Королева муравьев (официально известная как самка ) — взрослая, воспроизводящая самка муравья в колонии муравьев ; она, как правило, является матерью всех других муравьев в этой колонии. Некоторым самкам муравьев, таким как Cataglyphis , не нужно спариваться, чтобы произвести потомство, они размножаются посредством бесполого партеногенеза или клонирования , и все это потомство будет самками. [1] Другие, например, представители рода Crematogaster , спариваются в брачном полете . Потомство королев муравьев среди большинства видов развивается из личинок, которых специально кормят, чтобы они стали половозрелыми .
В зависимости от вида может быть либо одна королева-мать, либо потенциально сотни плодовитых королев. [2] Не в каждой колонии муравьев есть королева. В некоторых колониях есть несколько королев.
Королевы муравьев — единственные члены колонии, которые откладывают яйца. После спаривания они могут производить тысячи, а иногда и миллионы яиц в течение своей жизни. Королева Lasius niger содержалась в неволе немецким энтомологом Германом Аппелем в течение 28 3⁄4 лет ; также максимальная предполагаемая продолжительность жизни Pogonomyrmex owyheei в полевых условиях составляет 30 лет. [2]
Муравьи проходят четыре стадии развития: яйцо , личинка , куколка (иногда кокон, называемый метаморфозом в зависимости от вида) и взрослая особь. [3] У личинок нет ног, но они способны совершать некоторые незначительные движения, например, наклонять голову к источнику пищи при кормлении. На этой стадии уровень заботы и питания, которые получают личинки, определяет их окончательную взрослую форму. Когда ресурсов мало, все личинки разовьются в рабочих муравьев-самок; [4] однако, если родитель половозрелой колонии имеет обильный запас пищи, некоторые личинки будут получать лучшее питание, чем другие, и разовьются в крылатых, половозрелых самок муравьев, которым суждено покинуть колонию. На этой стадии крылатых самок муравьев иногда называют «принцессными муравьями». [5]
Когда после дождя становится жарко и влажно, а ветер слабый, массы крылатых муравьев, размножающихся половым путем, или « летающих муравьев », покидают родительское гнездо и улетают. [6] Брачные полеты происходят одновременно во всех муравейниках определенного вида. Самка муравья-«королевы» пролетает большое расстояние, в течение которого она спаривается по крайней мере с одним крылатым самцом из другого гнезда. Он переносит сперму в семенной приемник королевы, а затем умирает. После спаривания «королева» пытается найти подходящее место для основания колонии и, как только находит его, отделяет крылья. [7]
После того, как колония создана, рабочие муравьи удовлетворяют потребности королевы, например, снабжают ее пищей и утилизируют ее отходы. Поскольку социальная структура муравьев очень сложна, а отдельные муравьи относительно просты, колонию муравьев можно рассматривать как единый организм, а отдельных муравьев — как клетки или конечности организма, поскольку особи редко могут выживать самостоятельно. В колонии некоторые муравьи могут не быть связаны с королевой(ами), например, когда выводок захватывается во время набега и выращивается как собственный колония.
После того, как колония обосновалась, королева муравьев будет непрерывно откладывать яйца. Среди видов, которые размножаются половым путем, королева выборочно использует сперматозоиды, оставшиеся от брачного полета , откладывая оплодотворенные или неоплодотворенные яйца в зависимости от циклических потребностей колонии; [8] пол каждого отдельного муравья определяется тем, оплодотворено яйцо или нет. Оплодотворенные яйца становятся самками рабочих муравьев, а неоплодотворенные яйца развиваются в самцов; если оплодотворенные яйца и куколки хорошо выращены, они потенциально становятся королевами.
Эта система определения пола, гаплодиплоидия , в целом справедлива для всех перепончатокрылых – муравьев, пчел и ос. Однако некоторые виды муравьев не размножаются половым путем, и все члены этих клонированных колоний – самки.
Модели экспрессии генов, участвующих в восстановлении повреждений ДНК или белков, сравнивались между соответствующими по возрасту королевами и рабочими муравьями Lasius niger . [9] Экспрессия этих генов увеличивалась с возрастом, и в возрасте двух месяцев это увеличение, как в ногах, так и в мозге, было значительно больше у королев, чем у рабочих. Эта разница в экспрессии генов восстановления между королевами и рабочими предполагает, что большая продолжительность жизни королев L. niger отчасти обусловлена увеличением инвестиций в восстановление ДНК и белков.
