stringtranslate.com

Термиты, строящие курганы

Курган в Австралии
Термитники, образовавшиеся из старых деревянных столбов телеграфной линии Кейп-Йорка . [ необходима ссылка ]
Термитники в горах Бангл-Бангл в Западной Австралии
Курган, найденный в Маунт-Ирвайн, Новый Южный Уэльс , Австралия.
Курган в Сенегале.

Термиты, строящие курганы, — это группа видов термитов , которые живут в курганах, которые состоят из смеси почвы, слюны термитов и навоза. Эти термиты обитают в Африке , Австралии и Южной Америке . Иногда курганы имеют диаметр 30 метров (98 футов). Большинство курганов находятся в хорошо дренированных районах. Термитники обычно переживают сами колонии. Если внутренние туннели гнезда обнажаются, оно обычно мертво. Иногда другие колонии того же или другого вида занимают курган после смерти первоначальных строителей. [1]

Структура кургана

Структура кургана M. natalensis

Структура курганов может быть очень сложной. Внутри кургана находится обширная система туннелей и каналов, которая служит вентиляционной системой для подземного гнезда. Чтобы обеспечить хорошую вентиляцию, термиты строят несколько шахт, ведущих вниз в подвал, расположенный под гнездом. Курган строится над подземным гнездом. Само гнездо представляет собой сфероидальную структуру, состоящую из многочисленных галерейных камер. Они бывают самых разных форм и размеров. Некоторые, как термиты Odontotermes, строят открытые дымоходы или вентиляционные отверстия в своих курганах, в то время как другие строят полностью закрытые курганы, как Macrotermes . Курганы Amitermes (магнитные термиты) создаются высокими, тонкими, клиновидными, обычно ориентированными с севера на юг. [1]

Вентиляция в насыпях

Термитник в Намибии (2014)

Обширная система туннелей и каналов долгое время считалась средством контроля климата внутри кургана. Термитник способен регулировать температуру, влажность и распределение дыхательных газов. Раннее предположение предполагало механизм термосифона . [2] Тепло, создаваемое в результате метаболизма термитов, придает воздуху гнезда достаточную плавучесть, чтобы вытолкнуть его вверх в курган и в конечном итоге на пористую поверхность кургана, где тепло и газы обмениваются с атмосферой через пористые стенки. Плотность воздуха вблизи поверхности повышается из-за теплообмена и нагнетается ниже гнезда и в конечном итоге снова через гнездо. Эта модель была предложена для курганов с закрытыми дымоходами и без больших вентиляционных отверстий, построенных видом Macrotermes natalensis . Похожая модель, основанная на эффекте стека , была предложена для курганов с открытыми дымоходами. [3] Высокие дымоходы подвергаются воздействию более высоких скоростей ветра по сравнению с отверстиями на уровне земли из-за граничных условий поверхности. Таким образом, поток Вентури втягивает свежий воздух в насыпь через отверстия на уровне земли, который проходит через гнездо и, наконец, выходит из насыпи через дымоход. Поток является однонаправленным в модели эффекта тяги по сравнению с циркуляционным потоком в модели термосифона.

Температура кургана Odontotermes transvaalensis не регулируется вентиляцией внутри кургана. Высокие трубы скорее вызывают поток из-за эффекта Вентури и являются основными посредниками вентиляции. [4] Исследования, проведенные на курганах Macrotermes michaelseni, показали, что основная роль, которую играет курган, заключается в обмене дыхательными газами. Сложное взаимодействие между курганом и кинетической энергией турбулентных ветров является движущей силой газообмена колонии. [5] [6] Но недавние исследования кургана Macrotermes michaelseni с более совершенным специальным датчиком для измерения воздушного потока показывают, что воздух в кургане в значительной степени движется из-за конвективных потоков, вызванных суточным колебанием внешней температуры. Вторичный температурный градиент создается из-за частичного воздействия солнца на восточную сторону кургана до полудня и на западную сторону кургана после полудня. Повышенная надежность датчика показывает, что ветер играет второстепенную роль по сравнению с доминирующим тепловым механизмом в вентиляции. Ветер усиливает газообмен вблизи стен, но не вызывает значительных средних или кратковременных потоков внутри кургана. [7] В целом, аналогичный механизм вентиляции и терморегуляции наблюдается в курганах Macrotermes michaelseni и Odontotermes obesus . [8]

Социальные касты

Рабочие , самые маленькие по размеру, являются самой многочисленной кастой. Все они полностью слепые, бескрылые и неполовозрелые. Их работа — кормить и ухаживать за всеми зависимыми кастами. Они также роют туннели, находят еду и воду, поддерживают атмосферный гомеостаз колонии, строят и ремонтируют гнездо.

Работа солдат заключается в защите колонии от нежелательных животных. Когда большие солдаты нападают, они выделяют каплю коричневой, едкой слюнной жидкости, которая распространяется между открытыми жвалами. Когда они кусают, жидкость распространяется на противника. Обычно утверждается, что секреция токсична или подвергается коагуляции с воздухом, что делает ее похожей на клей.

Наконец, есть репродуктивные особи , включающие короля и королеву. Королева иногда может вырасти до шести сантиметров в длину, в то время как низшие классы обычно менее одного сантиметра.

Другая жизнь на термитниках

Растительность на термитниках обычно сильно отличается от растительности в окружающей среде. [9] [10] В африканских саваннах курганы Macrotermes образуют «острова» с высокой плотностью деревьев. Это обычно объясняется тем, что из-за рытья термитами и разложения ими растительного материала почвы курганов, как правило, более плодородны, чем другие почвы. Кроме того, было обнаружено, что почвы курганов содержат больше воды, чем их окружение, что является явным преимуществом для роста растений в саваннах. [11] Высокая плотность деревьев на термитниках привлекает высокую плотность травоядных из-за высокого содержания питательных веществ в листве деревьев, растущих на курганах, [12] [13] или, возможно, из-за большого количества пищи и укрытия на курганах. [10]

Бразильские курганы каатинга

В экорегионе Каатинга на северо-востоке Бразилии насчитывается около 200 миллионов термитников, разбросанных по площади размером с Великобританию. [14] Некоторые из курганов имеют высоту 3 м (10 футов) и ширину 10 м (33 фута), и они расположены на расстоянии около 20 м (66 футов) друг от друга. Под курганами находятся сети туннелей, для которых потребовалось выкопать 10 кубических километров (2,4 кубических миль) земли. Ученые провели радиоактивное датирование 11 курганов. Самому молодому кургану было 690 лет. Самому старому было не менее 3820 лет, а возможно, и вдвое больше. Курганы были построены термитами Syntermes dirus , длина которых составляет около половины дюйма. Вырубка лесов в регионе помогла ученым раскрыть масштабы курганов. [15] Один ученый заявил, что курганы, по-видимому, представляют собой «самые масштабные в мире биоинженерные усилия одного вида насекомых». [16]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ ab "Термиты, строящие курганы". addpmp.slamjam.com . Получено 2022-09-20 .
  2. ^ Люшер, Мартин (1961). «Кондиционируемые термитные гнезда». Scientific American . 205 (1): 138–147. Bibcode : 1961SciAm.205a.138L. doi : 10.1038/scientificamerican0761-138. JSTOR  24937012.
  3. ^ Weir, JS (1973). «Воздушный поток, испарение и накопление минералов в курганах Macrotermes subhyalinus (Rambur)». Журнал экологии животных . 42 (3): 509–520. Bibcode : 1973JAnEc..42..509W. doi : 10.2307/3120. JSTOR  3120. S2CID  55205438.
  4. ^ Скотт Тернер, Дж. (ноябрь 1994 г.). «Вентиляция и тепловое постоянство колонии южноафриканского термита (Odontotermes transvaalensis: Macrotermitinae)». Журнал засушливых сред . 28 (3): 231–248. Bibcode : 1994JArEn..28..231S. doi : 10.1016/S0140-1963(05)80060-6.
  5. ^ Тернер, Дж. Скотт (ноябрь 2001 г.). «О кургане Macrotermes michaelseni как органе дыхательного газообмена». Физиологическая и биохимическая зоология . 74 (6): 798–822. doi :10.1086/323990. PMID  11731972. S2CID  41678349.
  6. ^ Лоос, Р. (1964). «Чувствительный анемометр и его использование для измерения воздушных потоков в гнездах Macrotermes natalensis (Haviland)». Études sur les termites Africains . 363 : 372.
  7. ^ Окко, Сэмюэл А.; Кинг, Хантер; Андреен, Дэвид; Бардуниас, Пол; Тернер, Дж. Скотт; Соар, Руперт; Махадеван, Л. (15 сентября 2017 г.). «Вентиляция африканских термитников на солнечной энергии». Журнал экспериментальной биологии . 220 (18): 3260–3269. doi : 10.1242/jeb.160895 . PMID  28931718. S2CID  5851602.
  8. ^ Кинг, Хантер; Окко, Сэмюэл; Махадеван, Л. (15 сентября 2015 г.). «Термитники используют суточные колебания температуры для вентиляции». Труды Национальной академии наук . 112 (37): 11589–11593. Bibcode : 2015PNAS..11211589K. doi : 10.1073/pnas.1423242112 . PMC 4577200. PMID  26316023 . 
  9. ^ Moe, Stein R.; Mobæk, Ragnhild; Narmo, Anne Kjersti (май 2009). «Термиты, строящие курганы, способствуют неоднородности растительности саванны». Plant Ecology . 202 (1): 31–40. Bibcode : 2009PlEco.202...31M. doi : 10.1007/s11258-009-9575-6. JSTOR  40305679. S2CID  31033879. ProQuest  226861680.
  10. ^ ab Van der Plas, F.; Howison, R.; Reinders, J.; Fokkema, W.; Olff, H. (март 2013 г.). «Функциональные черты деревьев на термитниках и за их пределами: понимание происхождения биотически обусловленной гетерогенности в саваннах» (PDF) . Journal of Vegetation Science . 24 (2): 227–238. Bibcode :2013JVegS..24..227V. doi :10.1111/j.1654-1103.2012.01459.x. hdl : 11370/e41cabff-6fab-46f3-9a82-0f1e9f2fd5f2 .
  11. ^ Пенниси, Элизабет (6 февраля 2015 г.). «Почвенные инженеры Африки: Термиты». Science . 347 (6222): 596–597. Bibcode :2015Sci...347..596P. doi : 10.1126/science.347.6222.596 . PMID  25657224.
  12. ^ Holdo, Ricardo M. (март 2003 г.). «Повреждение древесных растений африканскими слонами в связи с питательными веществами листьев в западном Зимбабве». Журнал тропической экологии . 19 (2): 189–196. doi :10.1017/S0266467403003213. JSTOR  4092157. S2CID  85061649. ProQuest  216939020 INIST 14541493. 
  13. ^ Loveridge, John P.; Moe, Stein R. (2004). «Термитарии как очаги питания африканских мегатравоядных в лесах миомбо». Журнал тропической экологии . 20 (3): 337–343. doi :10.1017/S0266467403001202. S2CID  54938059.
  14. ^ Мартин, Стивен Дж.; Фанч, Рой Р.; Хансон, Пол Р.; Ю, Ын-Хе (ноябрь 2018 г.). «Обширная 4000-летняя пространственная структура термитников». Current Biology . 28 (22): R1292–R1293. Bibcode : 2018CBio...28R1292M. doi : 10.1016/j.cub.2018.09.061 . PMID  30458144.
  15. ^ Чанг, Кеннет (20 ноября 2018 г.). «Мегаполис с 200 миллионами термитников был скрыт на виду». The New York Times .
  16. ^ "4000-летние термитники, найденные в Бразилии, видны из космоса". ScienceDaily . Получено 21.11.2018 .