Als ich diese Frage aufnahm, dachte ich: "Nun, über Ameisen ist sicher alles bekannt - und was, wie und wie sie hören!" Es stellte sich heraus - nichts dergleichen! Für Myrmekologen (wie sie Ameisenspezialisten nennen) ist nur eines sicher: Ameisen können mit Geräuschen kommunizieren. Und wenn ja, bedeutet dies, dass sie definitiv ein Gehör und Organe haben, die (mit einer ziemlich großen Dehnung) als Ohren bezeichnet werden können.
Und die "Ohren" der Ameisen sind überhaupt nicht so, wie wir es gewohnt sind, dieses schöne Wort zu nennen. Und es gibt verschiedene Arten von "Ohren". Und das Hören ist keineswegs ihre einzige Funktion. Und sie befinden sich nicht nur auf dem Kopf, sondern auch … Okay, über alles in Ordnung.
Wie Sie wissen, können sich Geräusche nicht nur durch die Luft, sondern auch durch Flüssigkeiten (z. B. Wasser) und sogar über Feststoffe (z. B. Erde, Baumstämme und Blätter) ausbreiten. Und wenn für Menschen das Wichtigste "Luft" -Geräusche sind, dann sind für Ameisen, die ihr ganzes Leben lang auf dem Boden, Bäumen und anderen festen Dingen kriechen, "harte" Geräusche von großer Bedeutung. (Im Prinzip kann eine Person auch "harte Substrat" -Töne hören. Erinnern Sie sich an Vasilisa die Schöne, die ihr Ohr auf den Boden legt, um zu hören, wie weit Kashchei der Unsterbliche auf seinem heldenhaften Pferd galoppiert.)
Und um solche "festen" Geräusche zu erkennen, müssen Sie in der Lage sein, Schwingungen, Schwingungen des Substrats, wahrzunehmen. Und dafür reichen zwei Ohren am Kopf nicht aus - die Hörorgane sollten sich dort befinden, wo nur der Körper mit der "klingenden" Oberfläche in Kontakt kommt, also praktisch im ganzen Körper.
Zahl: 1. Die Struktur des chordotonalen Organs. Scolopidia sind wie Schnüre, die zwischen der Nagelhaut und der flexiblen Membran gespannt sind. Wenn sich die Nagelhaut bewegt, zieht sie das Scolopidium mit und bewirkt eine Erregung des in diesem Scolopidium befindlichen Neurons. Bild von what-when-how.com
In ihrer Struktur ähneln diese Organe auch nicht im geringsten den Ohren von Menschen oder beispielsweise Hasen. Da sie keine in der Luft fliegenden Wellen wahrnehmen sollten, brauchen sie diesen externen "Fänger" in Form einer Muschel nicht, wie wir es gewohnt sind, das Ohr zu nennen. Und diese Hörorgane bestehen aus eigenartigen "Fäden" (sie werden Skolopidien genannt), die zwischen der Nagelhaut (äußeres Skelett eines Insekts) und einer speziellen flexiblen Membran gespannt sind. Jedes Scolopidium besteht aus drei Zellen, von denen eine nervös ist. Wenn die Oberfläche, die die Ameise berührt, zu vibrieren beginnt, beginnt die Nagelhaut, die Skolopidien zu ziehen. Wenn das Scolopidium gedehnt wird, wird die Nervenzelle unter dem Einfluss von Spannung angeregt und sendet einen Impuls an den entsprechenden Nervenknoten. So werden Oberflächenschwingungen in Nervenimpulse umgewandelt und die Ameise hört den Ton. Die oben beschriebenen Organe werden als chordoton bezeichnet und sind nicht nur an der Unterscheidung von Geräuschen beteiligt, sondern auch an der Propriozeption - das heißt, sie spüren, wie sich die Muskeln dehnen und bestimmen die Position des Körpers im Raum.
Also haben wir die "harten" Geräusche herausgefunden. Aber hört die Ameise auch "Luft" Geräusche? Es gibt noch keine eindeutige Antwort auf diese Frage, aber es ist möglich, die Daten, die über andere Insekten, beispielsweise Mücken und Fliegen, erhalten wurden, auf Ameisen zu extrapolieren.
Und Fliegen und Mücken können mithilfe spezieller Borsten an den Antennen Luftgeräusche hören. Eine Schallwelle bewegt eine solche Borste, die Borste zieht am Scolopidium, aus dem das im Scolopidium befindliche Neuron entladen wird und sendet einen Impuls an den Nervenknoten. Diese Hörorgane werden Johnston-Organe genannt. Sie sind ein Subtyp von chordotonalen Organen und nur im Nahfeld empfindlich (normalerweise in einem Abstand von nicht mehr als zehn Zentimetern). Es ist leicht zu verstehen, dass sie nicht nur Geräusche als solche wahrnehmen, sondern auch Vibrationen in der Luft - zum Beispiel den Wind, der durch eine sich nähernde Fliegenklatsche verursacht wird.
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Außerdem haben Insekten eine andere Art von Sinnesorganen, die Geräusche wahrnehmen können - Trichoid Sensilla. Dieser komplexe Ausdruck bezieht sich auf die winzigen Borsten am Körper eines Insekts. Diese Borsten sind direkt (und nicht wie Johnstons Organe durch das Scolopidium) mit dem Nervenende verbunden. Wenn eine Schallwelle (oder einfach ein Wind) die Trichoidensensille vibriert, wird das Nervenende angeregt und erzeugt einen Impuls. Infolgedessen erreichen Informationen über die Vibrationen den entsprechenden Nervenknoten … Ameisen haben Trichoid Sensilla, aber ob sie empfindlich genug sind, um Geräusche wahrzunehmen, ist noch nicht ganz klar.
Zahl: 2. Antennen einer Ameise (elektronenmikroskopische Aufnahme). Die Antennen tragen Johnstons Organe sowie viele Trichoid-Sensillen, aber es ist nicht bekannt, ob sie empfindlich genug sind, um Geräusche zu hören. Die Länge der Skalenleiste in der oberen Abbildung beträgt 500 µm, in der unteren - 200 Mikrometer. Foto aus dem Artikel: R. Hickling und RL Brown. Analyse der akustischen Kommunikation durch Ameisen // Journ. Akust. Soc. Amer. 2000. V. 108, No. 4. S. 1920-1929
Es ist jedoch etwas darüber bekannt, wie Ameisen akustische Alarme verwenden.
Zum Beispiel schlagen Kamponotusameisen oder Zimmermannsameisen, die ihre Nester in Holz nagen, mit ihren Kiefern oder ihrem Bauch gegen die Wände des Nestes, um Kongenere zu beschwören, um es zu schützen.
Und dennoch können viele Ameisen zwitschern und ihren Bauch an speziellen "Reiben" am Stiel zwischen Brust und Bauch reiben (Abb. 3). Das Geschwätz ist kaum hörbar, das menschliche Ohr kann es selbst aus nächster Nähe kaum unterscheiden. Dieses Volumen reicht jedoch für Ameisen aus und sie können durch Zwitschern perfekt miteinander kommunizieren.
Zahl: 3. Die meisten Ameisen machen Geräusche, indem sie den Bauch (Gaster) gegen den Stiel (Postpetiole) reiben. Foto aus dem Artikel: R. Hickling und RL Brown. Analyse der akustischen Kommunikation durch Ameisen // Journ. Akust. Soc. Amer. 2000. V. 108, No. 4. S. 1920-1929
Zum Beispiel wird dieses Zwitschern durch den Boden übertragen. Verwandte können eine im Sand vergrabene Ameise ausgraben, nachdem sie ihre "Hilferufe" gehört haben.
Und durch die Blätter und Zweige der Bäume werden auch Vibrationen durch Zwitschern übertragen. Einige Ameisen benutzen es auf sehr unerwartete Weise. Es stellte sich heraus, dass bei blattschneidenden Ameisen die Schwingung des Bauches auf die Kiefer (Mandibeln) übertragen wird. Wenn die Mandibeln das Blatt schneiden, vibrieren sie mit einer Frequenz von etwa 1 kHz (tausendmal pro Sekunde!). Dank dessen wird das Blatt geschnitten, wenn nicht schneller, dann glatter und genauer.
Und später stellte sich heraus, dass Ameisen häufiger zwitschern, wenn sie nicht härtere, sondern köstlichere Blätter schneiden! Es stellte sich heraus, dass dabei kleinere Arbeiter zu den größeren Arbeiterameisen laufen. Dann zieht ein großer Arbeiter das geschnittene Blatt in den Ameisenhaufen, und die kleinen klettern auf das Blatt und reiten darauf. Aber sie reiten nicht nur, sondern schützen zum Beispiel Träger vor Fliegen, die versuchen, ihre Hoden auf die Körper großer Arbeiter zu legen.
Kürzlich stellte sich heraus, dass Kommunikationsgeräusche nicht nur von Ameisen, sondern auch von ihren Parasiten verwendet werden. Hunderte anderer Insektenarten leben normalerweise in einem Ameisenhaufen. Unter ihnen sind die Raupen einiger blauäugiger Schmetterlinge. Diese Raupen ähneln in Aussehen und vor allem im Geruch der Larve einer bestimmten Ameisenart. Arbeitende Ameisen, die eine solche Raupe finden, ziehen sie zum Nest. Raupen einiger Arten ahmen Larven weiterhin so gut nach, dass Arbeiterameisen sie wie ihre eigenen kleinen Schwestern füttern (Arbeiterameisen sind sterile Frauen, und die Larven sind ihre Schwestern).
Kürzlich wurde bekannt, dass die Raupen und Puppen der "Kuckuckstauben" Geräusche machen und erwachsene Ameisen imitieren. Gleichzeitig zwitschern die Königinnen und Arbeiterameisen bei den Wirtsameisen (einer der Arten der Gattung Myrmica) unterschiedlich. Wenn Sie die von der Gebärmutter an die Arbeiter abgegebenen Geräusche spielen, umgeben sie die Schallquelle und nehmen charakteristische "Schutz" -Haltungen ein, als ob sie die echte Gebärmutter schützen würden. Die schlauen Raupen und Puppen der Tauben ahmen die Geräusche der Gebärmutter nach, und die Arbeiterameisen beeilen sich, sie zu bewachen!
Dieses Beispiel zeigt, dass Geräusche eine wichtige Rolle im Leben der Ameisenfamilie spielen können: Insbesondere die königliche "gut platzierte Stimme" hilft der Gebärmutter, die höchste Ebene in der Hierarchie einzunehmen. Dies bedeutet, dass Ameisen die unterschiedlichen Geräusche ihrer Verwandten gut kennen - egal was sie hören …
Der Autor dankt N. G. Bibikov, A. A. Zakharov und Vera Bashmakova für Rat und Unterstützung bei der Vorbereitung der Antwort.
Verfasser: Sergey Glagolev
