Článek
Nezávislá skupina vědkyň a vědců z českých i zahraničních výzkumných institucí odpovídá na vaše dotazy. Některé odpovědi pak sdílí i na sociálních sítích Facebook, Twitter, Instagram, Threads a zde na Médiu.
Dotaz
S manželem jsme narazili při diskusi na téma královny v mraveništi. Chápu dobře, že je vždy v mraveništi jen jedna? Jak je možné, že se během života královny nenarodí nová? Pokud ano, vládnoucí královna zabije nově příchozí? Nebo je vykázána? Jakým způsobem tedy dochází k výměně královny?
Minutová odpověď
- Počet královen v mraveništi bývá různý, dle druhu mravence. U našich druhů může být královna v hnízdě pouze jedna, takový druh se nazývá monogynní (například náš největší mravenec dřevokaz, Camponotus ligniperda). Královen může být i více, tito mravenci jsou pak takzvaně polygynní (třeba mravenci žahaví, Myrmica rubra). Nové královny se v mraveništi po určité době, kdy se kolonie dostatečně rozroste, vždy rodí. Ty spolu se samci, jako okřídlení jedinci, povětšinou vylezou z hnízda a vznesou se do vzduchu, kde se spáří.
- Mladé královny si buď založí hnízdo nové, dostatečně daleko od původního mraveniště (v případě monogynních druhů), nebo se mohou vrátit do svého rodného hnízda, žít zde a klást vajíčka spolu s matkou (u polygynních druhů). K výměně královny může dojít v případě nájezdu parazitoidních mravenců, kdy královna jiného druhu zabije původní matku a využije její dělnice, aby se staraly o její, tedy cizí potomstvo.
Odpověď
Mravenci jsou takzvaně eusociální hmyz. Žijí v komplexní společnosti, která je dělena na kasty a každý jedinec má přesně daný svůj životní úděl. Jednou z kast jsou tzv. trubci (samečci), jejichž úkolem je oplodnit královnu.
Dělnice, chůvičky, bojovnice, dojičky
Další kastou jsou dělnice (samičky), které často plní úlohy jako stavitelky hnízda (nosí hlínu, klacíky a jiný stavební materiál), strážkyně hnízda (často postávající na jednom místě na okraji mraveniště se vztyčeným tykadlem ohledávajícím prostředí), zásobovačky potravy (běhají po potravních stezkách a do hnízda nosí získané dobroty) a i objevitelky (díky kterým společenství nalézá například nové potravní zdroje).
Nejmladší dělnice většinou nesou úlohu chůviček a pečovatelek starajících se jak o plod, tak o královnu. Kromě toho jsou v mraveništi mnohé další úlohy a profese dělnic od nosiček přes bojovnice po dojičky. Především svou tělesnou stavbou je mravenec v zásadě předurčen k dané profesi v mraveništi. Díky tomuto uspořádání nese celá mravenčí společnost vlastnosti jako například bezvýhradnou soudržnost, pracovitost, nesobeckost a podřízenost zájmům společnosti (i za cenu vlastního života).
Královna
Královna má jednu z nejdůležitějších úloh ve společnosti a zároveň je to i její privilegium – klade vajíčka. Královna sama má schopnost ovlivnit pohlaví narozeného plodu. Z neoplozených vajíček se líhnou trubci a z oplozených samičky. Úloha samiček v mraveništi je určena konkrétní stravou, které se jim dostane od krmiček. Například budoucí královna je krmena výživnější stravou.
Podle jedné studie z roku 2018 existuje gen (insuline-like-peptide 2, ILP2), jehož exprese je díky nutričně bohatší stravě navýšena a který určuje budoucí plodnou samičku čili královnu [1]. Kromě toho si stávající královna zajišťuje své privilegium pro kladení vajíček díky vypouštění tzv. mateřího feromonu, který potlačuje u ostatních samiček rozmnožovací instinkty.
Nové matky
A nyní otázka týkající se plození nových královen. Po určitém čase, kdy se kolonie dostatečně rozroste a nestrádá, může začít přemýšlet nad disperzí. V určitou roční dobu se začnou v mraveništi objevovat larvy mnohem větší než larvy dělnic, jedná se o nové matky. Stejně tak se ve stejnou nebo podobnou dobu rodí i samci.
Když se vylíhnou z kukly, povětšinou se samci a samice rozletí po okolí ve snaze najít a spářit se s jedincem opačného pohlaví stejného druhu z cizího mraveniště, to můžeme pozorovat jako roj nad mraveništěm. Každý druh mravence se rojí jindy, ale zároveň by se měla vyrojit většina mravenišť jednoho druhu ve stejnou chvíli, aby tak zvýšily pravděpodobnost nalezení vhodného partnera.
Po spáření samec umírá a mladá královna se ubírá hledat místo pro založení nové kolonie.
Výběrové řízení na královnu
Máme však nepřeberné množství různých strategií, které jdou ruku v ruce s další otázkou, a to je počet královen v mraveništi. Pokud se v mraveništi nachází právě jedna královna, pak je druh tzv. monogynní, zde pokud královna zemře, zaniká s ní celé mraveniště (příkladem může být náš největší druh mravenec dřevokaz, Camponotus ligniperda). Jestliže se v kolonii nalézají dvě nebo více kladoucích královen, pak nazýváme takový druh polygynní (například každý zahrádkář zná nepříjemné mravence žahavé, Myrmica rubra).
Jako základ můžeme brát jednu královnu, co si sama od píky založí mraveniště a vychová první generaci dělnic, které poté převezmou veškeré povinnosti týkající se chodu společenstva. Může také dojít ke spojení několika královen a založení mraveniště společně. V tomto případě buď v klidu žijí společně, nebo se po výběrovém řízení dělnic odstraní všechny matky až na jednu nejsilnější, která pak převezme vládu nad celou kolonií.
Některé polygynní druhy si také mohou nechávat své oplodněné dcery v mraveništi, aby tak posílily své řady a nemusely řešit problém při smrti jedné matky. Může také dojít k dělení celého mraveniště, kde se původní matka a dcera vydají každá svou cestou s půlkou celé kolonie (takovéto štěpení kolonie se vyskytuje u tzv. nájezdných mravenců např. rodu Eciton).
Nedobrovolná náhrada královny
Co se náhrady královny týče, tak ta může být i nedobrovolná, jak vidíme u parazitických druhů mravenců, kde nové královny proniknou do cizího mraveniště stejného nebo jiného rodu, kde zabijí královnu a začnou klást vlastní vajíčka, o která se starají cizí dělnice. Časem se zcela nahradí původní osazenstvo. V tomto bodě buď mraveniště už žije dál jako běžné druhy (Lasius fuliginosus), nebo si průběžně doplňují „otroky“ během nájezdů na blízká mraveniště, kde kradou kukly a čerstvě vylíhlé dělnice, které odnesou k sobě, kde se o ně dál starají (Polyergus rufescens).
Některé druhy mravenců kombinují více strategií, například náš mravenec lesní (Formica rufa). Některé mladé královny po spáření vniknou do hnízda mravence otročícího (Formica fusca), jehož matku zabijí, a založí tak monogynní hnízdo. Jiné královny se vrací do původního hnízda a vytváří polygynní soužití. Ale i oddělená hnízda lesních mravenců spolupracují s dalšími ve svém okolí a vytvářejí tak jedno velké společenství zvané polydomie [2].
Superkolonie
Extrémním případem takové spolupráce je vznik tzv. superkolonie, kterou tvoří mravenec argentinský (Linepithema humile) ve Středozemí, na území 6000 kilometrů dlouhém [3].
Za tým Zeptej se vědce Marie, Filip a Michal
Zdroje
[0] kniha: Jan Žďárek – Hmyzí rodiny a státy, ISBN 978-80-200-2225-7
[1] https://doi.org/10.1126/science.aar5723
[2] http://dx.doi.org/10.1007/s00040-013-0337-z
[3] http://dx.doi.org/10.1007/s10530-009-9561-x
Zeptej se vědce
Projekt Zeptej se vědce se snaží zprostředkovat kontakt mezi vědeckou a nevědeckou veřejností. Máte-li na vědce nějaký dotaz, zeptejte se nás na Facebooku, Twitteru nebo Instagramu. Líbí se vám naše příspěvky? Budeme rádi, když podpoříte naši činnost: darujme.cz/projekt/1209422
