Harpegnathos saltator — вид прыгающих муравьёв (Formicidae) из подсемейства Ponerinae.

Распространение Индия и Юго-Восточная Азия. На материке номинативный подвид, подвид Harpegnathos saltator taprobanae встречается на острове Шри-ЛанкаForel A. 1909. Études myrmécologiques en 1909. Fourmis de Barbarie et de Ceylan. Nidification des Polyrhachis. Bull. Soc. Vaudoise Sci. Nat. 45: 369—407 (page 392, описание рабочих и маток), подвид Harpegnathos saltator cruentatus отмечен в Гонконге и на ФилиппинахGuénard, B.; Dunn, R. R. 2012. A checklist of the ants of China. Zootaxa 3358:1—77..

Описание Муравьи, отличающиеся уникальной способностью совершать прыжки. Имеют длину 9—17 мм (самцы около 9 мм, рабочие 14—17 мм, матки 17 мм)Bingham, C. T. 1903. The fauna of British India, including Ceylon and Burma. Hymenoptera, Vol. II. Ants and Cuckoo-wasps. London: Taylor and Francis, 506 pp. (page 50—51), с длинными узкими мандибулами. Рабочие и самки имеют коричневато-чёрную голову, красноватые петиоль и грудь, чёрное блестящее вытянутое брюшко. Мандибулы, усики и ноги желтовато-оранжевые. У подвида Harpegnathos saltator cruentatus и Harpegnathos saltator taprobanae голова красноватая. У самцов брюшко коричневое. Описавший впервые этого муравья британский зоолог Томас Джердон (1811—1872) дал ему такую характеристику:

Биология Активные хищники с крупными глазами. Муравейники устраивают в почве. Отличия между матками и рабочими очень слабые и некоторые рабочие могут спариваться с самцами и откладывать яйца подобно настоящим маткам. Такие рабочие называются гамэргатами (). Новые колонии основывают одиночные матки, которые постепенно с возрастом сменяются некоторыми гамэргатами. Рабочие контролируют численность размножающихся особей и могут убивать некоторых гамэргатов (см. фото их борьбы в таксобоксе). Рабочие муравьи используют феромон тревоги, который содержит 4-methyl-3-heptanone, 4-methyl-3-heptanol и isopentyl isopentanoate.

Исследование генома показало, что производство ферментов, которые замедляют старение (теломераза и сиртуины), увеличивается, когда рабочие становятся яйцекладущими матками.

Свои уникальные прыжки муравьи совершают с помощью синхронных движений средней и задней пары ног. Они могут прыгнуть на 2 см в высоту и на 10 см в длину. Рабочие фуражируют только в прохладные утренние и дневные часы, в остальное время их активность снижается.

Новые колонии основываются независимо от одиночных маток, а когда они стареют, их заменяют несколько гамергатов. Эта вторичная полигиния отличается тремя особенностями: (1) поведенческие данные показывают, что молодые рабочие-самки спариваются со своими братьями, в отличие от маток, которые расходятся и спариваются вне гнёзд; (2) колонии гамергатов ежегодно производят как самцов, так и самок; (3) колонии гамергатов не почкуются. Это обнаружено из косвенных доказательств: гнёзда H. saltator необычно сложны для понериновых муравьёв, а колонии гамергатов производят много молодых маток (за счет инвестиций в рабочих). Это приводит к увеличению продолжительности жизни колонии, что делает возможным создание сложных конструкций при небольшом размере колонии (65 ± 40 рабочих в популяции западных Гатов). Эти особенности жизни контрастируют с историей жизни других понериновых муравьев, имеющих как маток, так и гамергатов (например, у Rhytidoponera confusa гнёзда простые и недолговечные, гамергаты не инбредные, и их колонии могут делиться, производя в основном самцов).

Вход в земляное гнездо обычно имеет небольшой холмик и на ночь закрывается муравьями.

У Harpegnathos saltator рабочие сохраняют репродуктивную способность, подавляемую феромонами матки. После потери матки колония подвергается социальным волнениям с турниром в виде антеннальной дуэли. Большинство рабочих быстро покидают турнир, в то время как несколько рабочих продолжают дуэль месяцами и становятся гамэргатами (псевдокоролевами). Однако временная динамика социального поведения и молекулярные механизмы, лежащие в основе кастового перехода и социального доминирования, остаются неясными. Лабораторными наблюдениями было показано, что судьба гамэргата точно определяется через 3 дня после начала турнира. Сравнивая транскриптомы различных тканей дуэлянтных и недуэлянтных рабочих было обнаружено, что ювенильный гормон глобально подавлен, тогда как биосинтез экдизона в яичниках повышен у гамергат. Молекулярные изменения в мозге служат наиболее ранними кастовыми предикторами по сравнению с другими тканями. Таким образом, поведенческие и молекулярные данные указывают на то, что, несмотря на продолжительные социальные потрясения, судьба гамергата быстро устанавливается, что свидетельствует о надежном восстановлении социальной структуры (Comzit Opachaloemphan, Giacomo Mancini, Nikos Konstantinides, Apurva Parikh, Jakub Mlejnek, Hua Yan, Danny Reinberg and Claude Desplan)In dueling ants vying to become queen, behavioral and molecular cues quickly determine who will win . eurekalert.org.

Гамергаты отказываются от обычных для рабочих задач, таких как добыча пищи, откладывают яйца, и демонстрируют доминирующее поведение по отношению к рабочим. Этот поведенческий переход сопровождается увеличением продолжительности жизни в 5 раз, реконфигурацией экспрессии генов и клеточного состава мозга, а также нейрогормональными изменениямиGhaninia M., Haight K., Berger S.L., Reinberg D., Zwiebel L.J., Ray A., Liebig J. 2017. Chemosensory sensitivity reflects reproductive status in the ant Harpegnathos saltator. Scientific Reports. 2017; 7: 3732. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03964-7Gospocic J., Shields E.J., Glastad K.M., Lin Y., Penick C.A., Yan H., Mikheyev A.S., Linksvayer T.A., Garcia B.A., Berger S.L. et al. 2017. The Neuropeptide Corazonin Controls Social Behavior and Caste Identity in Ants. Cell. 2017; 170: 748—759.e12 https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.07.014Penick C.A., Brent C.S., Dolezal K., Liebig J. 2014. Neurohormonal changes associated with ritualized combat and the formation of a reproductive hierarchy in the ant Harpegnathos saltator. J. Exp. Biol. 2014; 217: 1496—1503. https://doi.org/10.1242/jeb.098301Sheng L., Shields E.J., Gospocic J., Glastad K.M., Ratchasanmuang P., Berger S.L., Raj A., Little S., Bonasio R. 2020. Social reprogramming in ants induces longevity-associated glia remodeling. Sci. Adv. 2020; 6: eaba9869 https://doi.org/10.1126/sciadv.aba9869. Например, зрелые гамергаты и рабочие-фуражиры имеют разные уровни терпеноидного ювенильного гормона III (JH3) и экдистероидного гормона 20-гидроксиэкдизона (20E)Penick C.A., Liebig J., Brent C.S. 2011. Reproduction, dominance, and caste: endocrine profiles of queens and workers of the ant Harpegnathos saltator. Journal of Comparative Physiology A. Neuroethol. Sens. Neural Behav. Physiol. 2011; 197: 1063—1071 https://doi.org/10.1007/s00359-011-0667-0.

Используя социальные и молекулярные манипуляции с живыми муравьями и культурами нейронов муравьёв, в 2021 году было показано, что экдизон и ювенильный гормон определяют молекулярные и функциональные различия в мозге рабочих и гамергатов и направляют репрессор транскрипции Kr-h1 на разные гены-мишени. Истощение Kr-h1 в головном мозге вызывает дерепрессию «социально неприемлемых» генов: гены гамергатов были активированы у рабочих, тогда как рабочие гены были активированы у гамергатов. На фенотипическом уровне потеря Kr-h1 приводит к появлению специфического для рабочих поведения у гамергатов и специфических для гамергатов черт у рабочих. Авторы пришли к выводу, что Kr-h1 является фактором транскрипции, который поддерживает определенные состояния мозга, установленные в ответ на социально регулируемые гормоныJanko Gospocic, Karl M. Glastad, Lihong Sheng, Emily J. Shields, Shelley L. Berger, Roberto Bonasio. 2021. Kr-h1 maintains distinct caste-specific neurotranscriptomes in response to socially regulated hormones. Cell, November 04, 2021 https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.10.006.

Таксономия

Вид был впервые описан в 1851 году в составе рода Harpegnathos. В 1858 году Фредерик Смит включил его в род Drepanognathus, но уже в 1861 году Юлиус РогерRoger J. 1861. Die Ponera-artigen Ameisen (Schluss). Berliner Entomologische Zeitschrift 5:1—54. и затем в 1900 году Огюст Форель снова вернули его в состав рода HarpegnathosForel A. 1900. Les Formicides de l’Empire des Indes et de Ceylan. Part VI. Journal of the Bombay Natural History Society 13:52—65.. Выделяют несколько подвидов: Harpegnathos saltator cruentatus (Smith, 1858) =Drepanognathus cruentatus Smith, F. 1858 Harpegnathos saltator saltator Jerdon, 1851 Harpegnathos saltator taprobanae Forel, 1909Donisthorpe H. 1937. A new species of Harpegnathos Jerd., with some remarks on the genus, and other known species (Hym. Formicidae). Entomologist’s Monthly Magazine. 73: 196—201 (page 198, taprobanae вариетет вида saltator)

Примечания

Литература

Ссылки

Категория:Понерины Категория:Животные, описанные в 1841 году Категория:Насекомые Азии Категория:Эндемики Индии