فورميكا بوليكتينا

تُظهر نملة الخشب الأحمر (Formica polyctena) ، كغيرها من أنواع النمل والدبابير والنحل ، نظامًا اجتماعيًا متطورًا . تتميز الحشرات الاجتماعية المتطورة برعاية الصغار بشكل تعاوني بين أفراد المستعمرة، وأنظمة طبقية متميزة حيث يتكاثر بعض الأفراد بينما يكون معظمهم مساعدين عقيمين، وأجيال متداخلة بحيث تعيش الأم والصغار البالغة والصغار غير البالغة في الوقت نفسه. في المستعمرة الاجتماعية المتطورة، يُخصص لكل فرد طبقة متخصصة قبل بلوغه النضج التناسلي، مما يجعله متميزًا سلوكيًا عن الطبقات الأخرى. ^{[ 3 ]} تُظهر نملة الخشب الأحمر جميع هذه الخصائص، حيث تُشكل الملكات والذكور الطبقة التناسلية، بينما تُساعد العاملات الإناث العقيمات في رعاية الصغار والحفاظ على المستعمرة.

لتجنب الصراعات المكلفة بين أفراد العش الواحد، أو السلوك الإيثاري غير المقصود تجاه النمل من عش غريب، يحتاج كل نملة إلى التمييز بين أفراد عشها والنمل الغريب. وقد ثبت أن نملة Formica polyctena تستخدم إشارات وراثية كآلية للتعرف على أفراد العش. وبما أن هذه النملة ، كغيرها من أنواع النمل، تعيش في مستعمرات ذات قرابة وراثية عالية، فإن هذا النوع من الآليات ينجح في التمييز بين المستعمرات. أجرى باي، ونيومان، وموريتز دراسةً تم فيها تقديم أزواج من النمل من أعشاش مختلفة لبعضها البعض لمعرفة ما إذا كانت ستتقاتل، أو تتسامح، أو تتجنب بعضها. كما تم تقديم أزواج من النمل من نفس العش كعينة ضابطة. وقيس التشابه الوراثي بين هذه النملات أيضًا. ووجد ارتباط إيجابي قوي بين السلوك العدائي والاختلاف الوراثي. وبالتالي، من المرجح أن نمل Formica polyctena يتعرف على زملائه من خلال إشارة وراثية. لم تُظهر مجموعات الأعشاش المتقاربة جغرافيًا بالضرورة سلوكًا عدوانيًا أو سلبيًا تجاه بعضها البعض، مما يشير إلى أن قرب الأعشاش لا يؤثر على التعرف بينها. إضافةً إلى ذلك، لم تكن مسافة العش مرتبطة بالتشابه الجيني. ^{[ 4 ]} في جوهر الأمر، طوّرت نحلة F. polyctena نوعًا من الإشارات الجينية التي تُمكّن أفراد العش من التمييز بين بعضهم البعض وبين الأفراد الغريبة. ويعتقد كلٌ من باي، ونيومان، وموريتز أن هذه الإشارات الجينية تعمل على إبقاء مستعمرات الأعشاش منفصلة في بيئات متجانسة لا توفر استراتيجيات أخرى للتعرف على أفراد العش. ^{[ 9 ]}

يمكن تحفيز سلوك الإنذار لدى نملة Formica polyctena عن طريق إطلاق الفيرومونات . فعندما تصادف النملة فيرومونًا معينًا، تقترب من مصدره بفكوك مفتوحة على مصراعيها، كما لو كانت تواجه خطرًا. وفي نملة F. polyctena تحديدًا ، تُثير إشارات الإنذار الكيميائية هذه استجابةً ليس فقط داخل العش، بل على طول مسارات البحث عن الطعام. وعلى وجه الخصوص، يمكن لحمض الفورميك الذي ترشه النملة عند تعرضها للهجوم أن يُحفز استجابة إنذار لدى النمل القريب، مما يدفعها إلى حشد تعزيزات لمهاجمة المفترس. وبهذه الطريقة، يعمل حمض الفورميك كسلاح كيميائي ضد المفترسات وإشارة إنذار في نملة F. polyctena . ^{[ 5 ]}

نظراً لظروف المعيشة المتقاربة بين أفراد مستعمرة النمل F. polyctena ، تنتشر الأمراض بسرعة، مُسببةً أضراراً جسيمة لأفراد المستعمرة. لذا، طوّر هذا النوع من النمل آليات دفاعية لمكافحة انتشار الأمراض. فعندما تُصاب نملة ما باستجابة مناعية تجاه مرض ما، تستشعر النملات العاملات الأخريات ذلك. فتُقلل العاملات من تبادل السوائل بين أفواه النمل المصاب، وتمنعه ​​من الحركة. كما تُزيد العاملات السليمات من تلامس قرون الاستشعار مع النملة المصابة وتنظيفها . ويُعتقد أن هذا يُزيل مسببات الأمراض من النملة المصابة التي قد تُسبب هذه الاستجابة المناعية، أو يعمل كـ" تطعيم اجتماعي ". وقد اقترح أوبير وريتشارد نموذج التطعيم الاجتماعي هذا، حيث يُجادلان بأنه إذا قامت النملات الأخرى في المستعمرة بتنظيف نملة مصابة، فإنها ستتعرض لكميات ضئيلة من مسببات الأمراض أو الجزيئات التي قد تُحفز استجابة مناعية لدى النملات السليمة. وباختصار، تُطور النملات السليمة مقاومة لمسببات الأمراض التي تحملها النملة المصابة قبل أن تنتشر هذه المسببات وتصيبها. ^{[ 10 ]}

تشنّ مستعمرات النمل من نوع F. polyctena حروبًا على المستعمرات المجاورة. وخلال هذه الحروب، تلتهم المستعمرات النمل الميت. تحدث هذه الحروب عندما يندر الطعام، عادةً خلال أشهر الربيع، لكي تتمكن المستعمرات من إطعام جيل جديد من النمل بكفاءة. يشارك النمل العامل المسن عادةً في هذه الحروب، نظرًا لقصر متوسط ​​عمره مقارنةً بالنمل العامل الشاب. تسمح حروب الربيع للمستعمرات بإنتاج أجيال جديدة تتكون أساسًا من أفراد تكاثرية (ملكات وذكور) بدلًا من النمل العامل. أما الحروب النادرة التي تحدث خلال فصلي الصيف والخريف، فتُنتج الغذاء لأجيال جديدة من النمل العامل. هؤلاء النمل الشاب أكثر قدرة على البقاء على قيد الحياة خلال فصل الشتاء من النمل المسن الذي يموت في الحروب. باختصار، تعيد المستعمرات تدوير مواردها الغذائية على شكل نمل عامل. يموت النمل المسن ويُؤكل لإنتاج نمل تكاثري أو نمل عامل جديد. حتى لو "خسرت" المستعمرة حربًا وخسرت عددًا من النمل، فإن الحرب لا تزال توفر الغذاء، وبالتالي فهي مفيدة للمستعمرة. ومع ذلك، فإن أكل لحوم البشر ليس مصدراً فعالاً للغذاء إلا إذا كانت موارد الغذاء الأخرى نادرة، لأن فرداً جديداً يحتاج إلى كمية من الغذاء تفوق ما يمكن أن يوفره جسم فرد آخر. ^{[ 11 ]}

درس هاكو وهيميريك تأثير توزيع يرقات عثة الزنجفر ( Tyria jacobaeae ) على افتراسها من قِبَل النمل F. polyctena . ووجدا أن النمل يفترس اليرقات على الأرض أكثر من افتراسها للنباتات. كما أن النمل يفترس اليرقات المتجمعة في عناقيد أكثر من اليرقات المنتشرة بالتساوي. يُعزى ذلك على الأرجح إلى التواصل بين النمل، حيث تقوم إحدى العاملات، عند اكتشافها مصدرًا للغذاء مثل مجموعة من اليرقات، بتنبيه زميلاتها. ^{[ 12 ]}

تساهم رطوبة العش، والإشعاع الشمسي، والحرارة الناتجة عن عمليات الأيض لدى النمل العامل، والنشاط الميكروبي في مواد العش، جميعها في تنظيم درجة حرارة العش. تتميز أعشاش النمل F. polyctena الجافة والمعرضة للشمس بارتفاع درجة حرارتها في المساء، لكنها تفقد الحرارة ببطء طوال الليل. ويعود هذا التذبذب إلى الإشعاع الشمسي الذي يمتصه العش والنمل العامل خلال النهار. فعندما يعود النمل العامل في المساء، تكون درجة حرارة أجسامهم مرتفعة نتيجة بحثهم عن الطعام تحت أشعة الشمس، مما يُدفئ باطن العش. أما الأعشاش الجافة، فتتميز بانخفاض درجة حرارة سطحها الخارجي ليلاً، مما يدل على أن مواد العش تحتفظ بمعظم الحرارة المكتسبة خلال النهار. إضافةً إلى ذلك، ولأن هذا النمل العامل يقوم بعمليات أيضية، فإنه يُطلق الحرارة الناتجة عن هذه العمليات، مما يُعوض فقدان الحرارة من العش ليلاً. ^{[ 15 ]}

تُظهر الأعشاش الرطبة والمظللة نمطًا حراريًا يوميًا مختلفًا عن الأعشاش الجافة نظرًا لاختلاف الظروف. ففي المساء، تنخفض درجة حرارة العش ثم ترتفع مع تقدم الليل. ولا يُساهم الإشعاع الشمسي كثيرًا في تدفئة العش، كما أن مادة العش ليست عازلًا فعالًا مثل مادة العش الجاف. تتميز الأعشاش الرطبة بارتفاع درجة حرارة سطحها الخارجي ليلًا، ولكنها تعتمد بدلًا من ذلك على آلية أخرى مثيرة للاهتمام لتدفئتها: النشاط الميكروبي داخل مادة العش الرطبة. فمع ارتفاع درجة حرارة البيئة المحيطة بفعل النحل العامل داخل العش مساءً، يزداد النشاط الميكروبي، مما يؤدي إلى تدفئة العش. في الواقع، يكون النشاط الميكروبي أعلى بكثير في مادة العش منه في أرضية الغابة المحيطة. ولا يُلاحظ النشاط الميكروبي في الأعشاش الجافة لأن الميكروبات تحتاج إلى الماء. ومع ذلك، وعلى الرغم من هذا التكيف، فإن الأعشاش الرطبة تتميز في المتوسط ​​بدرجات حرارة داخلية أقل من الأعشاش الجافة. ^{[ 16 ]}

تتذبذب درجة حرارة أعشاش النمل من نوع Formica polyctena موسميًا أيضًا. ففي الربيع، يرتفع إنتاج الحرارة من مواد العش بشكل ملحوظ، ثم ينخفض ​​تدريجيًا في الخريف. ويتوافق هذا مع نشاط النمل على مدار العام. ومن المحتمل أن أنشطة بناء النمل تُهوي العش وتوفر ظروفًا غذائية مثالية للنشاط الميكروبي، مما يزيد من إنتاج الحرارة في العش إلى ما يفوق بكثير ما ينتجه النمل نفسه. ^{[ 17 ]}