Toen ik deze vraag opnam, dacht ik: "Nou, alles is zeker bekend over mieren - en wat, en hoe, en hoe ze horen!" Het bleek - niets van dien aard! Voor myrmecologen (zoals ze mierenspecialisten noemen) is maar één ding zeker: mieren kunnen communiceren door middel van geluiden. En als dat zo is, betekent dit dat ze beslist gehoor hebben en organen die (met een vrij grote rek) oren kunnen worden genoemd.
En de ‘oren’ van mieren lijken helemaal niet op wat we gewend zijn dit mooie woord te noemen. En er zijn verschillende soorten ‘oren’. En horen is zeker niet hun enige functie. En ze bevinden zich niet alleen op het hoofd, maar ook … Oké, ongeveer alles in orde.
Zoals u weet, kunnen geluiden zich niet alleen door de lucht verspreiden, maar ook door vloeistoffen (bijvoorbeeld water) en zelfs over vaste stoffen (bijvoorbeeld aarde, boomstammen en bladeren). En als het voor mensen het allerbelangrijkste is "lucht" -geluiden, dan zijn voor mieren die hun hele leven op de grond kruipen, bomen en andere vaste dingen "harde" geluiden van groot belang. (In principe kan een persoon ook geluiden van 'harde ondergrond' horen. Denk aan Vasilisa de Schone, die haar oor naar de grond legt om te horen hoe ver Kashchei de Onsterfelijke galoppeert op zijn heroïsche paard.)
En om zulke "solide" geluiden te herkennen, moet je trillingen, trillingen van de ondergrond, kunnen waarnemen. En hiervoor zijn twee oren op het hoofd niet voldoende - de gehoororganen moeten worden geplaatst waar alleen het lichaam in contact komt met het "klinkende" oppervlak, dat wil zeggen praktisch door het hele lichaam.
Figuur: 1. De structuur van het chordotonale orgel. Scolopidia zijn als touwtjes die tussen de cuticula en het flexibele membraan worden gespannen. Wanneer de cuticula beweegt, trekt het het scolopidium mee en veroorzaakt het excitatie van het neuron dat zich in dit scolopidium bevindt. Afbeelding van what-when-how.com
Qua structuur lijken deze organen ook helemaal niet op de oren van mensen of bijvoorbeeld hazen. Omdat ze geen golven in de lucht zouden moeten waarnemen, hebben ze die externe "vanger" in de vorm van een schelp, die we gewend zijn om het oor te noemen, absoluut niet nodig. En deze gehoororganen bestaan uit eigenaardige "snaren" (ze worden scolopidia genoemd), gespannen tussen de cuticula (uitwendig skelet van een insect) en een speciaal flexibel membraan. Elk scolopidium bestaat uit drie cellen, waarvan er één zenuwachtig is. Als het oppervlak dat de mier aanraakt begint te trillen, begint de cuticula aan de scolopidia te trekken. Wanneer het scolopidium wordt uitgerekt, wordt de zenuwcel onder invloed van spanning opgewonden en stuurt een impuls naar de corresponderende zenuwknoop. Zo worden oppervlaktetrillingen omgezet in zenuwimpulsen en hoort de mier het geluid. De hierboven beschreven organen worden chordotonaal genoemd en zijn niet alleen betrokken bij het onderscheiden van geluiden, maar ook bij proprioceptie - dat wil zeggen, ze voelen spieruitrekking en bepalen de positie van het lichaam in de ruimte.
Dus we hebben de "harde" geluiden uitgezocht. Maar hoort de mier ook "lucht" -geluiden? Er is nog geen definitief antwoord op deze vraag, maar het is mogelijk om de gegevens die zijn verkregen over andere insecten - bijvoorbeeld muggen en vliegen - te extrapoleren naar mieren.
En vliegen en muggen kunnen "lucht" -geluiden horen met behulp van speciale borstelharen op de antennes. Een geluidsgolf beweegt zo'n borstel, de borstel trekt aan het scolopidium, waaruit het neuron dat zich in het scolopidium bevindt, wordt ontladen en een impuls naar de zenuwknoop stuurt. Deze gehoororganen worden de orgels van Johnston genoemd. Ze zijn een subtype van akkoordorgels en zijn alleen gevoelig in het nabije veld (meestal op een afstand van niet meer dan tientallen centimeters). Het is niet moeilijk te begrijpen dat ze niet alleen geluiden als zodanig zullen waarnemen, maar ook trillingen in de lucht - bijvoorbeeld de wind veroorzaakt door een naderende vliegenmepper.
Promotie video:
En bovendien hebben insecten een ander type zintuigen die geluiden kunnen waarnemen - trichoïde sensilla. Deze complexe uitdrukking verwijst naar de kleine borstelharen op het lichaam van een insect. Deze borstelharen zijn direct (en niet door het scolopidium, zoals de organen van Johnston) verbonden met het zenuwuiteinde, en wanneer een geluidsgolf (of simpelweg wind) de trichoïde sensilla trilt, wordt het zenuwuiteinde opgewonden en genereert het een impuls, en als resultaat bereikt informatie over de trillingen het overeenkomstige zenuwknooppunt … Mieren hebben trichoïde sensilla, maar of ze gevoelig genoeg zijn om geluiden waar te nemen, is nog niet helemaal duidelijk.
Figuur: 2. Antennes van een mier (elektronenmicroscoop). De antennes dragen Johnston's orgels en veel trichoïde sensilla's, maar het is niet bekend of ze gevoelig genoeg zijn om geluiden te horen. De lengte van de schaalbalk in de bovenste figuur is 500 µm, in de onderste - 200 micron. Foto uit het artikel: R. Hickling en RL Brown. Analyse van akoestische communicatie door mieren // Journ. Akoestisch. Soc. Amer. 2000. V. 108, nr. 4. Pp. 1920-1929
Maar er is iets bekend over hoe mieren geluidsalarmen gebruiken.
Kamponotusmieren, of timmermansmieren bijvoorbeeld, knagen aan hun nest in hout, slaan met hun kaken of buik tegen de wanden van het nest om soortgenoten op te roepen om het te beschermen.
En nog steeds kunnen veel mieren tjilpen, door met hun buik te wrijven over speciale "raspen" op de steel tussen de borst en de buik (Fig. 3). Het gebabbel is nauwelijks hoorbaar, het menselijk oor kan het zelfs van dichtbij nauwelijks onderscheiden. Dit volume is echter voldoende voor mieren en ze kunnen perfect met elkaar communiceren door middel van getjilp.
Figuur: 3. De meeste mieren maken geluiden door met de buik (Gaster) tegen de steel (Postpetiole) te wrijven. Foto uit het artikel: R. Hickling en RL Brown. Analyse van akoestische communicatie door mieren // Journ. Akoestisch. Soc. Amer. 2000. V. 108, nr. 4. Pp. 1920-1929
Dit getjilp wordt bijvoorbeeld via de grond overgedragen. Familieleden kunnen een mier opgraven die in het zand is begraven, nadat ze zijn "hulpgeroep" hebben gehoord.
En door de bladeren en takken van bomen worden ook trillingen van getjilp overgebracht. Sommige mieren gebruiken het op een heel onverwachte manier. Het bleek dat bij bladsnijdende mieren de trilling van de buik wordt overgebracht op de kaken (onderkaken). Wanneer de onderkaken het blad doorsnijden, trillen ze met een frequentie van ongeveer 1 kHz (duizend keer per seconde!). Hierdoor wordt het vel gesneden, zo niet sneller, dan gladder en nauwkeuriger.
En later bleek dat mieren vaker tjilpen als ze niet harder, maar lekkerder blad snijden! Het bleek dat daarbij kleinere werkers naar de grotere werkmieren rennen. Dan sleept een grote arbeider het afgesneden blad de mierenhoop in, en de kleintjes klimmen op het blad en rijden erop. Maar ze rijden niet alleen, maar beschermen bijvoorbeeld dragers tegen vliegen die hun testikels op de lichamen van grote arbeiders proberen te leggen.
Onlangs bleek dat geluiden voor communicatie niet alleen door mieren worden gebruikt, maar ook door hun parasieten. Honderden andere insectensoorten leven meestal in een mierenhoop. Onder hen zijn de rupsen van enkele blauwogige vlinders. Deze rupsen lijken qua uiterlijk en vooral qua geur op de larve van een bepaalde soort mieren. Werkende mieren, het vinden van zo'n rups, sleep hem naar het nest. Rupsen van sommige soorten blijven larven zo goed nabootsen dat werkmieren ze voeden als hun eigen kleine zusjes (werkmieren zijn onvruchtbare vrouwtjes en de larven zijn hun zusjes).
Onlangs werd bekend dat de rupsen en poppen van de "koekoekduiven" geluiden maken en volwassen mieren imiteren. Tegelijkertijd, zo bleek, tjilpen bij de gastheermieren (een van de soorten van het geslacht Myrmica) de koninginnen en de werkmieren anders. Als je de geluiden afspeelt die door de baarmoeder naar werknemers worden uitgezonden, omringen ze de geluidsbron en nemen ze karakteristieke "beschermende" houdingen aan, alsof ze de echte baarmoeder bewaken. De sluwe rupsen en poppen van de duiven imiteren de geluiden van de baarmoeder, en de werkmieren haasten zich om ze te bewaken!
Dit voorbeeld laat zien dat geluiden een belangrijke rol kunnen spelen in het leven van de mierenfamilie: met name de koninklijke 'goedgeplaatste stem' helpt de baarmoeder om het hoogste niveau in de hiërarchie te bezetten. Dit betekent dat mieren zich goed bewust zijn van de verschillende geluiden van hun familieleden - wat ze ook horen …
De auteur is N. G. Bibikov, AA Zakharov en Vera Bashmakova dankbaar voor advies en hulp bij het voorbereiden van het antwoord.
Auteur: Sergey Glagolev
