Cykl życia kolonii mrówek

Od założenia do śmierci

Cykl życia kolonii mrówek rozpoczyna się od małej królowej. Jeśli uda jej się skutecznie sparować i założyć przetrwałą kolonię, stanie się matką milionów osobników. Jak jednak wygląda cykl życia mrowiska?

Mimo że mrówki wydają się powszechne w przyrodzie, założenie kolonii nie jest łatwym zadaniem. Konkurencja jest przytłaczająca – na każdą królową, której się to uda, przypadają setki lub tysiące tych, które poniosły porażkę. Padają one ofiarą drapieżników, innych mrówek, upałów, utonięć czy innych zagrożeń. Królowa, której uda się znaleźć miejsce na założenie gniazda, wolne od konkurencji i drapieżników, może wykopać nową komorę z nadzieją na przyszłość jako rządząca królowa. (1)

Aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje na temat królowych i samców mrówek, przeczytaj więcej tutaj: Latające mrówki

Podobnie jak poszczególne mrówki rozwijają się w trzech różnych fazach (jajeczko, larwa, poczwarka), tak samo dzieje się z kolonią. Na początku mamy fazę zakładania, w której nowe królowe kopulują z samcami, a następnie zakładają swoją kolonię. Po narodzinach pierwszych robotnic kolonia wchodzi w fazę ergonomiczną. W tym czasie skupia się na wzroście: rozbudowie gniazda, wychowywaniu większej liczby robotnic i podboju terytorium. Trzecia faza to moment, w którym kolonia jest silna i stabilna, posiadając zasoby potrzebne do produkcji płodnego potomstwa – jest to faza reprodukcyjna. Kolonia zaczyna wówczas produkować uskrzydlone mrówki, samce i nowe królowe, aby wysłać je w świat. (2)

Przyjrzyjmy się różnym etapom cyklu życia kolonii mrówek.

1. Faza zakładania

W trakcie życia kolonii robotnice rodzą się nieustannie, o ile w pobliżu gniazda dostępny jest pokarm, wilgoć i odpowiednia temperatura. Robotnice są w większości bezpłodne i mogą składać jedynie niezapłodnione jaja. Jedynymi osobnikami zdolnymi do produkcji płodnego potomstwa są królowe i samce, które rodzą się tylko w określonym okresie roku. Na półkuli północnej oznacza to sezon letni, od wczesnego kwietnia do późnego lata. Jaja te są większe niż jaja robotnic i są lepiej traktowane. Kiedy w końcu się wykluwają, mrówki te mają duże skrzydła i imponujące ciała.

W Skandynawii mrówka gmachówka (Formica) kopuluje jako pierwsza, od wczesnej wiosny do wczesnego lata, a zaraz po niej mrówki z rodzaju Camponotus na przełomie maja i czerwca. Na końcu gatunki z rodzajów Lasius i Myrmica kopulują od lipca do sierpnia. Niektóre gatunki odbywają loty godowe nawet we wrześniu lub październiku, na przykład mrówki z rodzaju Stemma debile. Wszystkie uskrzydlone mrówki (nazywane również imago) mogą przebywać w gnieździe przez kilka miesięcy, czekając na wielki dzień. Gmachówki zazwyczaj wychowują swoje uskrzydlone potomstwo przed zimą, co oznacza, że mogą czekać nawet pół roku na lot. (3)

Tysiące mrówek roją się podczas lotów godowych

Jak więc w rzeczywistości dochodzi do lotów godowych? Ogólnie rzecz biorąc, wydaje się, że mrówki mają pewien rodzaj biologicznego czujnika, „zegar”, który mówi im, kiedy odlecieć i kopulować. Gdy czas i pogoda są optymalne, większość mrówek danego gatunku wzbija się w powietrze. Wiele gatunków preferuje ciepłe, bezwietrzne dni w połączeniu z wysoką wilgotnością. Jeśli doświadczasz ciepłego lipcowego dnia, podczas którego zbiera się na burzę, być może wkrótce będziesz świadkiem lotów godowych mrówki darniowej (Lasius niger). Kopulacja może odbywać się wcześnie rano lub późno w ciągu dnia, a gatunki genetycznie bliskie mają tendencję do „planowania” swoich lotów w różnych odstępach czasu. Ma to na celu zminimalizowanie ryzyka krzyżowania się gatunków. Oczywiście nie zawsze jest to możliwe, ponieważ w ciągu roku jest tylko ograniczona liczba idealnych dni. (4)

Kopulacja często odbywa się na jasnych powierzchniach, na przykład na białym dachu tarasu. Jest to coś błyszczącego i widocznego z daleka, dlatego wabi mrówki. Samce zazwyczaj przybywają jako pierwsze, wabiąc samice za pomocą feromonów. (5) Gdy królowa sparuje się z jednym lub większą liczbą samców (w zależności od gatunku), kieruje się w stronę ziemi, odłamuje skrzydła i szuka miejsca na założenie nowej kolonii.

Inne metody zakładania kolonii

Nie jest to jednak jedyny sposób zakładania kolonii. Niektóre gatunki stosują inne metody. Kilka gatunków europejskich mrówek leśnych sprawia, że kopulacja jest znacznie bezpieczniejsza. Królowe nie odlatują, lecz udają się na szczyt mrowiska, czekając na samce, które je zapłodnią. Po kopulacji królowe mogą wrócić pod ochronę gniazda i zacząć składać jaja. Jest to jedna z zalet gatunków poligynicznych (posiadających więcej niż jedną królową). Jak jednak rozwiązuje się problem ekspansji i zakładania nowych kolonii? Gdy robotnice znajdą miejsce na nowe gniazdo, zabierają ze sobą królowe i robotnice, po czym wyruszają do wybranej lokalizacji. Tam zakładają kolonię (6). Niektóre gatunki dopuszczają nawet chów wsobny i nigdy nie pozwalają królowym opuścić gniazda w celu kopulacji. W ten sposób liczba mrówek może rosnąć w niesamowitym tempie, ale ceną jest ryzyko wystąpienia deformacji. (7)

Od jajeczka do mrówki

Zdjęcie: Alex Wild.

Pomimo bezpiecznych sposobów zakładania nowych kolonii przez niektóre gatunki, królowe większości mrówek muszą radzić sobie same. Jeśli przeżyją kopulację, odłamują skrzydła nogami i zaczynają kopać w miejscu, które uznają za odpowiednie. Gdy pierwsza komora jest gotowa, zamykają ją i żyją same w ciemności przez wiele dni. Niedługo potem zaczynają składać pierwsze jaja, a w czasie ich rozwoju odżywiają się energią z rozkładających się mięśni skrzydeł. Jaj jest niewiele, ponieważ królowa wychowuje je całkowicie sama, bez żadnego pożywienia czy pomocy. Czas potrzebny na rozwój jaj różni się w zależności od gatunku, ale na przykład u mrówki darniowej (Lasius niger) trwa to około 8 do 10 tygodni. W tym czasie królowa opiekuje się jajami, karmi je, gdy przekształcą się w larwy, a następnie opiekuje się nimi jako poczwarkami.

Przeczytaj więcej o różnych etapach rozwoju mrówek tutaj: Od jajeczka do mrówki

Larwy są najbardziej wymagające ze wszystkich trzech stadiów. Potrzebują pokarmu, aby wyrosnąć na dorosłe mrówki. Aby nakarmić te małe „mrówcze dzieci”, które posiadają już usta, królowa potrzebuje białka. Na szczęście może sama wyprodukować białko poprzez składanie jaj „troficznych”, generowanych z energii mięśni skrzydeł. Jaja te nie rozwijają się i służą jedynie jako pokarm. W ten sposób królowa może utrzymać larwy w zdrowiu i zapewnić ich przemianę w zdrowe poczwarki. Kiedy pierwsze mrówki, zwane „nanitykami”, w końcu przychodzą na świat, otwierają gniazdo i wyruszają na poszukiwanie pożywienia dla swojej głodującej matki. (8)

2. Faza ergonomiczna

Pierwsze robotnice są przykładem tego, jak dobrze zrównoważona jest ekonomia kolonii mrówek, nawet na tak wczesnym etapie. Mrówki te są maleńkie i znacznie słabsze niż następne pokolenia sióstr. Jest to wynik dobrze zaplanowanej dystrybucji zasobów i ma ogromne znaczenie dla przetrwania kolonii. Więcej robotnic przekłada się na efektywniejszą kolonię, co jest ważniejsze niż siła poszczególnych osobników. Królowa ma zdolność do wytworzenia tylko określonej ilości biomasy, dlatego wybiera jej rozprowadzenie poprzez stworzenie jak największej liczby potomstwa. Im większa jest liczba robotnic, tym mniej ważna staje się każda poszczególna mrówka. Wraz ze wzrostem liczby robotnic i dostępnego pokarmu, z poczwarek zaczynają wykluwać się mrówki o „normalnych” rozmiarach. (9)

Nanityki różnią się od normalnych robotnic nie tylko wielkością. Są bardzo nieśmiałe i jeśli to możliwe, unikają niebezpieczeństwa. Dla porównania, duża kolonia może z łatwością poświęcić robotnice, aby wyeliminować wrogów. Młode kolonie potrzebują każdej robotnicy, jaką tylko mogą zdobyć, aby przetrwać w konkurencyjnym otoczeniu.

Królowa mrówek po narodzinach pierwszych robotnic

Co więc dzieje się z królową po narodzinach pierwszych robotnic? Przestaje opiekować się potomstwem w sposób, w jaki robiła to wcześniej (karmienie i czyszczenie). Zamiast tego skupia się na swoim prawdziwym celu: składaniu jaj. Jej rola jako przywódczyni kolonii kończy się i od teraz będzie zależna od swoich dzieci, które będą się nią opiekować. Królowe mrówek nie są władczyniami w sensie przywódczym – nie zarządzają sprawami kolonii. Są jednak najważniejszymi jednostkami w świecie mrówek, stając się centrum opieki, pożywienia i ochrony. Bez królowej nie byłoby już więcej robotnic.

Jeśli kolonia przetrwa okres pierwszych pokoleń robotnic, z dużym prawdopodobieństwem odniesie sukces. Z czasem liczba robotnic wzrośnie, kolonia się powiększy, a nowe terytoria zostaną podbite. Gdy kolonia urośnie wystarczająco duża, będzie w stanie uporać się z większymi ofiarami i potężniejszymi wrogami. Kiedy wzrost kolonii osiągnie określony poziom, przejdzie ona do kolejnego etapu. (10)

Eliminacja królowych

Na koniec: faza ergonomiczna to czas, w którym nadliczbowe królowe są eliminowane. Na przykład mrówka żółta (Lasius flavus) zakłada kolonie wraz z innymi królowymi. Dzięki temu zyskują przewagę w fazie zakładania gniazda, ponieważ wiele matek składa jaja, produkując dużą liczbę potomstwa. W końcu, gdy rodzą się robotnice, zaczyna się „gra o tron”, w której królowe walczą i eliminują się nawzajem, aż zostanie tylko jedna. (11)

3. Faza reprodukcyjna

Kiedy kolonia osiągnie optymalny rozmiar (w zależności od gatunku), nadszedł czas, aby dobrze wykorzystać nadmiar zasobów – na reprodukcję. Kolonia zaczyna produkować nowe królowe i samce, czyli „uskrzydlone mrówki”. Niektórzy myrmekolodzy uważają, że samce pojawiają się w gnieździe wcześniej, a później podążają za nimi królowe. Nie zostało to jednak naukowo potwierdzone i jak dotąd pozostaje jedynie spekulacją.

Niektóre gatunki zaczynają produkować płodne potomstwo już po osiągnięciu dziesięciu robotnic, podczas gdy inne muszą osiągnąć tysiące osobników. (12)

Kiedy uskrzydlone osobniki dorastają i wylatują z gniazda, aby się sparować, cały cykl zaczyna się od nowa. Nowe królowe założą nowe kolonie, a samce zginą. Jak więc kończy się cykl życia gniazda matki?

Koniec cyklu

Po wielu latach kolonia w końcu obumrze. Królowa gatunku hurtnica zwyczajna (Lasius niger) osiągnęła w warunkach laboratoryjnych wiek 29 lat, co stanowi przykład długości życia królowej. Jeśli gatunek jest monogyniczny, kolonia zginie wraz z królową. Nie powstają już żadne robotnice, a płodne potomstwo odchodzi w przeszłość. Miejmy nadzieję, że królowa miała wiele dobrych lat, mogąc wysyłać wiele uskrzydlonych mrówek, aby zaludniały Ziemię w jej imieniu. Miejmy nadzieję, że istnieje wiele kolonii, które niosą jej geny, kontynuując jej linię.

Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego mrówki tworzą kolonie? Co robotnica zyskuje na przekazywaniu genów swojej matki? Dlaczego nie składa własnych jaj?

Czytaj więcej: Dlaczego mrówki żyją w koloniach?

Bibliografia

1. Bert Holldobler & Edward O. Wilson (1995) “Journey to the ants” s. 29-30

2. Bert Holldobler & Edward O. Wilson (1990) “The Ants” s. 143

3. Per Douwes, Johan Abenius, Björn Cederberg, Urban Wahlstedt (2012) Nationalnyckeln “Steklar: Myror-getingar. Hymenoptera: Formicidae-Vespidae” s. 37-38 (szwedzki)

4. Bert Holldobler & Edward O. Wilson (1990) “The Ants” s. 151

5. Per Douwes, Johan Abenius, Björn Cederberg, Urban Wahlstedt (2012) Nationalnyckeln “Steklar: Myror-getingar. Hymenoptera: Formicidae-Vespidae” s. 38 (szwedzki)

6. Bert Holldobler & Edward O. Wilson (1995) “Journey to the ants” s. 34

7. Bert Holldobler & Edward O. Wilson (1995) “Journey to the ants” s. 39

8. Bert Holldobler & Edward O. Wilson (1990) “The Ants” s. 157

9. Bert Holldobler & Edward O. Wilson (1990) “The Ants” s. 158

10. Bert Holldobler & Edward O. Wilson (1990) “The Ants” s. 159

11. Per Douwes, Johan Abenius, Björn Cederberg, Urban Wahlstedt (2012) Nationalnyckeln “Steklar: Myror-getingar. Hymenoptera: Formicidae-Vespidae” s. 35 (szwedzki)

12. Bert Holldobler & Edward O. Wilson (1990) “The Ants” s. 159-163 (tabela)