Огненные муравьи — это несколько видов муравьев в роде Solenopsis , который включает в себя более 200 видов. Solenopsis — жалящие муравьи, и большинство их общих названий отражают это, например, рыжие муравьи и тропические огненные муравьи . Многие из названий, общих для этого рода, часто используются взаимозаменяемо для обозначения других видов муравьев, например, термин красный муравей , в основном из-за их похожей окраски, несмотря на то, что они не принадлежат к роду Solenopsis. И Myrmica rubra , и Pogonomyrmex barbatus являются распространенными примерами муравьев, не относящихся к Solenopsis, которых называют красными муравьями. [2]
Ни одно из этих общих названий не относится ни ко всем видам Solenopsis , ни исключительно к видам Solenopsis ; например, несколько видов муравьев-ткачей рода Oecophylla в Юго-Восточной Азии в разговорной речи называются «огненными муравьями» из-за их схожей окраски и болезненных укусов, но эти два рода не являются близкородственными. Wasmannia auropunctata — еще один неродственный муравей, которого чаще называют «маленьким огненным муравьем» из-за его сильного жала. [3]
Тела зрелых огненных муравьев, как и тела всех типичных зрелых насекомых , делятся на три части: голову, грудь и брюшко, с тремя парами ног и парой усиков . Огненных муравьев тех видов, которые инвазивны в Соединенных Штатах, можно отличить от других муравьев, присутствующих локально, по их медно-коричневой голове и груди с более темным брюшком. Рабочие муравьи имеют черноватый или красноватый цвет, а их размер варьируется от 2 до 6 мм (от 0,079 до 0,236 дюйма). В устоявшемся гнезде все эти разные размеры муравьев присутствуют одновременно. [4]
Муравьи рода Solenopsis могут быть идентифицированы по трем особенностям тела — ножке с двумя узлами, невооруженному проподеуму и усикам с 10 сегментами, а также двухчлениковой булаве. [5] Многие муравьи кусаются, а муравьи-муравьи могут вызывать раздражение, распыляя муравьиную кислоту ; муравьи-мирмецины, как и огненные муравьи, имеют специальное жало , которое впрыскивает алкалоидный яд, а также мандибулы для укусов. [6]
Типичная колония огненных муравьев образует большие курганы на открытых участках и питается в основном молодыми растениями, насекомыми и семенами. Огненные муравьи часто нападают на мелких животных, таких как мелкие ящерицы, и могут убить их. В отличие от многих других муравьев, которые кусают, а затем распыляют кислоту на рану, огненные муравьи кусают только для того, чтобы схватить, а затем ужалить (в брюшко) и впрыскивают токсичный алкалоидный яд , называемый соленопсином , соединением из класса пиперидинов . Для людей это болезненный укус, ощущение, похожее на то, что человек чувствует при ожоге огнем (отсюда и название), и последствия укуса могут быть смертельными для чувствительных людей. [7] Огненные муравьи более агрессивны, чем большинство местных видов, поэтому вытеснили многие виды из их местной среды обитания. Одним из таких видов, на которых паразитируют муравьи рода Solenopsis , являются пчелы, такие как Euglossa imperialis , необщественный вид орхидейных пчел, муравьи которого проникают в ячейки снизу гнезда и грабят их содержимое. [8]
Эти муравьи известны своей способностью выживать в экстремальных условиях. Они не впадают в спячку, но могут выживать в холодных условиях, хотя это дорого обходится популяциям огненных муравьев, как это наблюдалось в течение нескольких зим в Теннесси, где от 80 до 90% колоний погибли из-за нескольких последовательных дней экстремально низких температур. [9]
Известно, что огненные муравьи формируют мутуалистические отношения с несколькими видами бабочек Lycaenidae и Riodinidae . [10] [11] У Lycaena rubidus личинки выделяют жидкость с высоким содержанием сахара. Огненные муравьи приносят личинок обратно в гнездо и защищают их на стадии куколки в обмен на питание жидкостью. [11] У Eurybia elvina было замечено, что огненные муравьи часто строят почвенные убежища над более поздними стадиями личинок на соцветиях, на которых находятся личинки. [10]
Огненные муравьи гнездятся в почве , часто вблизи влажных мест, таких как берега рек , прудов , поливаемых газонов и обочин шоссе . Обычно гнездо не будет видно, так как оно будет построено под такими объектами, как древесина , бревна, камни или кирпичи. Если нет укрытия для гнездования, сооружаются куполообразные курганы, но они обычно встречаются только на открытых пространствах, таких как поля, парки и газоны. Эти курганы могут достигать высоты 40 см (16 дюймов), [ 4] но могут быть еще выше на более тяжелых почвах, достигая 1,0 м (3 фута 3 дюйма) в высоту и 1,5 м (4 фута 11 дюймов) в диаметре. [12] Колонии основываются небольшими группами королев или отдельными королевами. Даже если выживает только одна королева, в течение месяца или около того колония может расшириться до тысяч особей. Некоторые колонии могут быть полигинными (имеющими несколько королев в одном гнезде). [13]
Огненные муравьи выносливы и могут пережить наводнения. Во время урагана Харви в Техасе в 2017 году скопления огненных муравьев, известные как плоты, были замечены сгруппированными на поверхности воды. В каждом скоплении было до 100 000 отдельных муравьев, которые образовывали временную структуру до тех пор, пока не находили новый постоянный дом. [14] Муравьи, сгруппированные таким образом, будут распознавать различные условия потока жидкости и соответствующим образом адаптировать свое поведение, чтобы сохранить устойчивость плота. [15]
Огненные муравьи эффективно роют туннели, используя около 30% населения колонии, тем самым избегая заторов в туннелях. [16]
Королевы огненных муравьев, репродуктивные самки в их колонии, также, как правило, самые крупные. Их основная функция — размножение. Обычно королева огненных муравьев стремится основать новую колонию после брачного полета, в котором она будет использовать свой особый яд, чтобы парализовать нападающих конкурентов, [17] при отсутствии рабочих для защиты. Королевы огненных муравьев могут жить до семи лет и могут производить до 1600 яиц в день, а колонии могут иметь до 250 000 рабочих. [12] [18] Предполагаемая потенциальная продолжительность жизни составляет около 5 лет и 10 месяцев до 6 лет и 9 месяцев. [19] Молодые, девственные королевы огненных муравьев имеют крылья (как и самцы огненных муравьев), но они часто отрезают их после спаривания. Иногда королева сохраняет свои крылья после спаривания и в течение своего первого года.
Самцы огненных муравьев спариваются с королевами во время брачного полета. После того, как самец успешно оплодотворил королеву, он не будет принят обратно в материнскую колонию и в конечном итоге умрет за пределами гнезда. [20]
Другие роли в колонии муравьев обычно выполняют рабочие. Рабочие огненных муравьев бессистемно делятся на классы разных размеров, а именно минимальные, второстепенные, средние и главные рабочие. [21] Главные муравьи известны своими большими размерами и более мощными мандибулами, которые обычно используются для измельчения и хранения продуктов питания (т. е. в качестве запасов), в то время как более мелкие рабочие выполняют обычные задачи (основные задачи в колонии — забота о яйцах/личинках/куколках, уборка гнезда и поиск пищи). [12] Однако колонии Solenopsis daguerrei не содержат рабочих, поскольку они считаются социальными паразитами. [22]
Хотя большинство видов огненных муравьев не беспокоят людей и не являются инвазивными, Solenopsis invicta , известный в Соединенных Штатах как красный импортный огненный муравей (или RIFA), является инвазивным вредителем во многих регионах мира, включая Соединенные Штаты , Австралию , Китай и Тайвань . [23] Считалось, что RIFA был случайно завезен в эти страны через транспортные ящики, особенно в Австралию, когда они были впервые обнаружены в Брисбене в 2001 году. [24] Эти муравьи с тех пор впервые были замечены в Сиднее . [25] Считалось, что они находятся на Филиппинах, но, скорее всего, их ошибочно приняли за муравьев Solenopsis geminata . [26]
В США, по оценкам FDA , ежегодно тратится более 5 миллиардов долларов США на медицинское лечение, ущерб и контроль в районах, зараженных RIFA. Кроме того, муравьи ежегодно наносят ущерб сельскохозяйственным активам примерно на 750 миллионов долларов, включая счета за ветеринарные услуги и потерю скота , а также потерю урожая . [27] Более 40 миллионов человек живут в районах, зараженных RIFA, на юго-востоке США. [28] По оценкам, 30–60% людей, живущих в районах США, зараженных огненными муравьями, ежегодно подвергаются укусам. [29] В настоящее время RIFA встречаются в основном в субтропических юго-восточных штатах США, включая Флориду, Джорджию, Южную Каролину, Луизиану, Миссисипи, Алабаму и части Северной Каролины, Вирджинии, Теннесси, Арканзаса, Техаса, Оклахому, Нью-Мексико и Калифорнии. [30]
С сентября 2004 года Тайвань серьезно пострадал от красного огненного муравья. США, Тайвань и Австралия имеют постоянные национальные программы по контролю или искоренению этого вида, но, за исключением австралийских, ни одна из них не была особенно эффективной. В Австралии существует интенсивная программа стоимостью 175 миллионов австралийских долларов, хотя огненный муравей остался, несмотря на усилия. [31] К июлю 2013 года было подтверждено несколько мест к западу от Брисбена , включая долину Локьер , Муирли и Гудну . [32] Согласно исследованию, опубликованному в 2009 году, ящерицам в некоторых частях Соединенных Штатов потребовалось всего семьдесят лет , чтобы адаптироваться к присутствию муравья; теперь у них более длинные ноги и новое поведение, которое помогает им спасаться от опасности. [33]
Solenopsis invicta — самый известный вид этого рода, особенно в США, однако несколько других видов столь же опасны и инвазивны, например, Solenopsis geminata , который распространился по большинству тропических стран, нанося ущерб медицинским системам, особенно в неподготовленных странах и на островах. [34]
Яд огненных муравьев в основном (>95%) состоит из маслянистых алкалоидов, структурно полученных из пиперидина (также известного как соленопсин ), смешанного с небольшим количеством токсичных белков. [35] [36] Укусы огненных муравьев болезненны и характеризуются местным жжением, за которым следует крапивница . [35] Место укуса обычно опухает в течение нескольких часов, что может вызвать дополнительную боль и раздражение, особенно после нескольких укусов в одно и то же место. Шишка может развиться в белую пустулу в течение 24–36 часов, которая может инфицироваться, если ее почесать, но спонтанно сплющивается в течение нескольких дней, если ее не трогать. Пустулы навязчивы и неприятны, пока активны, и, если они инфицируются, могут вызвать рубцы. [37] У некоторых людей может возникнуть аллергия на яд, [38] и, если их не лечить, они могут стать все более чувствительными вплоть до анафилаксии после укусов огненных муравьев, что требует неотложного лечения. [34] При неотложном визите в связи с анафилаксией рекомендуется использовать адреналин . [39] [34] Было показано, что, хотя образование пустул является результатом инъекции алкалоидов яда, [40] аллергия на укусы огненных муравьев вызывается исключительно аллергенными белками яда. [38]
Первая помощь при укусах огненных муравьев включает наружное лечение и пероральные лекарства. Существует также много домашних средств различной эффективности, включая немедленное применение раствора, состоящего наполовину из отбеливателя и наполовину из воды, или геля алоэ вера — последний из которых также часто входит в состав безрецептурных кремов, которые также включают в себя проверенные и подтвержденные с медицинской точки зрения методы лечения. [7] Внешние местные методы лечения включают анестетик бензокаин , антигистаминный дифенгидрамин и кортикостероид гидрокортизон . [7] Антигистаминные препараты или местные кортикостероиды могут помочь уменьшить зуд и, как правило, помогают при местных реакциях на укусы. [41] Пероральные лекарства включают антигистаминные препараты. [42] Тяжелые аллергические реакции на укусы огненных муравьев, включая сильную боль в груди, тошноту, сильное потоотделение, потерю дыхания, серьезный отек и невнятную речь [43], могут быть фатальными, если их не лечить. [44] [34]
Мухи Phoridae, или Phoridae , представляют собой большое семейство небольших горбатых мух, несколько меньших, чем уксусные мухи ; два вида в этом семействе ( Pseudacteon tricuspis и Pseudacteon curvatus ) являются паразитоидами красного импортированного огненного муравья в его родном ареале в Южной Америке . Было описано около 110 видов рода Pseudacteon , или мух, обезглавливающих муравьев. Представители рода Pseudacteon размножаются, откладывая яйца в грудной клетке муравья. Личинки первой стадии мигрируют в голову, затем развиваются, питаясь гемолимфой , мышечной тканью и нервной тканью. Примерно через две недели они заставляют голову муравья отпадать, выделяя фермент , который растворяет мембрану, прикрепляющую голову муравья к его телу. Муха окукливается в отделенной головной капсуле, появляясь через две недели. [45]
Мухи Pseudacteon , по-видимому, являются важными экологическими ограничителями видов Solenopsis , и они были завезены на юг Соединенных Штатов, начиная с округов Тревис , Бразос и Даллас в Техасе, а также с юга центральной части Алабамы , откуда муравьи впервые проникли в Северную Америку. [46]
Венерина мухоловка , плотоядное растение, произрастает только в Северной и Южной Каролине в Соединенных Штатах. Около 33% добычи венериной мухоловки — муравьи разных видов. [47] Они заманивают свою добычу сладким соком. Как только добыча попадает в ловушку и в течение примерно трех секунд после прикосновения к двум или трем «спусковым волоскам» на поверхности ловушки, лист смыкается вокруг добычи и переваривает ее. Большинство пойманных муравьев включают неместных RIFA и три других вида муравьев. [47] Другие плотоядные растения, такие как росянки ( Drosera ) и различные виды кувшинковых растений , также ловят множество муравьев.
Основными естественными врагами огненных муравьев также являются другие виды муравьев, которые будут атаковать потенциальных королев в период основания гнезда, когда отсутствуют рабочие для защиты формирующейся колонии. [48] Частыми конкурентами королев-основательниц огненных муравьев являются другие виды муравьев-воров Solenopsis и некоторые инвазивные виды вредителей, такие как рыжий сумасшедший муравей и черный сумасшедший муравей . [17]
Ряд энтомопатогенных грибов также являются естественными врагами огненных муравьев, например, Beauveria bassiana [49] и Metarhizium anisopliae [50] . Последний доступен в продаже для биологического контроля (как альтернатива обычным пестицидам) различных насекомых-вредителей, а новая предложенная технология увеличила его срок годности и эффективность против огненных муравьев. [51]
Род Solenopsis насчитывает более 200 видов. [1] Не все виды, входящие в род, известны как огненные муравьи, но большинство из них — это маленькие медлительные муравьи, которые не могут жалить, называемые муравьями-ворами . «Настоящие» огненные муравьи — это всего лишь группа из примерно 20 видов Solenopsis , которые крупнее и будут яростно жалить стаями, когда их потревожат. [52] Некоторые из наиболее изученных видов включают: