Mierenoorlogen

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Mierenoorlogen zijn een directe, agressieve vorm van interactie tussen mieren uit verschillende kolonies. Mieren zijn verwikkeld in concurrentie met elkaar. Als een van de kolonies zich bijvoorbeeld een voedselbron toe-eigent, is deze bron niet meer beschikbaar voor andere mieren. Dit is indirecte concurrentie. In de context van competitie zijn mierenoorlogen een vorm van conflict waarbij mieren rechtstreeks met elkaar in gevecht gaan. Interessant is dat dergelijke conflicten zowel binnen één soort als tussen soorten kunnen voorkomen.

Als we mieren als samenleving beschouwen, dan zijn er twee opties om deel te nemen aan de zogenaamde oorlogen. Een ervan komt vrij dicht in de buurt van het gebruikelijke begrip van 'oorlog' voor mensen, namelijk de strijd tussen kolonies van dezelfde soort. Een andere betreft interacties tussen verschillende soorten mieren. En beide soorten conflicten zijn interessant voor mierenbiologie.

Onderzoeksgeschiedenis

Mensen wisten al van het bestaan van mierenoorlogen voordat biologen serieus geïnteresseerd waren in dit fenomeen. Charles Darwin schreef bijvoorbeeld over conflicten tussen mieren. Er zijn verwijzingen naar het succes van mierengemeenschappen in de Bijbel, aangezien mensen al duizenden jaren geïnteresseerd zijn in het observeren van dit fenomeen. Voor een deel kregen de mierenoorlogen zoveel aandacht omdat de botsingen tussen mieren dramatisch en duidelijk waren, maar ook omdat mieren sociale wezens zijn, net als mensen, dus het is moeilijk om geen parallellen te trekken tussen onze samenlevingen. Het is interessant om de geschiedenis van deze vergelijkingen te zien als een dialoog: enerzijds was de belangstelling gewekt of de strijd tussen mieren bestaande ideeën kon versterken of een nieuwe kant van menselijke conflicten kon openen; aan de andere kant de mogelijkheid om de leringen die we hebben ontwikkeld om de aard van conflicten tussen mieren te begrijpen, op mieren toe te passen.

Onderzoeksmethoden

Mieren zijn sociale insecten. In insectengemeenschappen fungeert de kolonie in de regel als een geheel en behoudt ze tot op zekere hoogte de genetische integriteit. Met andere woorden, de kolonie wordt bij elkaar gehouden door een verwante structuur, wat soms nogal verwarrend is. Binnen de kolonie wordt het vermogen ontwikkeld om elk van haar leden te identificeren en te herkennen. Mieren hebben de neiging om de wereld vrij eenvoudig in twee klassen te verdelen: de leden van de kolonie en alle anderen. Binnen de kolonie worden zeer opvallende onderscheidende kenmerken ontwikkeld om haar te verenigen, althans bij de meeste soorten en onder de meeste omstandigheden.

Mieren komen vaak andere mieren tegen, vooral in de tropen. Een recent onderzoek in de Appalachen in de Verenigde Staten toonde aan hoe dicht mieren zich kunnen vestigen. Onderzoekers verzamelden dode insecten in het bos, lieten ze op de grond liggen en keken hoe lang het duurde voordat een potentiële roofdier of consument op voedsel stuitte. De meeste van deze stukjes voedsel werden gevonden door de mieren, en het duurde nooit langer dan een paar minuten. Op die plaatsen waar mierenhopen zich het dichtst bij de grond bevinden, scannen en patrouilleren mieren constant de grond, waardoor vrijwel geen enkel gebied lange tijd onaangeroerd blijft.

Mieren hebben meer kans om leden van andere kolonies en zelfs andere soorten tegen te komen. In habitats die door veel soorten tegelijk worden ingenomen, is de kans op een interspecifieke botsing van kolonies extreem hoog. Deze interactie vindt regelmatig plaats. Als een kolonie zich realiseert dat er een dreiging is van verlies van hulpbronnen of territorium door zowel mieren van een andere soort als mieren van andere kolonies van dezelfde soort, wordt deze dreiging gevolgd door een georganiseerde agressieve reactie, die soms kan uitmonden in een echte strijd.

Mierenwapen evolutie

Mieren zijn oude insecten. Ze bestonden al lang voor de splitsing van het supercontinent Gondwana. Het gebeurde meer dan honderd miljoen jaar geleden, en mieren verschenen lang daarvoor. Natuurlijk zijn mieren al tientallen, zo niet honderden, miljoenen jaren in oorlog. Mieren hebben een reeks apparaten die ze als wapens kunnen gebruiken tijdens een gevecht. Aangenomen mag worden dat oorlogen een belangrijke rol hebben gespeeld in hun evolutie. Wetenschappers die het proces van hun evolutie bestuderen, praten over de verandering in het voorwerp van agressie terwijl ze zich ontwikkelen. In het verre verleden waren de belangrijkste vijanden van vroege mieren gewervelde dieren, zoals grote landdieren als dinosaurussen, vogels en zoogdieren. Veel soorten mieren waren uitgerust met een zeer krachtige angel. Ze waren goed aangepast om mensen aan te vallen, maar hun "wapens" waren niet erg effectief tegen andere insecten.

Naarmate mieren evolueerden en hun soort diverser werd, werd de impact van deze soorten op elkaar steeds groter. Dit was de reden dat andere mieren de plaats innamen van de belangrijkste vijanden van mieren. Het lijkt erop dat dit in strijd is met het gezond verstand, maar sommige soorten mieren hebben hun angel verloren. In veel gevallen werd de angel omgevormd tot een toevoersysteem voor chemische aanvalsmiddelen die met succes konden worden gebruikt in de strijd tegen andere mieren. Het lijkt erop dat mieren opzettelijk het vermogen hebben opgegeven om gewervelde dieren zoals wij te bestrijden, ten gunste van het vermogen om aan te vallen, terug te vechten en te winnen van andere mieren.

Tegenwoordig hebben veel mierensoorten een speciaal arsenaal aan wapens die niet erg effectief zijn tegen zoogdieren, maar goed werken tegen andere mieren. De bronnen en kenmerken van deze chemicaliën - in welk deel van het lichaam ze worden gevormd en welke chemicaliën worden gebruikt - verschillen van elk type. Bij verschillende soorten mieren kun je klieren vinden die worden gebruikt tijdens mierengevechten en die zich letterlijk in elk deel van het lichaam bevinden. Chemische verbindingen zijn ook zeer divers. Er waren evolutionair onafhankelijke bronnen van deze wapens, die evolueerden in verschillende soorten mieren. Tegelijkertijd kan men begrijpen hoe verschillend ze de oplossing van het gemeenschappelijke probleem benaderden.

Mieren hebben veel soorten wapens. Beten worden vaak gebruikt. Vaak werken mieren samen: leden van een aanvallende kolonie kunnen leden van een andere kolonie vasthouden of de mieren zelf aan stukken scheuren, terwijl hun familieleden de vijand vasthouden. In feite zijn mieren erg gemeen. Er is ten minste één soort waarbij werkmieren een zeer grote klier in hun lichaam hebben. Wanneer deze mieren erg nerveus worden, kunnen ze de druk op haar verhogen en letterlijk exploderen, waarbij alles rondspat met een plakkerige substantie. Andere mieren hebben ook een verscheidenheid aan klieren, soms in het hoofd en soms in de buik, en scheiden giftige stoffen af die hun vijanden neerslaan. Hun conflicten omvatten dus methoden die beginnen met gevechten en eindigen met chemische wapens, en dit maakt ze verwant aan mensen.

Maak liefde geen oorlog

Er is een interessant fenomeen dat vrijwel zeker wordt geassocieerd met door de mens veroorzaakte veranderingen in de natuurlijke omgeving. Invasieve soorten zijn herhaaldelijk over de hele wereld binnengevallen. Wanneer een door de mens geïntroduceerde soort de kans krijgt om een nieuwe omgeving onder de knie te krijgen, kan hij zich voortplanten tot onvoorstelbare schalen en een dichtheid bereiken die ongekend is voor zijn oorspronkelijke habitat. Het verspreidingsgebied van invasieve mierensoorten kan uitgestrekte gebieden bereiken - duizenden vierkante kilometers.

Waarom zijn deze invasies zo succesvol? De biologische voordelen van deze soorten worden geassocieerd met unikolonialiteit. Dit fenomeen bestaat uit het verlies bij sommige soorten, om de een of andere reden, van het vermogen om onderscheid te maken tussen de grenzen van kolonies. Onder normale omstandigheden heeft elke kolonie zijn eigen chemische handtekening, met behulp waarvan mieren vriend en vijand kunnen onderscheiden. Maar veel invasieve soorten hebben het verloren. Binnen hun eigen soort gedragen ze zich met andere individuen alsof ze lid zijn van hun eigen kolonie.

Het vermogen om mierenoorlogen binnen een soort te vermijden en de wens om leden van andere kolonies in hun eigen land te accepteren, zorgden ervoor dat de kosten werden verlaagd. Daarom waren ze in staat om de populatieomvang te vergroten en succesvoller te worden in de competitie. Ze behouden het vermogen om vertegenwoordigers van andere soorten als vijanden of buitenaardse wezens te zien, maar vertonen geen intraspecifieke agressie. Daardoor verspreidt vrijwel één mierenkolonie zich over duizenden kilometers. Mieren van het ene uiteinde ervan kunnen interactie hebben met mieren van het andere zonder enige agressie. Dit effect is vele malen waargenomen en is nogal verrassend. De succesvolle invasiesoorten zijn niet nauw verwant, maar komen uit verschillende subfamilies van mieren, waardoor ze zeer divers zijn.

Dit vertelt ons dat samenwerking de zekerste weg naar succes is. Veel hangt natuurlijk af van het niveau waarop het wordt uitgedrukt. We kunnen weer terugkeren naar de vergelijking tussen mieren en de menselijke samenleving. Mensen zijn sociale dieren: we werken samen, we vormen allianties. Maar mierenkolonies kennen een mate van samenwerking en integratie die voor mensen praktisch onbereikbaar is. Een persoon verschilt bijna altijd van een mier doordat hij, zelfs als hij in een familie of een andere sociale groep voorkomt, een aanzienlijk deel van zijn individuele identiteit behoudt.

We zijn altijd erg enthousiast over gevallen van zelfopoffering en vrijgevigheid, en uiteindelijk is ons leven een delicate manoeuvre tussen egoïsme en samenwerking. In die zin zijn mieren anders dan wij. Binnen de kolonie hebben egoïsme en individuele belangen grotendeels opgehouden te bestaan. Mieren blijven zich bezighouden met conflicten tussen verschillende kolonies, maar interessant genoeg lijken invasieve soorten die koloniebarrières hebben verlaten het beter te doen.

Soldaten tegen nomadische mieren

Soldaten zijn een speciaal type mieren dat in bepaalde kolonies voorkomt. Ze maken deel uit van het personeelsbestand en zijn gespecialiseerd in defensie. Niet alle mierensoorten hebben soldaten, de meeste zijn beperkt tot slechts één type werker. Maar bij andere soorten verschillen gespecialiseerde soldaten van gewone arbeiders door een grotere lichaamsgrootte en gedrag. Als de kolonie wordt aangevallen, zijn het de soldaten die de belangrijkste rol spelen in de verdediging ervan.

Nomadische mieren zijn een onderfamilie van mieren met verschillende unieke gedragingen. Ze hebben hun sociale vaardigheden sterker ontwikkeld dan enige andere groep sociale insecten, of zelfs enig ander dier dat we kennen. Nomadische mieren zijn interessant vanwege hun vermogen om alle acties samen uit te voeren. Elke activiteit wordt uitgevoerd in nauwe interactie van grote groepen individuen. Ze ondernemen niet alleen onafhankelijke actie en individuele arbeiders lopen nooit alleen.

De enige leden van nomadische mierenkolonies die onafhankelijk kunnen handelen, zijn mannetjes. Van tijd tot tijd worden ze als paringskolonie geboren. Ze hebben vleugels en verlaten de kolonie van tijd tot tijd om jonge vrouwtjes te vinden. Elke andere activiteit in de kolonies van nomadische mieren wordt uitgevoerd door een groep leden van hetzelfde nest. Onder hen zijn er geen afzonderlijke verkenners of verzamelaars - alles wordt gedaan door het massale werk van een zwerm insecten. Je zou kunnen denken dat een kolonie nomadische mieren een ondeelbare eenheid is, bijna als een organisme, als een pseudopod van een amoebe. Een aanval van nomadische mieren kan worden gezien als een arm of een been dat nooit het contact met het lichaam verliest. En alles wat ze doen gebeurt met een hoge mate van coördinatie en interactie.

Nomadische mieren met larven gestolen uit wespennest

Nomadische mieren leveren uitstekend materiaal voor de studie van mierenoorlogen. Hierin verschillen ze ook net iets van alle andere mieren. Voor hen is de wereld verdeeld in drie categorieën: andere kolonies van dezelfde soort, andere soorten nomadische mieren en andere dieren, inclusief andere niet-nomadische mierensoorten. Hun reactie op elk van de categorieën is compleet anders. Over het algemeen nemen nomadische mieren niet deel aan oorlogen met andere nomadische mieren. Een van de favoriete prooien voor nomadische mieren zijn echter andere mierensoorten.

Nomadische mieren hebben twee soorten reacties op conflicten: onwetendheid en vermijding. Stel je het proces van het foerageren van nomadische mieren voor: ze sturen een grote groep plunderaars, een heel tapijt van werkmieren, door het bos vegen. Soms nadert een vergelijkbare zwerm een zwerm vertegenwoordigers van een andere soort nomadische mieren. In een dergelijke situatie verwachten we een spannende strijd tussen de twee massa's. Meestal negeren ze elkaar echter gewoon: twee enorme zwermen gaan rustig door elkaar heen. De aanblik van dit fenomeen is verbazingwekkend.

Het andere type reactie is zeer zeldzaam. Wanneer twee kolonies van dezelfde nomadische mierensoort met elkaar in contact komen, herkennen ze heel snel dat ze leden van de andere groep hebben ontmoet. Maar in plaats van een gevecht te beginnen, trekken beide kolonies zich in de tegenovergestelde richting van elkaar terug. Ze zijn bereid vrij grote afstanden af te leggen om zoveel mogelijk van elkaar weg te gaan, wat zelfs een verschuiving in de hele kolonie met zich mee kan brengen. Dus, binnen hun eigen soort, vertonen nomadische mieren een duidelijke vermijding en negeren vertegenwoordigers van verschillende soorten elkaar gewoon.

Wanneer nomadische mieren vertegenwoordigers van een andere, niet-nomadische mierensoort tegenkomen, gebeurt het tegenovergestelde: ze lanceren een aanval en proberen elke mier in die kolonie te doden. Nomadische mieren vallen zeer grote kolonies van andere mierensoorten aan en behandelen ze als prooi. Natuurlijk vechten andere mieren in veel gevallen terug. Dergelijke gevechten kunnen aan beide kanten tot zware verliezen leiden. De oorlogen tussen kolonies nomadische mieren en hun prooi zijn enkele van de meest spectaculaire en rampzalige veldslagen in de natuur. Meestal hebben nomadische mieren de overhand, maar ze kunnen ook enorme verliezen lijden tijdens het gevecht.

Nomadische mieren kunnen grote aantallen van hun nestneven rekruteren wanneer ze een waardevolle hulpbron vinden. Er zijn aanwijzingen dat ze een speciale stof hebben voor gebruik in dergelijke gevallen - een rekruteringsferomoon. Dit is een gebied voor nieuw onderzoek naar nomadische mieren en hun chemische instrumentatie. Er is experimenteel gevonden dat ze functioneel verschillende feromonen en chemische signalen hebben om verschillende informatie door te geven, maar we weten bijna niets over hun specifieke chemische samenstelling.

In termen van fysieke grootte zijn nomadische mieren niet altijd groot. Er zijn veel andere mierensoorten met veel grotere lichaamsafmetingen. Maar ze slagen dankzij de kwantiteit. Hun kolonies zijn enorm en alle acties worden uitgevoerd in grote gecoördineerde groepen. Als je vertegenwoordigers van een kolonie nomadische mieren tegenkomt, dan hebben we het niet over één verkenner, maar meteen over een aanzienlijk deel van de kolonie. Tegelijkertijd komen er veel individuele mieren tevoorschijn om te vechten en, in tegenstelling tot andere mieren, hoeven ze niet te wachten tot het rekruteren is voltooid. Ze interageren met alle elementen van de omgeving als een afzonderlijke sociale eenheid.

Nomadische mieren versus bladsnijdende mieren

Een van de soorten nomadische mieren in de tropische wouden van de Nieuwe Wereld probeert regelmatig het grondgebied van ontwikkelde kolonies bladsnijdende mieren binnen te vallen. Nomadische en bladsnijdende mieren zijn de kronen van de mierenevolutie: ze zijn in staat om enorme kolonies te creëren, een hoog niveau van socialisatie te bereiken en deel te nemen aan een veelzijdige taakverdeling. Wanneer nomadische mieren hoogontwikkelde populaties bladsnijdende mieren aanvallen, staan soldaten van beide soorten tegenover elkaar en beginnen catastrofale gevechten die dagen kunnen duren totdat de nomadische mieren door de verdedigingslinie breken en bij de nesten van bladsnijdende mieren komen mieren en beginnen hun voorraden te plunderen.

Bladsnijdende mieren bouwen enorme mierenhopen en vestigen enorme kolonies met een bevolking van miljoenen. De soldaatmieren van deze soort onderscheiden zich door hun indrukwekkende grootte: het draagvermogen van de soldaatmier is honderden keren groter dan die van de werkmier. Veel werk kunnen de soldaten echter niet voor de kolonie doen: ze zijn te massaal, het onderhoud is duur voor de bevolking en het exacte doel is nog niet helemaal uitgedokterd door biologen.

Toen biologen echter regelmatig aanvallen van nomadische mieren op bladsnijdende mierenkolonies begonnen te observeren, merkten ze hoe bladsnijdende mieren reageerden op deze invasies. Duizenden enorme bladsnijders worden naar de frontlinie gestuurd, waar ze moeten proberen de aanval van nomadische mieren af te weren. In de meeste gevallen zijn hun pogingen niet succesvol en uiteindelijk zullen de nomadische mieren toch door de verdedigingslinie breken. Aangenomen mag worden dat juist de bescherming tegen nomadische mieren de reden is voor het bestaan van soldatenbladsnijders. Deze observatie ondersteunt de theorie dat vechten of vechten tegen andere mieren een belangrijk aspect is van mierenevolutie.

Als je nauwkeuriger kijkt naar hoe andere mieren reageren op de aanvallen van nomadische mieren, kun je een breed scala aan reacties onderscheiden: sommige soorten mieren proberen te vechten, anderen beginnen in paniek te raken en zien nauwelijks de eerste soldaten van nomadische mieren, en haast je om het nest te redden. Ze evacueren meestal de nakomelingen en proberen zo ver mogelijk te bewegen. Ze voelen zich veilig, stoppen en wachten hun tijd af. Nadat de verzadigde nomadische mieren de verwoeste kolonie hebben verlaten, kunnen de slachtoffers van de aanval terugkeren naar huis.

Modern mierenonderzoek

Biologische kenmerken van invasieve mierensoorten zijn van actueel belang. Wetenschappers zijn zich gaan realiseren dat als we weten of een kolonie betrokken raakt bij botsingen, we meer te weten kunnen komen over biologische invasies en hun mogelijke negatieve gevolgen. Bepaalde soorten invasieve mieren veroorzaken op wereldschaal milieuproblemen - niet alleen voor mensen, maar ook voor de aangetaste ecosystemen van hun invasieplaatsen. Aangezien ze bedreigde diersoorten van de aardbodem wegvagen en hun gedrag bijdraagt aan de herstructurering van hun leefgebied, kunnen ze ernstige gevolgen hebben voor het milieu.

Ze vormen ook een probleem voor de mens: deze mieren kruipen in voedsel, sommige soorten verspreiden een onaangename geur en veroorzaken ziekten. Het begrijpen van mierenoorlogen kan de sleutel zijn tot het blootleggen van een eigenschap die invasieve mierensoorten uitnodigt om zich zo te gedragen. Misschien zal deze ontdekking ons helpen een reactie te ontwikkelen op mierendemarches, of zelfs voorspellen wanneer zoiets weer zal gebeuren. Daarom is er tegenwoordig een enorme hoeveelheid onderzoek naar mierenagressie en mierenoorlogen, die naar verwachting een antwoord zullen geven op de kwestie van biologische invasies.

De mier raapt de nectar van de bladluizen op

Het is een goed idee om de diersoorten die direct profiteren van mierenoorlogen nader te bekijken. In de kolonies van vele ondersoorten van mieren leven vertegenwoordigers van andere soorten, myrmecophiles genaamd. Deze vertegenwoordigers van de dierenwereld halen hun voedsel voornamelijk uit de mierenkolonie. Meestal hebben we het over parasieten, maar hun negatieve impact op het leven van de kolonie is in de regel minimaal. Myrmecofielen ontwikkelen het vermogen om zich voor mieren te verbergen. Het mechanisme van erkenning van stamgenoten die in de kolonie zijn geadopteerd, is niet op hen van toepassing, maar ze omzeilen het op de een of andere manier. En soorten, wiens lot evolutionair verbonden is met het lot van de mierenkolonie, tonen een grote interesse in de uitkomst van mierenoorlogen. Met andere woorden, als de kolonie wordt geruïneerd, hebben ook zij het moeilijk. Op dit moment hebben wetenschappers echter geen informatie over de directe deelname van myrmecofielen aan veldslagen, hoewel het idee niet slecht is.

We werken momenteel in twee richtingen. Eerst bestuderen we de evolutie van het mierenbrein en proberen we te begrijpen hoe het zenuwstelsel reageert op verschillende omgevingsomstandigheden, of het nu de sociale rollen en lichaamsgroottes van mieren bepaalt. Ten tweede zijn we geïnteresseerd in het begrijpen hoe nomadische mieren kunnen worden gebruikt om temperatuurschommelingen en, mogelijk, de impact van klimaatverandering op de genetica en psychologie van dieren in het wild te bestuderen. We zien nomadische mieren als een uitstekend model voor onderzoek, mede omdat leden van de tropische nomadische mierensoort een breed temperatuurbereik kunnen weerstaan: identieke ondersoorten werden blootgesteld aan zeer hoge temperaturen in laaggelegen gebieden en zeer koud in de bergen in de loop van onderzoek.

Open vragen

Uit een stortvloed aan wetenschappelijke artikelen die in 2015 verscheen, leerden we dat de structuur van het mierenbrein de afgelopen jaren belangrijke veranderingen heeft ondergaan, met name in het aspect van de transformatie van een soort van een entomofaag naar sociale wezens. Deze verandering bevestigt in theorie de veronderstelling dat een vertegenwoordiger van de soort, nadat hij een sociaal wezen is geworden, niet hetzelfde hoge niveau van ontwikkeling van zijn hersenen en cognitieve activiteit nodig heeft, aangezien hij nu informatie kan delen en integreren met andere vertegenwoordigers van zijn ondersoort - bijna hetzelfde alsof neurale verbindingen op groepsniveau zouden kunnen worden gebracht. Deze ontdekking was een echte doorbraak; het is noodzakelijk om vergelijkbare trends in vertegenwoordigers van andere soorten te analyseren om te begrijpen of dit geldt voor alle vertegenwoordigers van de fauna. Dit is belangrijk, want als je kijkt naar de vertegenwoordigers van de klasse van gewervelde dieren - zoogdieren, vogels, vissen, vertonen de meeste van hen in feite precies de tegenovergestelde neiging. Met andere woorden, als uw soort meer gesocialiseerd wordt, neemt ook de hersenactiviteit toe; insecten daarentegen laten precies de tegenovergestelde relatie zien. Er zijn veel spannende ontdekkingen in deze onderzoekslijn.

Vragen over megakolonies blijven open. Het is niet bekend hoe diep hun integratie is. Misschien is alles beperkt tot het lokale niveau en wisselen ze informatie alleen over korte afstanden uit. Het is interessant om diep geïntegreerde kolonies voor te stellen, hoewel het onwaarschijnlijk is dat ze informatie over lange afstanden kunnen uitwisselen. Toch geen slecht idee voor een sciencefictionroman.