Муравьи-кочевники обогревают гнёзда теплом своих тел
Чтобы их колонии выживали на больших высотах, кочевые муравьи поддерживают температуру в подземных гнёздах на 13°F выше, чем на поверхности, согласно новому исследованию учёных из Университета Дрекселя.
Хотя Labidus praedator — кочевой вид (что для муравьёв относительно редко), они создают подземные гнёзда (бивуаки), в которых находятся их яйца и молодое потомство (расплод). Температура в этом бивуаке может быть критически важна для способности муравьёв оставаться мобильными и выращивать потомство.
«Как и для большинства насекомых, температура расплода кочевых муравьёв является ключевым фактором, определяющим время, необходимое каждому вылупившемуся яйцу для достижения взрослой стадии», — сказала Кейтлин Бодие, аспирант Колледжа искусств и наук Дрекселя, которая вместе с профессором Шоном О’Доннеллом опубликовала результаты в журнале Insectes Sociaux.
L. praedator тщательно синхронизируют жизненный цикл своего потомства. Ключевой фактор — эффективность. Пока их потомство находится в стадии личинок (недавно вылупившиеся особи), колония может оставаться в движении. Но когда эти личинки становятся куколками (аналогично стадии хризалиды у бабочек, стадия непосредственно перед превращением муравьёв во взрослых особей), колония оказывается привязана к одному бивуаку на несколько недель.
Поскольку существует идеальный температурный диапазон, который лучше всего способствует росту потомства, для муравьёв важно поддерживать своё гнездо в тепле. И когда эти бивуаки располагаются на больших высотах, это становится особенно важным.
«На больших высотах обогрев бивуака может быть ещё важнее, чем на малых, потому что температура окружающего воздуха находится ещё дальше от оптимальной для роста», — пояснила Бодие.
Изучая колонии кочевых муравьёв в Коста-Рике, Бодие и О’Доннелл отслеживали три разных бивуака: самый низкий был построен на высоте 950 метров над уровнем моря, а самый высокий — на 1565 метрах.
В то время как исследователи из Дрекселя фиксировали температуры поверхности и почвы, которые часто опускались слишком низко для потомства муравьёв, в бивуаках постоянно поддерживалась достаточно высокая температура, чтобы оставаться в их идеальном диапазоне. Самые высокие температуры были зафиксированы глубже в гнезде, примерно на 40 сантиметрах вниз, где находилось самое молодое потомство.
Подземные участки рядом с бивуаком были лишь немного теплее, чем на поверхности — всего примерно на 1°F. Между тем, средняя температура в бивуаках была на 13°F выше, чем на поверхности. Более высокие температуры были результатом не остаточного тепла в земле — гнездо обогревалось телами самих муравьёв.
В то время как предыдущие исследования были сосредоточены на наземных кочевых муравьях, которые строят свои бивуаки на более низких (и тёплых) высотах, исследование Бодие и О’Доннелла показало устойчивость кочевых муравьёв к более холодным горным условиям.
«Это исследование приоткрывает завесу над тем, на что, как мы думали, способны кочевые муравьи в плане обогрева своего потомства в условиях более экстремального холода и влажности на больших высотах», — сказала Бодие.
Однако это не означает, что муравьи готовы покорять Эверест. Они хорошо справляются с обогревом своих гнёзд, но, возможно, существует предел их возможностям.
В самом низком из изученных бивуаков (построенном на высоте 950 метров над уровнем моря) даже самые холодные участки были постоянно теплее, чем самые высокие температуры, зафиксированные в бивуаке на высоте 1565 метров над уровнем моря.
«Рекордная высота для кочевого муравья в Коста-Рике — это экземпляр Labidus coecus (близкого родственника, хотя и более подземного, чем L. praedator), найденный на высоте 3000 метров над уровнем моря. Однако в случае с L. praedator самая высокая известная мне точка — около 1750 метров над уровнем моря», — сказала Бодие. «Я действительно подозреваю, что низкие температуры являются основным фактором, определяющим эти верхние высотные границы. Самые высокие бивуаки, похоже, с трудом сохраняют тепло во влажной холодной почве».
«Мы подозреваем, что муравьям в горах приходится тратить много энергии на поддержание тепла в своих гнёздах», — добавил О’Доннелл.