? We’ll discover all this and more as we learn about bees and ants.

Science Projects

Smelling Bee Game

Despite having compound eyes, bees and ants don’t use their eyes the same way we do in fact, some ants are blind! So instead of their sight, bees and ants often will rely on their sense of smell. Special scents called pheromones help them recognize each other and their homes. In this game, you’ll be the bee (or ant) and see if you can tell different scents apart.

ماذا تحتاج:

  • A variety of foods with various types of scents. A few easily recognizable options include: pickles, mustard, peanut butter, coffee beans, mint candy, banana, and vinegar.
  • Cotton balls
  • Handkerchief or other blindfold
  • Film canisters or other small, opaque containers with lids, like empty single-serve yogurt containers.

Variation 1: Put a cotton ball soaked in the food (or a small portion of the food) in each container. Have the blindfolded children smell the container and see if they can guess the scent.

Variation 2: If playing the game with several children, divide each scent-soaked cotton ball into two containers. Pass them out to the children and have them take turns sniffing each others’ containers and try to find their “pheromone friend,” the person with the matching scent.

Variation 3: Make a smelling scavenger hunt. Hide a honey pot or honey bear and tell the children they must sniff their way back to the beehive. Make a trail of scent-filled containers that leads to the “hive.” Devise a “path” they must sniff out to in order to find their way back to the “hive.” Give the children directions to the hive using different scents to mark the trail. (Use pictures for younger children.)

Ant Food – Are Ants Picky Eaters

Pick out a few foods that have different flavors or tastes and put each one into a paper cup. Here are some ideas: sugar, pancake syrup, half of a strawberry, salt, lunchmeat, something sour (half a lemon or some lemon juice), and something bitter (used coffee grounds).
Set each paper cup on its side near the anthill or ant spot that you found.

Watch the ants for a while to see which cups they go to. It might take them a while to notice the cups! Which cups did the most ants go to? Did they check out what was in each cup? Did you see any ants leave a cup and come back with more ants?

After the experiment:
What kinds of food do you think ants like best? Different types of ants eat different things. Almost all ants like sweet nectar, but some also eat other insects while others eat seeds and fruit from plants.

Science Lesson

Do you know another name for bees and ants? If you said insects, you’re correct. There are more different types of insects than any other organism on the planet! Insects are creatures with six segmented legs and three-part bodies. The parts are the head, thorax, and abdomen. Bees and ants both have compound eyes (made up of many tiny eyes) and antennae (or feelers).

Bees and ants also follow the same kind of life cycle, a metamorphosis. First, the queen bee or ant (the mother of all the bees and ants) lays an egg. After a period of time, a larva hatches from the egg. The larva doesn’t look like a bee or ant at all, but actually looks like a worm! Although the larva doesn’t have legs and is generally immobile, it will move its head toward food. Soon the larva becomes a pupa (pyu-pa). In this stage, the pupa begins to look more like a bee or an ant. Following a molting (or shedding) process, a full-grown bee or ant emerges.

After that initial molting, bees and ants will molt several times throughout their lives. Molting is how insects grow! Since bees and ants have exoskeletons (hard, armor-like covering), they must shed it, or molt, in order to grow.

Another common feature between bees and ants is that they’re both very social creatures. Like most social insects, they live with other bees and ants in large group communities. Bees live in beehives with many other bees. Ants live in anthills or colonies. Another name for insect communities is nest.

Teach about the classification of animals.

Scientists use a system called classification to keep track of animals. The system has seven levels. Animals are put into different levels based on their characteristics. Some classification characteristics include: has fur or skin, is warm-blooded or cold-blooded, has a backbone or not, lives in water or on land, and eats plants, animals, or both. (See if your children can come up with other characteristics that could be used in classification.) Along with butterflies, beetles, lice, and a host of other creepy crawlies, bees and ants are among the إنسيكتا صف دراسي.

Beneath that level of classification is order. Bees and ants both belong to the same order: hymenoptera. In addition to having a three-part body like other insects, all hymenopterans have two pairs of membrane-like (thin and often see-through) wings. The very last level of the classification system only has animals that all look and act almost identical. This level is called species. For example: Fire ants and carpenter ants are both ants, so they have a lot of characteristics in common. But fire ants and carpenter ants are also different in some ways, such as what they eat and where they live. That’s why these two types of ants belong to two different species. Likewise, honeybees and bumblebees also belong to two different species.

In addition to fire ants and carpenter ants, there are approximately 15,000 other species of ants. All of them live in well-organized communal societies, in which all the ants work for the good of the colony, putting its needs ahead of their own. Ants will even fight to the death to protect their colonies!

There are about 1,000 different bee species. Of those, around 300 are considered stingless, as in they don’t have a stinger. Among the stinging bee species, some can sting over and over again for others, their first sting will be their last. For those bees, the stinger, or ovipositor, is barbed at the end, so when the bee flies away after stinging, it gets stuck in your skin, tearing away part of the bee’s abdomen. Soon after, the bee dies. And you thought a bee sting was bad for you!

Teach how bees and ants are helpful.

Although some people refer to them as pests, bees and ants are two insects that actually help humans in some ways. For example, in their hunt for food, ants clean up the environment by removing dead bugs, leaves, and food items left behind by humans and animals. They also eat harmful insects. The tunnels that ants dig in their nests allow more air to reach the soil, which helps plants grow.

As for bees, they make the honey we eat! First, a honeybee visits a flower, collecting nectar. Then they return to the hive and regurgitate (return undigested food from stomach to mouth) the nectar into the honeycomb. The bees repeat this process several times. Inside the bees’ stomachs, the nectar combines with enzymes (something bodies make to help digest food) and produces honey. Bees make and store honey so they’ll have food to eat during the winter when there are no flowers, but human beekeepers harvest honey for us to eat, too!

Silly Science

What did the bee say to the flower?

Where do ants like to go on vacation?

Who do you call when an ant gets injured?

حقائق ممتعة

Sweet states: Arkansas, Georgia, Kansas, Louisiana, Maine, Mississippi, Missouri, Nebraska, New Jersey, North Carolina, Oklahoma, South Dakota, Tennessee, Utah, Vermont, Wisconsin have all have designated the honey bee as its state insect.

Ants are really strong—most can lift objects 20 times heavier than they are. That would be like you being able to lift a car!

Way Cool Websites

Learn to identify 20 different types of bees and ants with this insect database.

Check out this interactive bee photograph to get an in-depth look at a honeybee’s anatomy.

Help Archibald Ant find food to bring back to the colony with this online game.


شاهد الفيديو: النمل الأبيض,, من الألف إلى الياء,, مع م. جمال راتب (شهر فبراير 2023).