Насекомые, которые правят миром

На Земле обитает 20 000 000 000 000 000 муравьев, и они весят больше, чем дикие птицы и млекопитающие вместе взятые.

Наше исследование , опубликованное на этой неделе, дает приблизительный ответ. По самым скромным подсчетам, на нашей планете обитает около 20 квадриллионов муравьев. Это 20 миллиардов миллионов миллионов, или в числовой форме 20 000 000 000 000 000 (20 с 15 нулями).

По нашим дальнейшим оценкам, муравьи в мире вместе составляют около 12 миллионов тонн сухого углерода. Это превышает массу всех диких птиц и диких млекопитающих в мире вместе взятых. Он также равен примерно одной пятой от общего веса человека.

Выдающийся биолог Эдвард О. Уилсон однажды сказал, что насекомые и другие беспозвоночные — это «мелочь, которая правит миром», и он был прав. Муравьи, в частности, являются важной частью природы. Помимо прочего, муравьи аэрируют почву, рассеивают семена, разрушают органический материал, создают среду обитания для других животных и составляют важную часть пищевой цепи.

Оценка количества и массы муравьев обеспечивает важную основу для мониторинга популяций муравьев на фоне тревожных изменений окружающей среды.

Обыкновенный черный муравей. Shutterstock

Какая польза от муравьев?

Любой, кто был укушен муравьем, может задаться вопросом, в чем смысл надоедливых маленьких существ. Но правда в том, что мы просто не могли бы обойтись без них.

Муравьи помогают расщеплять органику. Без них она накапливалась бы, ухудшая качество почвы. Исследования муравьев-ткачей  Oecophylla smaragdina показывают, что они уменьшают количество вредителей и могут повысить урожайность. Некоторые люди едят муравьев-ткачей, так как они богаты белком и жирными кислотами.

Муравьи туннелируют и строят подземные гнезда. Как инженеры экосистемы, они улучшают пористость почвы для воздуха и воды, повышая pH и содержание жизненно важных питательных веществ почвы. Дикая природа, за которой мы любим наблюдать из наших садов или в заповедниках, зависит от муравьев. Их едят, например, зеленые дятлы . Личинки большой синей бабочки , находящейся под угрозой исчезновения, также питаются личинками красных муравьев.

Все муравьи живут в строго структурированном сообществе. Они обмениваются информацией и коллективно принимают решения . Большинство муравьев — рабочие, вылупившиеся из оплодотворенных яиц. У них разные роли в зависимости от возраста ; когда они молодые глубоко в гнезде они ухаживают за личинками,  затем чистят и транспортируют пищу и, наконец, когда становятся старше, разведывают и собирают пищу. У некоторых видов тропических муравьев есть солдаты для защиты и нападения, которые, как и рабочие все самки. Британские древесные муравьи ( Formica rufa ) не имеют солдат, поэтому их роль берут на себя рабочие. Formica sanguinea совершает набеги на колонии Formica fusca и забирает личинок, которые вырастают и становятся их рабами.

Некоторые виды, такие как Lasius niger , поселяются в домах. Сам по себе он не опасен для человека, у каждого L. niger есть определенная работа, например быть разведчиком. Он приносит образцы пищи в колонию . Другие муравьи следуют за муравьем-разведчиком к источнику пищи. Разведчики L niger  прокладывают химические тропы, чтобы привести своих сестер к еде.

Когда колония становится слишком большой, королева производит крылатых муравьев. Это плодовитые принцессы, которые развиваются из оплодотворенных яиц, а самцы - из неоплодотворенных яиц . Летающие муравьи используют свои крылья только один раз.

Роение способствует генетическому смешению, поскольку самцы из других гнезд преследуют каждую принцессу. Затем самцы умирают от истощения и повреждений, нанесенных во время спаривания. Новые королевы сбрасывают крылья и заводят гнездо из работниц. Старая королева остается и может прожить 25 лет. Все ее детеныши произошли от одной брачной стаи, хотя она может спариваться с несколькими самцами. Источник

Многие виды муравьев являются важными распространителями семян. Здесь два рабочих муравья Meranoplus несут семя обратно в свое гнездо. Франсуа Брассар

Подсчет муравьев в мире

Существует более 15 700 названных видов и подвидов муравьев, а также многие другие, еще не названные наукой. Высокая степень социальной организации муравьев позволила им колонизировать почти все экосистемы и регионы по всему миру.

Поразительное повсеместное распространение муравьев побудило многих натуралистов задуматься об их точном количестве на Земле. Но это были в основном обоснованные догадки. Отсутствовали систематические, основанные на фактических данных оценки.

Наше исследование включало анализ 489 исследований популяций муравьев, проведенных другими учеными-муравьями со всего мира. Это включало неанглийскую литературу на таких языках, как испанский, французский, немецкий, русский, китайский и португальский.

Исследование охватило все континенты и основные места обитания, включая леса, пустыни, луга и города. Они использовали стандартные методы сбора и подсчета муравьев, такие как ловушки и образцы опавших листьев. Как вы понимаете, зачастую это утомительная работа.

Исследователь устанавливает ловушку — стандартный метод сбора муравьев, ползающих по поверхности земли. Франсуа Брассар

Исходя из всего этого, мы подсчитали, что на Земле насчитывается примерно 20 квадриллионов муравьев. Эта цифра, хотя и консервативная, но от двух до 20 раз выше, чем предыдущие оценки.

Предыдущие цифры использовали подход «сверху вниз», предполагая, что муравьи составляют около 1% расчетной популяции насекомых в мире. Напротив, наша оценка «снизу вверх» более надежна, поскольку она использует данные о муравьях, наблюдаемых непосредственно в полевых условиях, и делает меньше предположений.

Следующим нашим шагом было выяснить, сколько весят все эти муравьи. Масса организмов обычно измеряется с точки зрения их углеродного состава. По нашим оценкам, 20 квадриллионам муравьев среднего размера соответствует сухой вес или «биомасса» примерно в 12 миллионов тонн углерода.

Это больше, чем совокупная биомасса диких птиц и млекопитающих, и составляет около 20% общей биомассы человека.

Углерод составляет примерно половину сухого веса муравья. Если бы вес других телесных элементов был включен, общая масса муравьев в мире была бы еще выше.

Нанесение на карту разнообразия видов муравьев наряду с разнообразием позвоночных может помочь обнаружить и сохранить ценных муравьев. Касс и др., Sci Adv (2021). Источник 

Мы также обнаружили, что муравьи распределены по поверхности Земли неравномерно. Они различаются в шесть раз в зависимости от среды обитания и обычно достигают пика в тропиках. Это подчеркивает важность тропических регионов для поддержания здоровых популяций муравьев.

Муравьи также были особенно многочисленны в лесах и, что удивительно, в засушливых регионах. Но они становятся менее распространенными в искусственных средах обитания.

 Муравьи распределены по поверхности Земли неравномерно. Shutterstock

Наши выводы сопровождаются несколькими оговорками. Например, места выборки в нашем наборе данных неравномерно распределены по географическим регионам. И подавляющее большинство образцов было собрано из наземного слоя, а это означает, что у нас очень мало информации о количестве муравьев на деревьях или под землей . Это означает, что наши выводы несколько неполны.

Нам всем нужны муравьи

Муравьи также предоставляют жизненно важные «экосистемные услуги» для людей. Например, недавнее исследование показало , что муравьи могут быть более эффективными, чем пестициды, помогая фермерам производить продукты питания.

Муравьи также установили тесные связи с другими организмами, и некоторые виды не могут без них выжить.

Например, некоторые птицы полагаются на муравьев, чтобы спугнуть свою добычу. И тысячи видов растений либо кормят муравьев, либо дают им жилье в обмен на защиту или распространение их семян. И многие муравьи являются хищниками, помогая контролировать популяции других насекомых.

Пурпурный муравей Rhytidoponera переносит свою добычу между челюстями. Многие муравьи служат хищниками, которые помогают контролировать популяции других насекомых. Франсуа Брассар

Вызывает тревогу тот факт, что глобальная численность насекомых сокращается из-за таких угроз, как разрушение и фрагментация среды обитания, использование химических веществ, инвазивные виды и изменение климата.

Но данных о биоразнообразии насекомых тревожно мало. Мы надеемся, что наше исследование послужит основой для дальнейших исследований, которые помогут восполнить этот пробел.

В интересах человечества следить за популяциями муравьев. Сосчитать муравьев несложно, и гражданские ученые со всего мира могли бы помочь выяснить, как поживают эти важные животные во время больших изменений в окружающей среде.

1. Mark Wong

   Forrest Fellow, The University of Western Australia

2. Benoit Guénard

   Associate professor, University of Hong Kong

3. François Brassard

   PhD candidate, Charles Darwin University

4. Patrick Schultheiss

   Temporary Principal Investigator, Julius Maximilian University of Würzburg

5. Runxi Wang

   PhD candidate, University of Hong Kong

6. Sabine Nooten

   Temporary Principal Investigator, Julius Maximilian University of Würzburg

Источник

Муравьи – другие разумные планеты

Уже много лет назад я занялся коммуникацией муравьев, и доказал, что один из языков, на котором они общаются, язык антенн, всецело похожий на жестовый язык глухонемых людей. С помощью этого языка муравьи способны объяснять друг другу сложный маршрут в лабиринте (я бы не объяснил!) и многое другое, о чём подробно в своих работах пишет Жанна...

 

Муравьиный лес: экотропа и сохранение биоразнообразия

Миссия инициативной группы "Муравьиный комплекс", созданной в 2017 году:  сохранение биоразнообразия на территории уникального поселения рыжих лесных муравьев и экологическое просвещение граждан.  В 2017 году был проведен мониторинг уникального поселения рыжих лесных муравьев, расположенного недалеко от Новосибирска.  Оно...

 

Муравьинный марш в защиту тропических лесов

Чтобы привлечь внимание к экологическим проблемам, активисты  действуют нестандартно, находят новые креативные приемы и формы  донесения информации. В  зоопарке Кельна, накануне визита немецкого канцлера Ангелы Меркель в Бразилию, прошла массовая демонстрация в защиту тропических лесов, сообщает .издание The...

 

Наркомания и её последствия (на примере жизни муравейника)

Стать наркоманом можно достаточно быстро, а вот выйти из этого состояния, «соскочить с иглы»  – требуются годы упорного лечения. Наркомания являются страшным бедствием человеческого общества. Она приводит к  полной деградации человека. Мы чаще всего снисходительно относимся к этой проблеме, предполагая, что она...