Rozmnožovanie mravcov a životný cyklus

Mravce (lat. Formicidae) sú vysoko sociálny hmyz, patriaci do čeľade Blanokrídlovcov (Hymenoptera). Sú jednou z najúspešnejších skupín hmyzu v živočíšnej ríši, čo je pripisované ich sociálnemu spôsobu života a špecializácii. Štúdiom života mravcov sa zaoberá veda nazvaná myrmekológia a odborníci sú myrmekológovia. Hoci si z ľudského pohľadu ich rozmnožovanie spočiatku veľmi nevšímame, ide o fascinujúci a zložitý proces.

Sociálna štruktúra mravčej kolónie

Mravce vytvárajú skupiny, ktoré nazývame kolónie, prežívajúce v dobre organizovaných hniezdach, známych ako mraveniská. Mravce sú eusociálny hmyz, čo znamená, že vytvárajú spoločenstvo, na vrchole ktorého sa nachádza kráľovná. V mravčom spoločenstve existuje určitá hierarchia s vytvorenými kastami, prispôsobenými na konkrétne úkony.

Kasty v mravčej kolónii

• Kráľovná (gyne): V kolónii sa nachádza plodná matka, ktorá produkuje vajíčka. Je to jediná plodná samica v kolónii a vrcholová kasta, ktorá kladie vajíčka. Kráľovná do vajíčok vylučuje špeciálne hormóny, ktoré zabraňujú plodnosti ostatným jedincom. V hniezde môže byť niekedy viacero matiek; vtedy hovoríme o polygynných druhoch. Viacero matiek, ktoré kladú vajíčka, je poistkou proti úhynu jednej z matiek. U monogynných druhov sa tiež môžu v hniezde nachádzať viaceré matky, avšak robotnice si niektorú vyberú za dominantnú a ostatné usmrtia.
• Samce (aner): Sú pohlavne rozlíšené jedince. Ich jediným cieľom je rozmnožovanie. Žijú krátko a nepodieľajú sa na každodenných činnostiach kolónie.
• Sterilné robotnice (ergate): Tvoria najpočetnejšiu skupinu a sú neplodné samice. Starajú sa o kráľovnú, vajíčka, larvy a kukly. Do hniezda prinášajú potravu, neustále ho opravujú a prestavujú. Zabezpečujú tiež špeciálnu starostlivosť o vajíčka, larvy a kukly, prenášajúc ich a čistiac od baktérií a plesňových spór. Geneticky sú všetky robotnice samice.
• Vojaci (majors): Predstavujú špecializovanú kastu na boj, zvyčajne s veľkou hlavou a silnými hryzadlami. Prenášajú ťažké veci, usmrcujú chytený hmyz a zúrivo útočia na votrelcov. Táto kasta sa objavuje po niekoľkých generáciách pri dostatku potravy.
• Alates: Sú to okrídlené jedince (mladé kráľovné a samčekovia), ktoré sa objavia po niekoľkých rokoch, keď kolónia dospeje. Nijako neprispievajú k práci v hniezde.

Mravčie kolónie vykazujú vysoko organizovanú deľbu práce. Robotnice sa delia na rôzne úlohy, ako sú vojaci, ošetrovatelia, prieskumníci a poľnohospodári. U niektorých druhov sa robotnice vyznačujú polymorfizmom, čo znamená, že sú rôznych veľkostí, aby mohli efektívnejšie plniť špecifické úlohy. Ak sú robotnice dvoch rôznych veľkostí, druh sa označuje ako dimorfný. Ak sa vyskytujú viac ako dve veľkosti, považuje sa za polymorfný. Väčšina ostatných druhov je monomorfná, s robotnicami jednej veľkosti.

Rozmnožovací proces mravcov

Rozmnožovanie mravcov sa začína veľkolepou udalosťou známou ako párovací let alebo svadobný let, ktorým mravce rozširujú svoje kolónie.

Párovací let a založenie kolónie

Počas tohto letu sa okrídlené samce a samice z rôznych kolónií vznesú do vzduchu súčasne, čím sa zabezpečí genetická rozmanitosť v mraveniskách. Táto synchronizovaná udalosť je často vyvolaná environmentálnymi signálmi, ako je silný dážď alebo zmeny teploty. V niektorých prípadoch samce lietajú ako prvé a vypúšťajú do vzduchu svoje feromóny, na ktoré samičky reagujú a rýchlo sa k nim pridajú. Aj keď je párovací let veľkolepý, je spojený s vysokým počtom obetí, preto kolónie vysielajú stovky alebo dokonca tisíce mravcov.

Po párení samčekovia hynú. Oplodnená samička si uloží ejakulát, ktorý získala od samčeka, do zvláštneho orgánu nazývaného spermotéka, čo jej umožňuje klásť oplodnené vajíčka až do konca života. Následne pristane na zemi a začne svoj nový život ako kráľovná. Jej prvým činom je odstránenie krídel a ich konzumácia na výživu, prípadne môže zjesť svoje prvé neoplodnené vajíčka, aby získala silu. Krátko po párení samička stráca krídla, pretože ich už nebude potrebovať; väzivo, ktoré drží krídla, vyschne a krídla odpadnú samy, alebo si ich samička vykrúti z kĺbov za pomoci zadných nôh.

Oplodnená samička vyhĺbi komôrku, kde nájde úkryt a začne klásť vajíčka a starať sa o potomstvo. Od tejto doby už kráľovná nevychádza z úkrytu ani nezháňa potravu. Živiny získava zo sociálneho žalúdka a trávením svaloviny bývalých krídel. Kráľovná sa sama stará o prvú znášku vajec a dozerá aj na larvy, kým nedospejú. Z nich sa vyliahnu prvé robotnice nového mraveniska, ktoré sa nazývajú nanity alebo minimity. Tieto prvé robotnice sú menšie a pomáhajú založiť kolóniu. Kráľovná už potom nerobí nič iné, iba znáša vajíčka.

Genetika a určovanie pohlavia

Kráľovná má kontrolu nad oplodnením vajíčok. Ak je vajíčko oplodnené spermiami zo spermotéky, vyvinie sa z neho diploidný jedinec, teda samička (robotnica alebo budúca kráľovná). Ak vajíčko nie je oplodnené, zostane haploidné a vznikne samec. Tento proces sa nazýva partenogenéza, metóda kontrolovaného rozmnožovania. Samec mravca v podstate nemá otca, iba matku.

Kráľovná si môže udržať funkčné spermie počas celého života. Kráľovná tiež produkuje hormón, ktorý bráni ostatným samičkám (robotniciam) vo vývoji vaječníkov, čím zabezpečuje, že je jedinou reprodukčnou samicou v kolónii. Hoci robotnice majú genetickú schopnosť klásť vajíčka, vďaka hormónom kráľovnej to robia len zriedka. Ak robotnice aj nakladú vajíčka, sú neoplodnené a môžu z nich vzniknúť len samce. Niektoré druhy mravcov majú dokonca robotnice, ktoré kontrolujú ostatné robotnice - táto "policajná sila" môže skonzumovať vajíčka, ak sa robotnica, ktorá sa previnila, nepodriadi.

Špecifické reprodukčné stratégie

Zaujímavé je, že niektoré vzácne druhy mravcov, ako napríklad amazonský mravec Mycocepurus smithii, sa rozmnožujú výhradne klonovaním metódou známej ako partenogenéza. U tohto druhu existujú len samičky a kráľovné sa rozmnožujú, aby vytvorili geneticky identické dcéry. Vedci skúmaním DNA zistili, že všetky jedince sú klonom kráľovnej a fyzicky neschopné párenia, pretože u nich došlo k degenerácii časti reprodukčného systému. Táto forma rozmnožovania je však medzi druhmi mravcov pomerne vzácna.

Životný cyklus mravca

Mravce sa vyvíjajú úplnou premenou (holometamorfózou), ktorá zahŕňa štyri štádiá: vajíčko, larva, kukla a dospelý jedinec. Trvanie jednotlivých štádií sa u jednotlivých druhov líši, ale všeobecný proces zostáva jednotný.

Vajíčko

Mravec zostáva vo vajíčku 7 až 14 dní, v závislosti od druhu, teploty a vlhkosti. Vajíčka sú biele a majú želatínovú štruktúru, často pokryté lepkavou blankou. Na rozdiel od vtáčích vajíčok nie sú mravčie vajíčka chránené silným vápenatým štítom. Sú mäkké a pomerne zraniteľné, pričom ich prežitie závisí od kolektívu. Robotnice ich prenášajú v zlepených kôpkach a neustále olizujú, aby ich očistili od baktérií a plesňových spór.

Larva

Z vajíčka sa postupne vyvinie žltkastá, bledá a priehľadná larva. Larvy sa dokážu pohybovať, ale nedokážu sa premiestňovať. Ich telo pripomína tvar hrušky, kde na tenšom konci majú ústny otvor. Larvy sa počas rastu zbavujú kože, podobne ako hady. Kráľovná alebo robotnice ich čistia a kŕmia zo sociálneho žalúdka. Dospelé mravce nie sú schopné prijímať pevnú potravu, ale larvy nemajú tieto obmedzenia a môžu jesť hmyz priamo zo zdroja. Larvy sú neustále prenášané z miesta na miesto, aby sa nestrácalo teplo potrebné na ich vývin. Larva potrebuje 1 až 2 týždne na to, aby dosiahla ďalšie štádium. Pri nedostatku potravy je kráľovná schopná usmrtiť niektoré larvy či vajíčka a nakŕmiť nimi ostatné larvy.

Kukla

Štádium kukly je posledným krokom pred tým, ako sa z nej stane dospelý mravec. Larvy sa zakuklia, pričom si vytvoria ochranný obal nazývaný kokón, ktorý ich chráni počas premeny. V kokóne sa zakuklená larva premieňa na mravca. Kukly sú obalené bielym alebo hnedastým kokónom, a už pri pohľade naň možno vidieť formujúceho sa mravca, s výraznými nohami a tykadlami. U niektorých druhov však kukly vyzerajú ako pevné väčšie vajíčko, akoby boli obalené v kokóne. Mravce v tomto štádiu stále potrebujú robotníkov, ktorí ich kŕmia. Podľa druhu potrebuje kukla 9 dní až 1 mesiac na to, aby sa stala plne vyvinutým mravcom.

Dospelý jedinec

Po skončení premeny kráľovná (alebo robotnice) prehryzie kokón a z neho vylezie nový mravec. Mladý mravec je ľahší ako ostatní robotníci; jeho telo je mierne priehľadné a s pribúdajúcim vekom tmavne. Prvé robotnice sú menšieho vzrastu ako obvykle jedinci daného druhu bývajú, a kvôli nedostatočnej rozmanitosti potravy sú prvé generácie robotníc často menšie a štíhlejšie ako tie nasledujúce. Ďalšie vyliahnuté robotnice začnú zháňať potravu a prinášať ju do hniezda, čím sa kolónia rozrastá. Robotnice majú zakrpatené vaječníky a zablokovaný rast krídel.

Faktory ovplyvňujúce prežitie a kolóniu

Životnosť kráľovnej závisí hlavne od druhu; napríklad kráľovná Lasius niger chovaná v zajatí sa dožila úctyhodných 29 rokov. Kolónia prosperuje dovtedy, kým je kráľovná matka nažive. Po jej úhyne už hniezdo stráca súdržnosť celku a robotnice sa časom rozídu a uhynú. Údajne len jedna samica zo sto potenciálne prežije a jednej z dvesto sa podarí vytvoriť kolóniu.

Ak kráľovná nevychová svoje prvé robotnice, alebo ak prvé robotnice neprinesú potravu, celá kolónia zahynie. Kolónia môže tiež padnúť za obeť dravcom, vyschnúť v lete alebo vymrznúť v zime, preto možno iba jedna z tisíc kráľovien vychová dospelú kolóniu.

Príklady reprodukcie u bežných druhov

Mravec obyčajný (Lasius niger)

Mravec obyčajný (Lasius niger) je klasický čierny mravec a najrozšírenejší slovenský druh, často sa vyskytujúci aj v ľudských obydliach. Pri rozmnožovaní kráľovná znáša vajíčka, z ktorých sa vyliahnu okrídlené mladé kráľovné a cyklus rozmnožovania sa opakuje, keď kolónia dospeje.

Mravec faraónsky (Monomorium pharaonis)

Mravec faraónsky (Monomorium pharaonis) sa dostal k nám z Indie a je považovaný za škodcu. Jedna kráľovná tohto druhu žije iba 3 až 5 mesiacov. Jeho rozšírenie je dané tým, že akonáhle samica založí kolóniu, začnú sa liahnuť ďalšie samice, dokonca aj 15 v prvom kladení. Spária sa so svojimi príbuznými samcami a začnú klásť ďalšie nové vajíčka, pričom aj polovica z nich budú kráľovné. Takto sa v jednom dome môže nachádzať aj stovka hniezd. V kolónii sa nachádza mnoho kráľovien, ktoré znášajú vajíčka. K životu potrebuje teplo a vlhko; pri teplote pod 10 °C hynú.

Vývoj mravca faraónskeho pri izbovej teplote prebieha zhruba 36 dní (vajíčko 7 dní, larva 17 dní, predkukla 3 dni, kukla 9 dní). U pohlavných foriem trvá vývoj v priemere o 14 dní dlhšie. Optimálna teplota je 26 °C, pri 14 °C prežívajú, ale nerozmnožujú sa. Pri teplote 10 °C hynú behom jedného týždňa. Samčekovia a samičky nikdy nelietajú, samičky po spárení sa vracajú naspäť do hniezda. Samička v priebehu života nakladie asi 300 vajíčok.

tags: #mravec #obycajny #rozmnozovanie