Kiến duy trì các tương tác thiết yếu bất chấp thông lượng môi trường

“Kiến là một trong những nhóm thành công nhất về mặt sinh thái trong tự nhiên do tổ chức xã hội phức tạp của chúng, đặc biệt là sự phân công lao động, bao gồm cả việc mua thức ăn”, David Hughes, phó giáo sư côn trùng học và sinh học cho biết. “Sự sống sót của đàn kiến ​​phụ thuộc vào khả năng duy trì tổ chức của chúng. Trong nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã thấy khả năng phục hồi đáng kể của đàn kiến ​​đối với sự thay đổi mật độ dân số. Phát hiện này giúp giải thích thành công tiến hóa của loài kiến.”

Theo Hughes, những thay đổi về kích thước đàn kiến ​​và mật độ dân số là điều xảy ra tự nhiên. Chúng có thể tăng lên khi nữ hoàng sinh sản và thuộc địa phát triển, và chúng có thể giảm khi thuộc địa quyết định tách thành nhiều địa điểm làm tổ.

“Để giảm thiểu các tác động có thể có hại do thay đổi mật độ và để duy trì cân bằng xã hội, các đàn kiến ​​nên cố gắng chủ động quản lý tỷ lệ tương tác của chúng”, Hughes nói. “Cho đến nay, tuy nhiên, rất ít nghiên cứu đã điều tra những hiện tượng này.”

Các nhà nghiên cứu đã thao túng mật độ dân số của ba đàn kiến ​​thợ mộc bằng cách tăng gấp bốn lần kích thước của không gian tổ của chúng. Họ đặt các khuẩn lạc bên trong các hộp máy ảnh bằng gỗ được gắn đèn hồng ngoại để chúng có thể quay những con kiến ​​trong điều kiện làm tổ tối tự nhiên. Những con kiến ​​đã có thể rời khỏi tổ bất cứ lúc nào để vào khu vực tìm kiếm thức ăn.

Nhóm nghiên cứu đã xác định thủ công vị trí trong tổ của mỗi con kiến ​​tại mọi thời điểm – tương đương với hơn 6,9 triệu điểm dữ liệu – để điều tra xem liệu không gian tổ tăng có ảnh hưởng đến tổ chức không gian của côn trùng hay không. Các nhà nghiên cứu thấy rằng vị trí của kiến ​​so với những con khác là tương tự nhau bất kể mật độ dân số. Khi mật độ dân số thấp hơn, kiến ​​chỉ đơn giản là tách biệt trong không gian với nhau.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra 3.200 tương tác của kiến ​​để phân tích xem sự gia tăng không gian tổ có ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệm vụ của chúng hay không – đặc biệt liên quan đến trophallaxis hoặc chuyển thức ăn từ kiến ​​sang kiến. Kết quả của đội xuất hiện vào ngày 2 tháng 5 năm 2019, trên eLife .

“Là một nhà thống kê, tôi đã xây dựng các mô hình thống kê để nắm bắt cách thức từng con kiến ​​di chuyển trong tổ của chúng, và cách thức và thời điểm chúng chọn tham gia vào các hành vi xã hội quan trọng như trophallaxis,” Ephraim Hanks, phó giáo sư thống kê, bang Pennsylvania nói. “Những phân tích này đã giúp giải thích làm thế nào quần thể kiến ​​duy trì mức độ tương tác cộng đồng cao ngay cả sau khi môi trường không gian của chúng bị thay đổi.”

Thật vậy, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng – trái với mong đợi của họ, đó là tương tác của kiến ​​sẽ giảm khi dân số giảm – tương tác của kiến ​​thực sự không thay đổi với mật độ giảm.

“Kết quả của chúng tôi cho thấy các loại cơ chế hành vi mà các đàn kiến ​​áp dụng để đạt được cân bằng nội môi xã hội khi đối mặt với sự xáo trộn”, Hughes nói. “Cụ thể, kiến ​​chủ động điều chỉnh phân phối không gian và hành vi tương tác của chúng theo cách cho phép chúng duy trì các yếu tố quan trọng của mô hình tương tác xã hội – như trao đổi thực phẩm và thông tin – bất chấp những thay đổi mạnh mẽ trong môi trường của chúng.”

“Công trình này cho thấy các loài xã hội như kiến ​​có thể duy trì mức độ kết nối và tương tác xã hội ngay cả khi môi trường của chúng thay đổi mạnh mẽ”, Hanks nói. “Vì các tương tác xã hội là yếu tố chính thúc đẩy sự lây lan của bệnh truyền nhiễm, công việc của chúng tôi cho thấy việc thay đổi môi trường không gian, như cách các thành phố hoặc doanh nghiệp được đặt ra, có thể có ít hoặc không ảnh hưởng đến sự lây lan của bệnh truyền nhiễm, vì các loài xã hội có thể thay đổi mô hình chuyển động của họ để bảo tồn các tương tác cộng đồng. “

Quỹ khoa học quốc gia đã hỗ trợ nghiên cứu này.

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi bang Pennsylvania . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.