Karıncaların Gizemli Hayatı
Yüzünden ter akarken Walter Tschinkel, bu tür işler için mükemmel bir toprak, ”diyor. "Burada bir saat içinde 2,5 metrelik bir çukur kazabilirsin." Sesi boğuk çünkü yaptığı buydu - ve sonra bazıları. Tallahassee, Florida, havaalanı ve bir kanalizasyon arıtma tesisi arasındaki sıcak, kuru, açık bir alanda, zeminde sekiz fit derinliğindeki bir deliğin dibinde çömeldi. Kille aşılanmış kum, kürek çekerken delikten dışarı fırlar. 62 yaşındaki Tschinkel bir an dinleniyor, sonra bir mala alıyor ve çukurun bir duvarından kum atıyor. Yukarı baktı. "Çıkarmaya başlayabileceğimizi düşünüyorum" diyor.
Malanın ucuyla dürtüklerken, yerden fantastik bir heykel çıkmaya başlar. Biraz önce tamamen gömülü olan tüpleri ve eliptik lobları ortaya çıkaran daha fazla kumu sıyırıyor. Mesele o kadar hassas ki, Tschinkel ve yüksek lisans öğrencileri onu yerden kaldırdıkça düzinelerce parçaya ayrılıyor. Üç boyutlu olarak mükemmel bir şekilde kalıplanmış bir karınca yuvası, daha sonra laboratuvarda yeniden birleştirilecektir. Tschinkel, bu güzel Nisan sabahını diş alçısını yumurta likörü kıvamına getirerek, cam elyafları ekleyerek, bir huni olarak yuvanın girişine sıkıştırılmış bir yaprağı dayayarak, alçıyı dökerek ve kurumasını sağlayarak geçirdi. İşte o zaman yuvanın yanındaki çukuru kazdı ve oyuncu kadrosunu kurtardı.
Pogonomyrmex badius
Menzil: Georgia'dan Louisiana'ya Amerika Birleşik Devletleri'nin güneydoğu kıyı ovaları
Ortalama yuva derinliği: 7 fit
Ortalama oda sayısı: 100
Ortalama koloni boyutu: 5.000
Pogo veya Florida biçerdöver karıncanın olgun bir yuvası, 3 metreye ulaşabilir ve 200 oda içerebilir. Tipik olarak, koloni kraliçenin ölümüne kadar 15 yıl hayatta kalır.
"Bu tipik bir karınca yuvası - yatay odaları olan dikey bir tünel," diyor ve parçalarını dikkatlice çimlerin üzerine sererek. Tallahassee'deki Florida Eyalet Üniversitesi'nde mikolog veya karınca uzmanı olan Tschinkel, on yıldan fazla bir süredir karıncaların davranışlarını ve sosyal organizasyonlarını inceledi. Yuvaları merakını uyandırdı - bilim adamları tarafından asla açıkça görülmeyen gizemli yeraltı mağaraları. "Yeraltında ne olduğunu hayal etmek zor" diyor. Yuvalar gerçekten neye benziyordu? Karıncalar hakkında neler ortaya çıkarabilirler ve hayatlarını nasıl yapılandırırlar? Bilimsel dergilerde birkaç eskiz yayınlanmıştı, ancak nadiren ölçeklendirilmiş ve çok az ayrıntıyla. Tschinkel yuvaları kazmayı ve kendi çizimlerini yapmayı denedi, ancak üç boyutlu yapılarını net bir şekilde göremediğini gördü. Sonra 15 yıl önce aklına bir fikir geldi. Alçıyı karıştırıp ateş karıncası yuvasına döktü. Kalıbı kazdığında ve parçaları titizlikle tekrar birbirine yapıştırdığında, "bu bir keşifti".
Florida Üniversitesi'nden Myrmecolog Walter Tschinkel, yedi fit derinliğindeki Florida biçerdöver karınca yuvasının kısmi çinko dökümünü tutuyor. Düz odalar, yem hasatçılarının topladığı, ayırdığı ve stoklama ve ayırma için yeraltındaki işçilere teslim ettiği tohum depolarının yanı sıra yaşam alanlarıdır.
Şimdi, karınca yuvası mimarisini çok daha kesin bir şekilde tanımlayabileceğimizi, böylelikle böceklerin daha iyi anlaşılmasına ve bilimde kendi kendini örgütleme olarak bilinen gizemli ilkeye yol açabileceğimizi söylüyor - birbirleriyle etkileşimler yoluyla daha büyük desenler oluşturan basit doğa birimleri. Bir karınca kolonisi, her bireyin dışarıdaki ipuçlarına yanıt olarak işini yaptığı zaman gelişir. Tschinkel, bu davranışın kurallarının “bir şekilde dahili olarak programlandığını; sinir sisteminin düzenlenme şeklinden kaynaklanırlar. " Yeryüzünde yuva yapan binlerce karınca türünün her birinin kendine özgü bir yuva tasarımı vardır ve her biri belirli bir kurallar dizisinden oluşur. "Bu kurallar kümesi nedir? Onlara nasıl geliyorlar? Onları nasıl uyguluyorlar? " Tschinkel harikalar. "Lideri, planı olmayan bir grup insan nasıl karanlıkta bu kadar karmaşık yapılar mı yaratır? " Çoğu karınca kolonisi, yeni çiftleşmiş bir kraliçe tek odacıklı bir yuva kazdığında, kendini mühürlediğinde ve ilk işçi kuluçkasını yetiştirdiğinde başlar. Kraliçe karıncaların yalnızca bir kez döllenmesi gerekir: Bir kesede ve olgun kolonilerde, eğer ortam sıcaklığı yeterince sıcaksa (72 derece Fahrenheit) ömür boyu sperm depolarlar. Bazı kraliçeler yıllarca günde 1.000 yumurta bırakabilir. Kuluçka bir haftada yumurtadan çıkar ve kraliçenin vücudundaki rezervlerle beslenerek bir ay içinde olgunlaşır. Daha sonra işçiler, Florida'daki hasatçı karıncalar söz konusu olduğunda, böcekler ve tohumlar için bir sonraki yumurtayı beslemek için yiyecek aramaya başlarlar. Ve böylece koloni genişler. İşçiler yaklaşık bir yıl yaşar, ancak bir koloni kraliçe ölünceye kadar 10 veya 20 yıl yaşayabilir. Hasat makinesi de dahil olmak üzere çoğu karınca türünün kolonileri sosyaldir, kooperatiftir, tek bir organizma olarak düşündüğümüzden yalnızca Tschinkel'in ifadesiyle "birbirine yapışmamaları" açısından farklılık gösteren kesintisiz organizmalar. Koloni bir tür yaratıktır - bir süper organizmadır. Tschinkel, ilk oyuncu kadrosunu 1985 yılında yaptı. Solenopsis invicta, "yenilgisiz" anlamına gelir. Çeyrek milyon bireyden oluşan devasa, uzun ömürlü koloniler ve yedi yıl yaşayan kraliçeler yaratırlar. Karıncaların çoğu yalnızca yuvalarını savunurken, ateş karıncaları da çevredeki bölgeyi şiddetle savunurlar, genellikle 1000 fit kareyi aşar ve sokmaları memeliler için bile unutulmazdır. Tschinkel, kolonilerinde “yiyecek akışını yöneten davranış kurallarını” ortaya çıkaran çığır açan çalışmaları tamamladı. Yuvalarını araştırmıştı - önce sakinleri kloroform haline getirerek, kısmen kendi güvenliği için ama daha çok "onları yuvaya nasıl dağıldıklarını görebilmek için onları durdukları yere düşürmek için" ve yuvalar hakkında iyi bir fikri olduğunu düşünmüştü. geometri. Ancak diş alçısını birine döktüğünde ve sonra kazdığında, resim çok daha netti. “Ateş karıncalarının yuvaları düşündüğümden çok daha desenli ve daha az rastgele düzenlenmiş” diyor. "Belli ki düzenli, düzenli ve öngörülebilirdi - çok ilginçti. Mimariye girdim. "
Yerden Aşağı İnşa Etmek
Karınca yuvaları için yer planları türe göre değişir, ancak Tschinkel'in araştırması, birçok koloninin yer altı evlerini oyarken ortak bir sırayı izlediğini ortaya çıkardı. Yeni çiftleşmiş bir kraliçe bir tünel kazdığında ve vücudunda depolanan besinlerden ilk birkaç düzine larvasını aldığında bir koloni başlar. Bir ay içinde, yetişkin işçiler yaşlarına göre sıralanırlar, en yaşlı işçiler üst yuvaya özgü görevleri üstlenirken, küçükler daha derin işleri yapar. Odalar ve koridorlar eklendikçe, kraliçe alt yuvaya çekilir ve inşaat ekiplerine ayak uydurmak için 1.000 kadar yumurta bırakmaya başlar. Üç ila beş yıl içinde, koloni yuvanın son halini tamamlar ve kraliçe yavaşlayarak bebek patlamasını etkin bir şekilde sona erdirir ve olgun koloninin yapısını yüzde 50'den yüzde 25'e değiştirir. -Jocelyn Selim
Birkaç yıl sonra Odontomachus brunneus'un yuvasını yaptı. , tuzak çene karıncası, alışılmadık yüz yapısıyla adlandırılır. Tuzak çenesinin devasa çeneleri yanlara doğru çıkıntı yaparak ona çekiç kafalı bir köpekbalığı görünümü verir. Çeneler oldukça güçlüdür: Karınca tutunamayacak kadar pürüzsüz ve yuvarlak bir şeyi sıkıştırırsa ve çeneleri kayarsa, karıncayı üç inç geriye doğru fırlatmaya yetecek kadar kuvvetle kapanır. Bu kadroda Tschinkel, ateş karıncası yuvasında gördüğü yapının aynısını fark etti, "sadece burada iç yuva tek bir birimden - şiş kebap biriminden oluşuyordu." Bu, Tschinkel'in tek bir dikey tünel boyunca birbiri ardına dizilmiş odaları tanımlamasıdır ve oyuncu kadrosunun kendisine bir sopa boyunca topaklar görünümü verir. "Bu yüzden, birçok karınca yuvası için temel olabilecek temel, yaygın bir mimari birim fikrine sahip oldum."
Ateş karıncası yuvaları sığdır; odaların çoğu, yüzeye yakın çekirdeğe yakından bağlıdır ve zeminden hemen hemen sağlam bir şekilde çıkar. Ama tuzak çeneli karıncalar daha çok genişleyen bir yuva inşa etmişlerdi, eğer eksikse gerçek karakterini ve verilerini kaybedecekti. Tschinkel'in tüm parçaları geri alması ve bir bütün olarak görebilmesi için, yeniden bir araya getirilmiş tüm bir kadroyu yapıştırmanın ve desteklemenin bir yolunu bulması gerekiyordu.
Trachymyrmex septentrionalis
Menzil: Long Island'dan Illinois'e; Körfez Kıyısı ve Florida'nın güneyinde
Ortalama yuva derinliği: 3 fit
Ortalama oda sayısı: 2
Ortalama koloni boyutu: 500 ila 1.500
Bu tarımsal eğimli karıncanın yuvasındaki yumurta şeklindeki her oda, koloninin beslediği mantarı dölleyen kompostlanmış tırtıl dışkılarıyla dolu bir bahçedir.
Florida biçerdöver karınca ile ilgilenmeye başladığında hâlâ problemi düşünüyordu - Pogonomyrmex badius, rasgele pogo olarak da bilinir. Daha etkileyici karınca türlerinden biri olan biçerdöver, bir haftadan kısa bir süre içinde yedi fit derinliğinde bir yuva inşa eder ve bu süreçte kilolarca kum hareket ettirir. Daha sonra toplayıcılar, yeraltı odalarında - 300.000'e varan sayıda - depolanan tohumları bulmak için kendi bölgelerinde arama yaparlar. İşçiler tohumları posa halinde ezer ve larvalara besler. Buna karşılık, Tschinkel, larvaların muhtemelen işçilere besleyici bir sıvı verdiğini, beslenmelerine tatlı bitki sızıntıları, yaprak biti bal özü ve av böceklerinden emilen meyve sularını desteklediğini düşünüyor. Tschinkel'in tüm bunların gerçekleştiği yuvalarda alanları net bir şekilde tanımlama girişimleri başarısız oldu. Ancak 1990'ların başında, yeni terk edilmiş bir zıplama yuvası buldu ve her şeyi beş galonluk tek bir diş sıvasıyla doldurdu. Alçı sertleştikten sonra,
“Onları temizledim ve üç ya da dört yıl boyunca laboratuvar tezgahımda oturdular” diyor. "Montajı göz korkutucu göründü." Ancak evi kendi tasarımı olan zarif el yapımı mobilyalarla dolu bir hobi ahşap işçisi olan Tschinkel, kırılan dökümün epoksi ile yapıştırılması ve dökümün uzun bir kontrplak arkalığın önüne monte edilmesi ve çelik kaynak çubuklarıyla desteklenmesi için bir yöntem geliştirdi. yerde kapladığı yön ile uzayda asılı kalacağını. “Laboratuar masasında alt birimleri bir araya getirmeye başladım” diyor ve aylar içinde - karıncaların yuvayı inşa etmelerinden çok daha uzun bir süre - “Alçıları belki bir düzine alt birim olarak yeniden birleştirdim ve sonra bunların nasıl bir araya geldiğini anladım. " Hasatçı kolonisinin yuvasında, yaklaşık 30 fit dikey tünellerle birbirine bağlanan 130 oda vardır.
Aphaenogaster ashmeadi ve Pheidole morrisii de dahil olmak üzere diğer türler için de aynısını yaptı ve bu monte edilmiş dökümlerden bazıları Florida Eyalet kampüsündeki ofisinin dışındaki Pleksiglas vakalarını işgal etti. Tschinkel'in tanımladığı gibi, bunlar "fiziksel, entelektüel ve estetik açıdan hoş."
Tschinkel, bir karınca kolonisinin tıpkı tek bir organizma gibi, hücreleri arasındaki ve onunla çevresi arasındaki etkileşimleri yönlendiren kurallarla, embriyogenez adı verilen bir süreçle büyüdüğüne inanıyor. Bir koloni, "sosyogenezin kuralları ve etkileşimleri yoluyla tek, çiftleşmiş kraliçeden üretilir" - bir toplumun kendi iç kurallarına göre büyüdüğü ve değiştiği süreç. "Ve embriyojenin kurallarını yansıtan olgun organizmaların farklı olması gibi," diyor, olgun karınca kolonileri de sosyogenez kurallarındaki farklılıkları yansıtan farklılıklar gösterir.
Tschinkel bu kuralları tanımlamaya çalışıyor. Örneğin, bir karınca kolonisi büyüdükçe işçi boyutunun, dağılımının ve emek modellerinin nasıl değiştiğini ve işçi büyüklüğüne ve yaşına göre iş bölümünün koloninin yapısını ve alışkanlıklarını şekillendirmeye nasıl yardımcı olduğunu araştırıyor. Bu tür faktörler, işgücünü bir fabrika yerleşim planının personeli organize ettiği şekilde organize ediyor gibi görünmektedir. Genç işçiler yuvanın altından başlar, yavrulara ve kraliçeye bakarlar ve sonra yaşlandıkça yukarı doğru hareket ederek daha sorumlu işler üstlenirler - "genel yuva bakımı, yiyecek hazırlama, tohum depolama. Son olarak, muhafızlar, çöp toplayıcılar ve sonunda toplayıcılar olmak için daha da yükseğe çıkıyorlar. "
Solenopsis invicta
Menzil: güneydoğu Amerika Birleşik Devletleri
Ortalama yuva derinliği: 5 fit
Ortalama oda sayısı: 100
Ortalama koloni boyutu: 220.000
Brezilya ve Arjantin'den gelen istilacı bir tür olan son derece bölgesel ateş karıncasının yuvası, Tschinkel'in şiş kebap olarak tanımladığı ve yoğun bir şekilde paketlenmiş birçok özdeş tünel ve oda dizisinden oluşur.
Ayrıca yeni karınca kolonilerinin nasıl başladığını, kraliçenin bir çukur kazdığı ve her şeyi yuvarlamaya başladığı modeldeki bazı olağandışı varyasyonları da belgeliyor. Yeni çiftleşen ateş karınca kraliçeleri genellikle yeni koloniler bulsalar da, bazen olay yerine eşzamanlı olarak gelen diğer yeni çiftleşmiş kraliçelerle işbirliği içinde yaparlar. Bu bir bilmece çünkü riskli görünüyor: İşçi karıncalar böyle bir kraliçe dışında hepsini öldürme eğilimindedir. Bazen çiftleşmiş bir kraliçe, oradaki işçilerle alakası olmasa da öksüz, kraliçesiz bir koloniye yerleşir ve bir tür kraliyet paraziti olarak görevi devralır. Tschinkel'in, işçilerin neden böyle bir gaspçıya hizmet etmeye istekli olduklarına dair hiçbir fikri yok. Buna ek olarak, yeni bir koloninin işçileri, genellikle bir koloni kazanana kadar, işçilerin onu geri çaldıkları diğer yeni kolonilerden bir kuluçka çalarlar. Sonra tüm işçiler gider ve kazanan yuvada yaşarlar.
Formica pallidafulva
Menzil: güneydoğu Amerika Birleşik Devletleri
Ortalama yuva derinliği: 1 ila 2 fit
Ortalama oda sayısı: 15 ila 20
Ortalama koloni boyutu: 500 ila 3.000
Yaygın, ancak çok az çalışılmış olan bu göze çarpmayan karınca, kazılan toprağı yuvasından uzaklaştırarak bir koloninin bulunmasını zorlaştırır. Koloni, içerisindeki karıncaların sayısını yakından yansıtan bir yuva inşa ederek, etkili olduğu kadar kaçamaktır.
Karınca yuvası tasarımının temel bir teması var, diyor Tschinkel: Hareket ve taşıma için dikey tüneller ve çalışma, depolama ve yavruları barındırmak için yatay odalar. Ancak yuvalar, türlere bağlı olarak şekil, sayı, bölme boyutu ve nasıl bağlantılı olduklarına göre farklılık gösterir. Örneğin Florida biçerdöver-karınca yuvasıyla, en büyük odalar yüzeye yakın ve birbirine yakın aralıklarla küçülerek yerin derinliklerinde birbirinden uzaklaşıyor. Küçük odalar oval şekillidir; daha büyük olanlar çok lobludur ve daha karmaşıktır.
Ancak işçilerin bu şekilleri oluşturmayı tam olarak nasıl "bildikleri" o kadar açık değildir. "Onlar işi yaparken, her işçi yapılması gerekenlere cevap veriyor" diyor. "Her bir karınca işçisinin özellikleri nelerdir, böylece her biri kendi katkısını yaptığında, toplam belirli bir sonuç olur?"
Tschinkel'in yüksek lisans öğrencilerinden biri olan Sasha Mikheyev, Formica pallidafulva'nın 17 yuva kalıbını analiz etti . Sürekli olarak, inen tüneller dikey olduğunda, bitişik odaların yuvarlak olduğunu ve tüneller eğimli olduğunda, odaların oval veya gözyaşı şeklinde olduğunu ve tünelin ekseni boyunca sıralandığını keşfetti. Tschinkel basit bir şekilde, yuvaların nasıl inşa edildiğine ilişkin kurallardan birini gösteriyor, diyor Tschinkel: Bir tünel dikeyse, kazmayı yapan karıncalar çalışırken kendilerini eşit bir şekilde dağıtırlar ve eğer eğimliyse, alt ucunda toplayın.
Bu bir başlangıç, ancak kazı işini hangi işçilerin bireysel olarak mı yoksa grup olarak mı yaptıkları veya karıncaların sayısının yuva boyutunu ve şeklini nasıl etkileyebileceği hala bilinmiyor. “Sadece birkaç tane varsa, sadece bir tünel kazabileceklerini hayal edebiliyorum, çünkü kalabalık olmayacaklar. Ancak daha fazlası varsa, odalar da kazabilirler ”diyor Tschinkel.
Aylar sonra, bir Ağustos sabahı Tschinkel, bir kamyonetin yatağına doldurulmuş yepyeni bir fikirle Apalachicola Ulusal Ormanı'nın derinliklerinde. Yıllar boyunca, Tschinkel lateks, alçı sıva ve cam elyafı ile zenginleştirilmiş diş alçısı ile karınca yuvaları yaptı. Her birinin avantajları vardır, ancak hiçbiri mükemmel değildir. Bu yüzden bugün yeni bir şey deneyecek: erimiş metal. Galvanizli bir çöp tenekesindeki bir fırını ve bir otomatik ısıtıcı fanından yapılmış bir hava üfleyiciyi temel alan akıllı bir dökümhane imal etmek için aylar harcadı.
Aphaenogaster Ashmeadi
Menzil: güneydoğu Amerika Birleşik Devletleri
Ortalama yuva derinliği: 1 ila 2 fit
Ortalama oda sayısı: 5 ila 8
Ortalama koloni boyutu: 100 ila 200
Genellikle ormanlık alanlarda bulunan bu çöpçü karınca, uzun bir gövdeye sahiptir ve küçük koloniler oluşturur. Oda tasarımı sığ ve karmaşık değildir.
Tschinkel işleri kurar, odun kömürüne yığar, yakar ve ardından 30 kilo hurda çinkonun erimesi için bir saat bekler. Bu arada, bir zıplama yuvasının girişinin etrafına bir çamur barajı kurar ve plastik bir tüp aracılığıyla gevşek kumu üfler. Sonunda erimiş çinkoya dökülür. O kadar akıcı bir şekilde akıyor ki, Tschinkel yeraltındaki bir fare deliğinde kayboluyor olabileceğinden endişeleniyor. 10 dakika soğuması ve sertleşmesi için bekledikten sonra en sevdiği kürekle yuvanın yanını kazmaya başlar.
Yüksek lisans öğrencisi Kevin Haight, yerden parıldayan metaller çıkarken, "gömülü bir hazine gibi," diyor. Tünellerin bazılarından tüyler, mükemmel bir şekilde yakalanmış tüy benzeri çıkıntılardır - diğer karınca türlerinin yavrularına baskın yaparak hayatta kalan minik, sinsi hırsız karınca Monomoriumviridum'un tünelleri . Haight, ağır alçıya bir ip bağlar ve onu yerden çekmeye yardımcı olur. Sadece sekiz parça halinde ortaya çıkıyor. Tschinkel, "Harika" diyor.
Ancak daha sonra, düşünecek zamanı olduğunda çinkonun çok yoğun olduğu sonucuna varır. Metal, yuvanın dibine ulaşmadan soğur ve kurulur. Bir dahaki sefere, ilk kez erimiş alüminyum ve ikinci kez çinko dökeceğini söylüyor.
3 boyutlu yayın yapma tekniğini mükemmelleştirmek için birçok fırsatı var. Sadece bölgede 50 karınca türü ve dünya çapında kabaca 5.000 karınca türü vardır, her biri kendine özgü yaşam tarzına ve yuva şekline sahiptir. Örneğin, 35 fit derinliğe kadar dünyanın en büyük yuvalarını inşa eden ve küçük bir ev kadar yüzey kaplayan yaprak kesici Atta cinsi var . Tschinkel gülümseyerek, " Atta yuvası yapmayı çok isterim ," diyor, "ama birkaç ton alçıya ihtiyacım var."