Желтый сумасшедший муравей ( Anoplolepis gracilipes ), также известный как длинноногий муравей или мальдивский муравей , является видом муравьев , предположительно родом из Западной Африки или Азии . Они были случайно завезены во множество мест в тропиках мира. [2] [3]
Желтый сумасшедший муравей в разговорной речи получил модификатор «сумасшедший» из-за его беспорядочных движений, когда его беспокоят. Его длинные ноги и усики делают его одним из крупнейших инвазивных видов муравьев в мире. [1] [4]
Как и несколько других инвазивных муравьев, таких как красный импортированный огненный муравей ( Solenopsis invicta ), большеголовый муравей ( Pheidole megacephala ), малый огненный муравей ( Wasmannia auropunctata ) и аргентинский муравей ( Linepithema humile ), желтый сумасшедший муравей является «муравьем-бродягой», видом, который легко обосновывается и становится доминирующим в новой среде обитания благодаря таким чертам, как агрессия по отношению к другим видам муравьев, малая агрессия по отношению к членам своего собственного вида, эффективное пополнение и большой размер колонии . [5]
Он входит в список «ста самых опасных инвазивных видов в мире», составленный Международным союзом охраны природы (МСОП) [6] , вторгшись в экосистемы от Гавайев до Сейшельских островов и образовав суперколонии на острове Рождества в Индийском океане [7] .
В 2023 году в научной статье был выдвинут постулат об уникальном репродуктивном цикле A. gracilipes , что предполагает, что самцы являются облигатными химерами . [8]
Anoplolepis gracilipes — сравнительно крупный муравей желто-оранжевого цвета с длинными ногами, большими глазами и чрезвычайно длинными усиками.
Хотя A. gracilipes является единственным инвазивным видом в роде Anoplolepis , есть несколько других родов, с которыми его можно спутать. И Leptomyrmex , и Oecophylla можно спутать с Anoplolepis из-за их схожих размеров и очень длинных конечностей. Anoplolepis можно отличить от Leptomyrmex по наличию ацидопоры , в то время как Anoplolepis можно отличить от Oecophylla по более компактному черешку . Хотя оба эти рода встречаются в Тихом океане, ни один из них не содержит инвазивных видов.
Несколько видов инвазивных муравьев, принадлежащих к родам Camponotus и Paratrechina, могут выглядеть похожими на A. gracilipes . Хотя несколько инвазивных видов Pheidole также могут иметь тонкое тело с длинными ногами и длинными усиками, их можно отличить от A. gracilipes по их двухчлениковой талии.
A. gracilipes широко распространен в тропиках, а его популяции особенно плотные в Тихоокеанском регионе. Этот вид наиболее известен тем, что стал причиной экологического «расплава» острова Рождества. [9] [7] Несмотря на широкое распространение в Тихом океане, A. gracilipes может нанести значительный ущерб местному биологическому разнообразию. Рекомендуются строгие карантинные меры, чтобы не допустить его распространения в новые места.
Естественная среда обитания желтого сумасшедшего муравья — влажные тропические низменности Юго-Восточной Азии , а также прилегающие районы и острова в Индийском и Тихом океанах. [10] Он был завезен в широкий спектр тропических и субтропических сред, включая северную Австралию, некоторые острова Карибского моря, некоторые острова Индийского океана ( Сейшельские острова , Мадагаскар , Маврикий , Реюньон , Кокосовые острова и острова Рождества) [7] и некоторые острова Тихого океана ( Новая Каледония , Гавайи , Французская Полинезия , Окинава , Вануату , Микронезия , атолл Джонстон и архипелаг Галапагос ). [11] [12] Известно, что этот вид населяет такие сельскохозяйственные системы, как плантации корицы, цитрусовых, кофе и кокосов. Поскольку желтые сумасшедшие муравьи имеют обобщенные привычки гнездования, они могут распространяться на грузовиках, лодках и других видах человеческого транспорта. [1]
Колонии сумасшедших муравьев естественным образом распространяются посредством «почкования», т. е. когда спаренные королевы и рабочие покидают гнездо, чтобы основать новое, и только изредка посредством полета через женские крылатые репродуктивные формы. Как правило, колонии, которые распространяются посредством почкования, имеют более низкую скорость распространения, требующую вмешательства человека для достижения отдаленных районов. Было зарегистрировано, что A. gracilipes перемещается на расстояние до 400 м (1300 футов) в год на Сейшельских островах . [11] Однако исследование на острове Рождества показало среднюю скорость распространения в 3 метра (9,8 фута) в день, что эквивалентно одному километру (0,6 мили) в год. [13]
Gracilipes описывается как «хищник-падальщик», демонстрирующий широкий спектр питания, характерный для многих инвазивных видов. Он потребляет широкий спектр продуктов, включая зерна, семена, членистоногих и разлагающиеся вещества, такие как трупы позвоночных. Сообщалось, что они нападают и расчленяют беспозвоночных, таких как мелкие изоподы , многоножки , моллюски , паукообразные , наземные крабы , дождевые черви и насекомые. [13]
Как и все муравьи, A gracilipes требует богатого белком источника пищи для королевы, чтобы откладывать яйца, и углеводов в качестве энергии для рабочих. Они получают свои углеводы из нектара растений и насекомых, производящих медвяную росу , особенно щитовок , тлей и других Sternorrhyncha . Исследования показывают, что сумасшедшие муравьи так сильно зависят от щитовок, что их дефицит может фактически ограничить рост популяции муравьев. [11]
Подобно другим муравьям, королева производит яйца, которые оплодотворяются мужской спермой, которая хранится в хранилищах спермы. Когда яйцо оплодотворяется, может произойти три различных события: (i) полученный диплоидный организм развивается в королеву, если яйцо оплодотворено спермой R, или (ii) в бесплодного диплоидного рабочего, если яйцо оплодотворено спермой W. Однако в научном исследовании 2023 года был описан третий результат: (iii) яйцо оплодотворено спермой W, но родительские ядра обходят слияние двух гамет и делятся отдельно в том же яйце, что приводит к гаплоидному самцу, который является химерным с частью клеток, несущих геном W, и частью клеток, несущих геном R. [8] Интересно, что не все ткани имеют равные пропорции каждой клеточной линии, при этом сперматозоиды в основном несут геном W, что обеспечивает аллелям W преимущество в приспособленности. [8] Это первый известный случай облигатного химеризма у животных. [14] [15]
Сумасшедшие муравьи получают большую часть своих пищевых потребностей от щитовок , которые являются вредителями растений, питающимися соком деревьев и выделяющими медвяную росу , сладкую жидкость. Муравьи едят медвяную росу, а взамен защищают щитовок от их врагов и распространяют ее среди деревьев, пример мутуализма . Медвяная роса, не съеденная муравьями, капает на деревья и способствует росту сажистого грибка на листьях и стеблях. Это придает растениям уродливый черный вид и снижает их здоровье и энергию.
Муравьи защищают насекомых, «нянча» подвижные стадии гусениц и защищая их от естественных врагов. [16] Эксперименты показали, что эта связь настолько сильна, что в средах, где A. gracilipes был удален, плотность щитовок упала на 67% в течение 11 недель и до нуля через 12 месяцев. [17]
В Австралии желтые сумасшедшие муравьи были обнаружены более чем в 30 местах в Квинсленде и в Арнем-Ленде на Северной Территории , где существует большая рассеянная популяция. [18] Было обнаружено и ликвидировано одно заражение в Новом Южном Уэльсе , а в Западной Австралии желтые сумасшедшие муравьи были перехвачены в грузовых перевозках, прибывающих во Фримантл . [19]
Основная площадь заражения в Квинсленде составляет 830 гектаров (2100 акров) в лесах Влажных тропиков Квинсленда и вокруг них , объекта Всемирного наследия . [18] Заражение Северной территории охватывает 2500 квадратных километров (970 квадратных миль), [19] площадь, превышающую площадь Австралийской столичной территории . [20]
Климатическое моделирование показывает, что желтые сумасшедшие муравьи могут распространиться по всей северной Австралии от Квинсленда до Западной Австралии, по большей части Квинсленда и в прибрежные и внутренние части Нового Южного Уэльса. [19] Районы с наиболее идеальной средой обитания и климатическими условиями, такие как влажные тропики дождевых лесов Квинсленда, вероятно, испытают самые сильные последствия. [21]
Анализ затрат и выгод, проведенный правительством Квинсленда в 2012 году, показал, что желтые сумасшедшие муравьи могут обойтись экономике Австралии более чем в 3 миллиарда австралийских долларов, если с ними не бороться. Этот анализ не учитывал потенциальное воздействие на биоразнообразие Австралии. [21] Известные воздействия сумасшедших муравьев в тропических лесах за рубежом могут дать полезную информацию об этих воздействиях, учитывая, что наиболее значительные воздействия связаны с относительно небольшими островами, такими как остров Рождества. [19] [7]
Сумасшедшие муравьи оказали огромное влияние на биоразнообразие острова Рождества. [19] [7]
Сумасшедший муравей оказывает значительное разрушительное воздействие на экосистему острова, убивая и вытесняя крабов с лесной подстилки. Суперколонии также уничтожают численность крабов, мигрирующих к побережью. Это привело к быстрому сокращению численности сухопутных крабов [7] — погибло до 20 миллионов из них [7] — которые жизненно важны для биоразнообразия острова Рождества; сухопутные крабы являются ключевым видом в лесной экологии: они роют норы, переворачивают почву и удобряют ее своим пометом. [22]
Саженцы, которые раньше съедали крабы, начали расти и, как следствие, изменили структуру леса. Сорняки распространились в тропическом лесу, потому что нет крабов, которые могли бы их контролировать. Одним из самых заметных изменений в лесу является увеличение численности жалящего дерева Dendrocnide peltata , которое теперь процветает во многих местах, часто посещаемых людьми. Лесной полог также изменился, поскольку щитовки, за которыми ухаживают желтые сумасшедшие муравьи, размножились и убили взрослые деревья. [23] [21]
Красные крабы острова Рождества полностью уничтожены в зараженных районах. [7] Популяции других наземных и пологовых животных, таких как рептилии и другая фауна листовой подстилки , также сократились. Во время миграции крабов многие крабы перемещаются через районы, зараженные муравьями, и погибают. Исследования показывают, что муравьи вытеснили приблизительно 15–20 миллионов [7] крабов, занимая их норы, убивая и поедая местных крабов и используя их норы в качестве мест гнездования. Этот фактор значительно истощил красных крабов и сделал их ежегодные наземные миграции гораздо более опасными. [24] [25]
Хотя сумасшедшие муравьи не кусаются и не жалят, они распыляют муравьиную кислоту в качестве защитного механизма и для усмирения своей добычи. В районах с высокой плотностью муравьев движение сухопутного краба беспокоит муравьев, и в результате муравьи инстинктивно распыляют муравьиную кислоту в качестве формы защиты. Высокий уровень муравьиной кислоты на уровне земли в конечном итоге подавляет крабов, и они обычно ослепляют, а затем в конечном итоге умирают от обезвоживания (при попытке смыть муравьиную кислоту ) и истощения. По мере разложения мертвых крабов белок становится доступным для муравьев. [21]
Бешеные муравьи убивают фауну, но поощряют щитовок. Увеличение плотности щитовок приводит к отмиранию лесов и даже гибели крупных лесных деревьев. Эти изменения создают каскад негативных последствий, включая вторжение сорняков, что значительно меняет лесной ландшафт.
Остров Рождества является точкой фокусировки международных усилий по контролю. Эти суперколонии распространяются дальше и наносят больше вреда, чем отдельные колонии, и они представляют собой самую большую известную угрозу биоразнообразию острова.
Сотрудники Национального парка острова Рождества в последние годы работали над тем, чтобы держать численность муравьев под контролем. С помощью Научно-консультативной группы по сумасшедшим муравьям острова Рождества и при поддержке правительства Австралии им удается удерживать позиции.
Другая суперколония почти уничтожила фауну птиц атолла Джонстон в Тихом океане. Было обнаружено, что единственная огромная колония занимает почти четверть острова, с 1000 королев на участке земли шириной 6 метров (20 футов). Считается, что заражение было искоренено. [26]
Чтобы уменьшить воздействие сумасшедших муравьев на красных крабов и экосистемы острова Рождества, в 2009 году Parks Australia провела масштабную программу воздушных приманок, чтобы продолжить первую программу воздушных приманок, проведенную в 2002 году. Первым шагом стало проведение обширного обследования острова для определения точного местоположения суперколоний. В течение нескольких месяцев сотрудники пересекали остров, обследуя более 900 участков. Результатом стала карта суперколоний сумасшедших муравьев и плотности нор красных крабов, а также другие данные о биоразнообразии.
В сентябре 2009 года вертолет был использован для точной приманки сумасшедших суперколоний муравьев, которые покрыли 784 гектара (1940 акров) острова. Для борьбы с муравьями использовалась очень низкая концентрация фипрониловой приманки (0,1%). Ежемесячный мониторинг этих приманенных участков суперколоний показывает, что плотность сумасшедших муравьев сократилась на 99%.
Персонал парка уделял большое внимание минимизации нецелевого воздействия приманки. Пищевые приманки сбрасывались с вертолета, чтобы отвлечь крабов-грабителей от мест, которые собирались приманить. Этот метод в сочетании с приманкой из фипронила низкой концентрации оказался весьма успешным, при этом численность крабов-грабителей была крайне низкой, и ни один красный краб не был убит приманкой.
Хотя приманивание замедлило сокращение популяции красного краба, его воздействие на популяции сумасшедших муравьев носит временный характер, поскольку сбежавшие колонии снова вторгаются в обработанные районы, и это дорого, требуя много рабочей силы. В попытке найти лучший контроль, после исследований, Австралийские парки в декабре 2016 года импортировали Tachardiaephagus somervillei , маленькую ( 2 миллиметра ( 5 ⁄ 64 дюйма)) осу и начали разводить их для выпуска. Оса, которая нападает только на щитовок, является прожорливым хищником того, что считается одним из крупнейших источников медвяной росы сумасшедших муравьев на острове Рождества, желтой лаковой щитовки. [27]
Исследователи из Университета Ла Троба в Мельбурне, финансируемые Parks Australia, начали искать биологические методы контроля в 2009 году. Хотя муравьи всеядны, исследования показали, что медвяная роса является важной частью рациона сумасшедших муравьев острова Рождества. Образцы муравьев, взятые из колоний, которые быстро растут, содержат больше медвяной росы в своем рационе, чем когда колонии приходят в упадок. Кроме того, ограничение доступа к медвяной росе путем связывания деревьев, где питаются щитовки, резко сократило колонию, поскольку активность муравьев на земле упала на 95% всего за четыре недели. [28] В лабораторных условиях колонии с ограниченными источниками сахара сравнивали с колониями с доступом к обильному сахару. У тех, у кого было обильное количество сахара, было больше плодовитых королев и более низкий уровень смертности среди рабочих. Рабочие также были более агрессивны по отношению к другим видам муравьев и больше исследовали свою среду обитания. Считается, что это показывает, почему муравьи приходят в упадок, когда лишены доступа к щитовкам в поле, и подтверждает, что сокращение медвяной росы значительно снижает способность муравьев образовывать суперколонии. [24]
В то время как контроль над щитовкой, как ожидается, будет контролировать желтых сумасшедших муравьев на острове Рождества, на материковой части Австралии, как полагают, это не поможет. Существует по крайней мере дюжина насекомых, производящих медвяную росу, а также экстрафлоральный нектар местных акаций, все из которых питают желтых сумасшедших муравьев. [27]
Эксперты продолжают призывать к полностью финансируемой долгосрочной программе травли на материковой части Австралии. [29]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Медиа, связанные с Anoplolepis gracilipes на Wikimedia Commons