มดตัดใบไม้

มดตัดใบไม้เป็นมดหลายชนิด ที่ เลี้ยงเชื้อราโดยมีพฤติกรรมร่วมกันคือการตัดใบไม้แล้วนำกลับไปที่รังเพื่อเพาะเลี้ยงเชื้อรา นอกจากมนุษย์แล้ว มดตัดใบไม้ยังเป็นหนึ่งในสังคมสัตว์ที่ใหญ่และซับซ้อนที่สุดในโลก ภายในเวลาไม่กี่ปี เนินดินกลางรังของพวกมันสามารถขยายใหญ่ขึ้นได้มากกว่า30 เมตร (98 ฟุต)โดยมีเนินดินขนาดเล็กแผ่กระจายออกไปในรัศมี80 เมตร (260 ฟุต)ครอบคลุมพื้นที่30 ถึง 600 ตารางเมตร (320 ถึง6,460 ตารางฟุต)และมีมดอาศัยอยู่ถึง 3.55 ล้านตัว
กลุ่มตัดใบไม้
มดตัดใบไม้เป็นมดอย่างน้อย 55 ชนิด[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]ที่กินใบไม้เป็นอาหารซึ่งอยู่ในสามสกุล ได้แก่Atta , AcromyrmexและAmoimyrmexภายในเผ่าAttini [ 4 ] มดเขตร้อน เหล่านี้ที่เพาะ เลี้ยงเชื้อราเป็นอาหาร ล้วนเป็นมด เฉพาะถิ่นในอเมริกาใต้และอเมริกากลางเม็กซิโกและบางส่วนของสหรัฐอเมริกาตอนใต้ [ 5 ] มดตัดใบไม้สามารถแบกน้ำหนักได้มากถึง 50 เท่าของน้ำหนักตัว[ 6 ]และตัดและแปรรูปพืชสด (ใบไม้ ดอกไม้ และหญ้า) เพื่อใช้เป็นสารอาหารสำหรับเพาะเลี้ยงเชื้อรา[ 7 ]มดตัดใบไม้มีแรงกัด 800 มิลลินิวตันซึ่งมากกว่าน้ำหนักตัวถึง 2600 เท่า ทำให้พวกมันสามารถตัดใบไม้และป้องกันรังได้[ 8 ]
มดสกุล AcromyrmexและAttaมีลักษณะทางกายวิภาคที่คล้ายคลึงกันมาก อย่างไรก็ตาม สามารถจำแนกมดทั้งสองสกุลนี้ได้จากความแตกต่างภายนอก มดสกุล Attaมีหนาม 3 คู่และโครงกระดูกภายนอก ที่เรียบ อยู่บนพื้นผิวด้านบนของทรวงอกในขณะที่ มดสกุล Acromyrmexมีหนาม 4 คู่และโครงกระดูกภายนอกที่ขรุขระ[ 9 ]โครงกระดูกภายนอกนั้นถูกปกคลุมด้วยชั้นเคลือบแร่บางๆ ซึ่งประกอบด้วยผลึกรูปทรงสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนที่สร้างขึ้นโดยมด[ 10 ] มดสกุล AmoimyrmexและAcromyrmexแตกต่างกันตรงที่Amoimyrmexไม่มีปุ่มนูนบนปล้องท้องส่วนแรก และหลักฐานทางวิวัฒนาการ ล่าสุดแสดงให้เห็นว่า Amoimyrmexแยกตัวออกมาก่อนมดตัดใบอีกสองสกุล[ 4 ]
วงจรชีวิตของอาณานิคม
การสืบพันธุ์และการก่อตั้งอาณานิคม

ตัวเมียและตัวผู้ที่มีปีกจะออกจากรังของพวกมันพร้อมกันเป็นจำนวนมากและเข้าร่วมในการบินผสมพันธุ์ที่เรียกว่าrevoada (ภาษาโปรตุเกส) หรือvuelo nupcial (ภาษาสเปน) ตัวเมียแต่ละตัวจะผสมพันธุ์กับตัวผู้หลายตัวเพื่อรวบรวมอสุจิ 300 ล้านตัวที่เธอต้องการเพื่อสร้างอาณานิคม[ 11 ]
เมื่อลงสู่พื้นดิน ตัวเมียจะสลัดปีกทิ้งและค้นหารังใต้ดินที่เหมาะสมเพื่อสร้างอาณานิคม อัตราความสำเร็จของราชินีรุ่นเยาว์เหล่านี้ต่ำมาก และมีเพียง 2.5% เท่านั้นที่จะสร้างอาณานิคมที่มีอายุยืนยาวได้ เพื่อเริ่มต้นสวนเชื้อราของตัวเอง ราชินีจะเก็บชิ้นส่วนของไมซีเลียม จากสวนเชื้อราของพ่อแม่ ไว้ในกระเป๋าใต้แก้ม ซึ่งอยู่ภายในช่องปากของเธอ[ 12 ]โดยทั่วไปแล้วอาณานิคมจะก่อตั้งโดยราชินีแต่ละตัว — แฮปโลเมโทรซิส [ 13 ] : 125เนื่องจากมีการค้นพบอาณานิคมที่มีราชินีหลายตัวตลอดอายุขัยของอาณานิคมโดยนักวิจัยจำนวนมากได้แก่ Weber (1937), Jonkman (1977), Huber (1907), Moser & Lewis (1981), Mariconi & Zamith (1963), Moser (1963) และ Walter et al. (1938) — เชื่อได้ว่าบางอาณานิคมมีผู้ก่อตั้งหลายราย — เรียกว่าพลีโอเมโทรซิส [ 13 ] : 125การก่อตั้งอาณานิคมโดยพลีโอเมโทรซิสได้รับการยืนยันเฉพาะในAtta texanaโดย Vinson (1985) [ 13 ] : 125
ลำดับชั้นของอาณานิคม
ในอาณานิคมของมดตัดใบไม้ มดจะแบ่งออกเป็นวรรณะต่างๆซึ่งส่วนใหญ่มีขนาดแตกต่างกัน และทำหน้าที่ต่างกัน มด สกุล AcromyrmexและAtta มีความ หลากหลายทางรูปร่างสูงโดยมีสี่วรรณะอยู่ในอาณานิคมที่ตั้งมั่นแล้ว ได้แก่ มินิม ไมเนอร์ มีเดีย และเมเจอร์ หรือที่รู้จักกันในชื่อทหารหรือไดเนอร์เกต มดสกุลAttaมีความหลากหลายทางรูปร่างมากกว่าAcromyrmex โดยมีความแตกต่างด้านขนาดระหว่างมด Acromyrmexขนาดเล็กที่สุดกับขนาดใหญ่ที่สุดน้อยกว่า

- มินิมส์เป็นมดงานที่เล็กที่สุดและผอมที่สุด ทำหน้าที่ดูแลตัวอ่อนที่กำลังเจริญเติบโตหรือดูแลสวนเห็ดรา ความกว้างของหัวน้อยกว่า 1 มิลลิเมตร
- มดตัวเล็กมีขนาดใหญ่กว่ามดงานตัวเล็กเล็กน้อย และพบได้เป็นจำนวนมากในและรอบๆ แถวหาอาหาร มดเหล่านี้เป็นแนวป้องกันด่านแรกและลาดตระเวนพื้นที่โดยรอบอย่างต่อเนื่อง พร้อมทั้งโจมตีภัยคุกคามใดๆ ต่อแถวหาอาหารอย่างดุดัน ความกว้างของหัวอยู่ที่ประมาณ 1.8–2.2 มิลลิเมตร
- นกในวงศ์ Mediae เป็นนกที่ออกหาอาหารทั่วไป โดยจะตัดใบไม้และนำเศษใบไม้กลับมาที่รัง
- มดเมเจอร์ ซึ่งเป็นมดงานที่ใหญ่ที่สุด ทำหน้าที่เป็นทหาร คอยปกป้องรังจากผู้บุกรุก แม้ว่าหลักฐานล่าสุดจะบ่งชี้ว่ามดเมเจอร์ยังมีส่วนร่วมในกิจกรรมอื่นๆ ด้วย เช่น การกำจัดเศษซากขนาดใหญ่ออกจากเส้นทางหาอาหารหลัก และการแบกสิ่งของขนาดใหญ่กลับรัง มดทหารที่ใหญ่ที่สุด ( Atta laevigata ) อาจมีลำตัวยาว 16 มิลลิเมตร และหัว กว้าง 7 มิลลิเมตร
ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันระหว่างมดและเชื้อรา
สังคมของพวกมันตั้งอยู่บนความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันระหว่างมดและเชื้อรา กลุ่มแมลงอีกเพียงสองกลุ่มที่ใช้เชื้อราในการเกษตรคือด้วงแอมโบรเซียและปลวกมดแต่ละชนิดใช้เชื้อราต่างกัน แต่เชื้อราทั้งหมดที่มดใช้เป็นสมาชิกของวงศ์Lepiotaceaeมดเพาะปลูกเชื้อราอย่างแข็งขัน โดยให้อาหารเป็นพืชที่ตัดสดใหม่ และกำจัดศัตรูพืชและเชื้อรา อื่นๆ ความสัมพันธ์ แบบพึ่งพาอาศัยกันนี้ได้รับการเสริมด้วย พันธมิตร ทางชีวภาพ อีกชนิดหนึ่ง คือแบคทีเรียที่เจริญเติบโตบนตัวมดและหลั่งสารเคมีออกมา กล่าวคือ มดใช้สารต้านจุลชีพ แบบพกพา มดตัดใบมีความไวต่อปฏิกิริยาของเชื้อราต่อพืชชนิดต่างๆ มากพอที่จะปรับตัวได้ โดยเห็นได้ชัดว่าพวกมันตรวจจับสัญญาณทางเคมีจากเชื้อรา หากใบไม้ชนิดใดชนิดหนึ่งเป็นพิษต่อเชื้อรา ฝูงมดจะไม่เก็บใบไม้นั้นอีกต่อไป เชื้อราที่มดตัวเต็มวัยเพาะปลูกจะใช้เป็นอาหารสำหรับตัวอ่อนของมด และมดตัวเต็มวัยจะกินน้ำเลี้ยงจากใบไม้ เชื้อราต้องการมด และตัวอ่อนของมดต้องการเชื้อรา ความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันนี้จึงเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
เชื้อราที่มด Attine ระดับสูงใช้จะไม่สร้างสปอร์อีกต่อไป มดเหล่านี้ได้ทำให้เชื้อราที่เป็นคู่หูของพวกมันกลายเป็นสัตว์เลี้ยงอย่างสมบูรณ์เมื่อ 15 ล้านปีก่อน ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้เวลา 30 ล้านปีจึงจะเสร็จสมบูรณ์[ 14 ] เชื้อราของพวกมันสร้างปลายเส้นใยที่อวบอิ่มและมี คุณค่าทางโภชนาการ ( gongylidia ) ซึ่งเติบโตเป็นกลุ่มที่เรียกว่า staphylae ซึ่งไม่มีหน้าที่อื่นใดนอกจากเป็นอาหารของมด[ 15 ] Leucoagaricus gongylophorusเป็นเชื้อราที่พบได้บ่อยที่สุดที่มด Attine ระดับสูงใช้ในการเพาะเลี้ยง[ 16 ] [ 17 ]
พฤติกรรม


มดตัดใบมีบทบาทเฉพาะเจาะจงในการดูแลสวนเชื้อราและกำจัดขยะ การจัดการขยะเป็นบทบาทสำคัญต่อความยั่งยืนของแต่ละอาณานิคม เชื้อราปรสิตที่ทำลายเนื้อเยื่ออย่างEscovopsisคุกคามแหล่งอาหารของมดและเป็นอันตรายต่อมดอย่างต่อเนื่อง มดขนส่งขยะและมดงานกองขยะเป็นมดตัดใบที่ไม่จำเป็นมากนัก เพื่อให้มดที่มีค่ามากกว่าสามารถทำงานได้ มด สายพันธุ์ Atta colombicaมีกองขยะภายนอก ซึ่งเป็นลักษณะที่ผิดปกติสำหรับเผ่า Attine มดขนส่งขยะจะนำขยะซึ่งประกอบด้วยวัสดุตั้งต้นที่ใช้แล้วและเชื้อราที่ถูกทิ้งไปยังกองขยะ เมื่อนำไปทิ้งที่กองขยะแล้ว มดงานกองขยะจะจัดระเบียบขยะและเคลื่อนย้ายไปมาอย่างต่อเนื่องเพื่อช่วยในการย่อยสลาย มีการสังเกตเห็นว่า A. colombicaวางมดที่ตายแล้วไว้รอบๆ ขอบของกองขยะ[ 18 ] [ 19 ]
นอกจากการให้อาหารสวนเชื้อราด้วยอาหารที่หามาได้ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยใบไม้แล้ว ยังได้รับการปกป้องจากEscovopsisด้วย การหลั่งสารต้าน จุลชีพของActinomycetota (สกุลPseudonocardia ) จุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกันนี้อาศัยอยู่ในต่อม metapleural ของมด[ 20 ] สารต้านจุลชีพส่วนใหญ่ที่รู้จักในปัจจุบันนั้นเดิมทีแยกได้จากแอคติโน ไมซีสโดยเฉพาะจากสกุลStreptomyces [ 21 ]
มดตัดใบไม้ใช้การสื่อสารทางเคมีและการเสียดสี (การสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านพื้นผิว) เพื่อสื่อสารกัน[ 22 ]
มดตัดใบไม้ชอบถิ่นที่อยู่อาศัยที่ถูกรบกวนอาจเป็นเพราะมีพืชบุกเบิกที่มีความเข้มข้นสูงกว่า พืชบุกเบิกเหล่านี้เป็นแหล่งอาหารที่น่าดึงดูดใจมากกว่า เพราะมีเมตาโบไลต์รอง ในระดับต่ำกว่า และ มีความเข้มข้น ของสารอาหาร สูง กว่าพืชที่ทนต่อร่มเงาซึ่ง จะขึ้น มาทีหลัง[ 23 ]
ปรสิต
เมื่อมดออกไปเก็บใบไม้ พวกมันมีความเสี่ยงที่จะถูกโจมตีโดยแมลงวันฟอริดบาง ชนิด ซึ่ง เป็นปรสิตที่วางไข่ในรอยแตกบนหัวของมดงาน บ่อยครั้งที่มินิมจะยืนอยู่บนใบของมดงานและป้องกันการโจมตีใดๆ[ 24 ]
นอกจากนี้ เชื้อราชนิดที่ไม่ถูกต้องอาจเจริญเติบโตได้ในระหว่างการเพาะเลี้ยงEscovopsisซึ่งเป็นเชื้อราที่มีความรุนแรงสูง มีศักยภาพที่จะทำลายสวนมดได้ เนื่องจากมีการแพร่กระจายในแนวนอนEscovopsisถูกเพาะเลี้ยงในร้อยละ 6.6 ของรังมดในช่วงการก่อตั้งอาณานิคม[ 25 ]อย่างไรก็ตาม ในรังมดที่มีอายุหนึ่งถึงสองปี เกือบร้อยละ 60 มีEscovopsisเจริญเติบโตในสวนเชื้อรา[ 26 ]
อย่างไรก็ตาม มดตัดใบไม้มีกลไกการปรับตัวมากมายในการรับรู้และควบคุมการติดเชื้อจากEscovopsisและจุลินทรีย์อื่นๆ[ 27 ]พฤติกรรมที่รู้จักกันทั่วไปมากที่สุดคือการที่มดงานลดจำนวนสปอร์ของเชื้อราโดยการทำความสะอาด หรือการกำจัดส่วนที่ติดเชื้อของสวนเชื้อราและทิ้งลงในกองขยะ (เรียกว่าการกำจัดวัชพืช) [ 28 ]
ปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์
ในบางพื้นที่ มดตัดใบอาจเป็นศัตรูพืชทางการเกษตรที่ร้ายแรง โดยกัดกินใบพืชผลและสร้างความเสียหายต่อถนนและพื้นที่เพาะปลูกด้วยกิจกรรมการสร้างรังของพวกมัน[ 11 ]ตัวอย่างเช่น มด Atta บาง ชนิดสามารถกัดกินใบต้นส้มทั้งต้นได้ภายในเวลาไม่ถึง 24 ชั่วโมง แนวทางที่มีแนวโน้มดีในการยับยั้งการโจมตีของมดตัดใบAcromyrmex lobicornisต่อพืชผลได้รับการพิสูจน์แล้ว การเก็บเศษซากจากรังและนำไปวางไว้เหนือต้นกล้าหรือรอบๆ พืชผลส่งผลให้เกิดผลในการยับยั้งเป็นระยะเวลา 30 วัน[ 29 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- "มดตัดใบ ( Atta cephalotes )"สวนสัตว์บริสตอล เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 27 มีนาคม 2010 เรียกดูเมื่อ12 พฤษภาคม 2006
- "เกษตรกรโบราณแห่งลุ่มแม่น้ำอะมาซอน" . คลังข้อมูล PBS Evolution . สืบค้นเมื่อ22 กุมภาพันธ์ 2552 .
- คู่มือฉบับย่อสำหรับนักสำรวจมดตัดใบไม้