Społeczeństwa mrówek

Wszystkie spotykane dziś na Ziemi gatunki mrówek są organizmami właściwie społecznymi. Typowa mrówcza rodzina składa się z jednej lub kilku królowych-matek, wielu robotnic i okresowo również samców, które opuszczają rodzinę tuż przed lotem godowym. Robotnice mogą być zróżnicowane pod względem wielkości i budowy. Zazwyczaj te mniejsze pełnią rolę piastunek, większe zaś – żołnierzy. Jest to doskonale widoczne u naszej największej mrówki – gmachówki drzewotocznej (Camponotus ligniperdus). Różnica wielkości robotnic może być znaczna, np. najmniejsze robotnice gmachówki mierzą 6 mm, podczas gdy największe aż 14 mm.

Rodziny naszych krajowych mrówek liczą, w zależności od gatunku i wieku mrowiska, od kilkudziesięciu do ponad kilkunastu tysięcy osobników. Aby tak liczna społeczność mogła koordynować swoje działania, musi istnieć skuteczny system komunikowania się między osobnikami tej samej rodziny. Odbywa się to na kilka sposobów. Pierwszym z nich są sygnały chemiczne: mrówki wydzielają specyficzne związki hormonalne (tzw. feromony), które warunkują odpowiednie formy zachowań.

Trzy podstawowe kasty mrówki rudnicy; od lewej: samica, samiec i robotnica. Rys. A.Krzysztofiak

Mrowisko rudnicy (Formica sp.). Fot. M.Kamiński

Przykładem może służyć feromon stosowany do znakowania tzw. ścieżki zapachowej, wiodącej do atrakcyjnego źródła pokarmu. Furażerka (robotnica penetrująca teren w poszukiwaniu pokarmu), która znalazła interesujący pokarm (np. obficie nektarujący kwiat), wraca do mrowiska, pokrywając podłoże cienką smużką specjalnej substancji. Następne robotnice podążają tym szlakiem, pobierają pokarm i wracając do gniazda, również znakują teren. W ten sposób ślad staje się silniejszy i bardziej trwały w czasie. Inna substancja zapachowa alarmuje robotnice i wywołuje u nich bojowy nastrój. Jeszcze inna pobudza robotnice do pomocy larwom, które uwalniają się ze starego oskórka w procesie linienia.

Innym sposobem komunikacji jest dotykanie się czułkami i żuwaczkami według ogólnie przyjętego schematu. Używając takiego „języka”, mrówki proszą o pomoc w czyszczeniu ich ciała oraz o przekazanie im pokarmu (zarówno stałego, jak i płynnego). Takie wzajemne karmienie się pokarmem płynnym, polegające na zwracaniu treści pokarmowej przez jednego osobnika rodziny bezpośrednio do aparatu gębowego drugiego nazywamy trofolaksją. Zjawisko to jest tak powszechne w rodzinie, że kiedy jedna tylko robotnica przyniesie do gniazda pokarm zawierający truciznę o opóźnionym działaniu, to po pewnym czasie zaczyna chorować większa część członków rodziny. Niektórzy badacze nazywają ten system wzajemnego karmienia się „żołądkiem społecznym”. Biorąc pod uwagę podział obowiązków w rodzinie i często wysoką specjalizację robotnic, nie dziwi fakt, że społeczeństwo mrówek bywa często nazywana nadorganizmem, w którym zachodzi szereg zjawisk podobnych do tych, jakie przebiegają w żywym organizmie, a poszczególne osobniki zachowują się jak narządy i tkanki tego organizmu.

Mrówki budują stałe schronienie, zwane gniazdem lub mro- wiskiem. Może ono być zaopatrzone w mniejszy lub większy kopiec, usypany z piasku, igieł sosny lub świerka, patyczków lub innych cząstek roślinnych. Gniazda mogą się znajdować pod ziemią, w szczelinach skalnych, w martwym lub żywym drewnie, czasem też w budynkach. Wprawdzie gniazdo mrówek nie jest strukturą tak doskonałą, jak gniazdo pszczoły miodnej czy os społecznych, gdzie widzimy regularne komórki ułożone według stałego schematu, tym niemniej jest ono również budowlą o dość skomplikowanej budowie.

Do budowy gniazd mrówki używają najczęściej ziemi oraz różnych części roślin. Przy budowie gniazda mrówki posługują się zarówno żuwaczkami, jak i odnóżami. Mrowisko podziemne składa się z wielu nieregularnie rozmieszczonych komór połączonych ze sobą chodnikami. Takie gniazda budują np. mrówki z rodzajów Myrmica, Tetramorium i Lasius. Z kolei niektóre mrówki z rodzaju Formica i Lasius budują gniazda naziemne, zwane kopcami. Gniazda Lasius flavus bywają często poprzerastane roślinami, np. macierzanką.

Kopce mrówek z rodzaju Formica mogą osiągać znaczne rozmiary, ich wysokość przekracza często 1 metr, a średnica 2-3 metry. Zewnętrzna warstwa mrowiska (5-20 cm), składająca się z igieł, liści, źdźbeł trawy i scementowanych ze sobą ziaren piasku, zatrzymuje wodę deszczową. Niżej znajduje się kilkudziesięciocentymetrowa warstwa złożona z różnych gałązek i patyczków. Centralną część mrowiska stanowi często stary pniak lub korzeń, pod którym znajduje się mieszanina częściowo rozłożonych szczątków organicznych i ziaren piasku. Na samym dole biegną wydrążone w ziemi korytarze, służące mrówkom za zimowe schronienie.

Warunki panujące w mrowisku różnią się znacznie od tych na zewnątrz. Owady te potrafią utrzymywać optymalną dla nich temperaturę i wilgotność, a także odczyn pH (wewnątrz mrowiska jest on wyraźnie kwaśny). Różnica temperatur na zewnątrz i wewnątrz mrowiska może wynosić nawet 20oC. Kopiec jest obiektem dynamicznym, jego materia jest ciągle przebudowywana, gałązki i igły przenoszone raz głębiej, raz na zewnątrz kopca. Zapobiega to rozwojowi pleśni. Niektóre gatunki mrówek tworzą pojedyncze gniazda, inne całe kolonie składające się z kilkudziesięciu, a nawet kilkuset gniazd. Wiele gatunków mrówek buduje swoje gniazda w pniach martwych drzew, drążąc w nich skomplikowaną sieć kanałów i komór, o ścianach impregnowanych masą powstałą z rozdrobnionego drewna i śliny mrówek.

Niektóre gatunki mrówek opiekują się mszycami, korzystając w zamian z produkowanej przez nie spadzi. Mszyce wyciągają soki z rośliny, na której żyją, przyswajając z nich głównie białka i tłuszcze, wydalają natomiast cukry proste, które stanowią nawet do 55% suchej masy odchodów mszyc. Mrówki pobudzają mszyce do wydalania spadzi, głaskając ich odwłoki swoimi czułkami. W ciągu jednego sezonu gniazdo Lasius niger, liczące 3500 robotnic zbiera w ten sposób 1 litr spadzi, a gniazdo rudnicy, liczące 100 000 robotnic aż 10 kg.