13 geweldige capriolen van mieren

Mieren bestaan ​​al sinds het Krijt en bloeien 100 miljoen jaar voordat ze een enkele picknick verpesten. Ze overleefden niet alleen de asteroïde die de dinosauriërs doodde; ze verspreidden zich vanuit tropische bossen om zo ongeveer de wereld te veroveren.

Tegenwoordig leven er op elk moment tot 10 quadriljoen mieren op aarde. Hun totale biomassa weegt ongeveer hetzelfde als alle 7, 4 miljard mensen bij elkaar, en ze bestaan ​​bijna overal, behalve - ironisch genoeg - op Antarctica.

'Mieren zijn overal, maar worden slechts af en toe opgemerkt', schreef bioloog EO Wilson in 'The Ants', zijn met Pulitzer bekroonde boek uit 1991 over de insecten. "Ze beheersen een groot deel van de terrestrische wereld als de belangrijkste gronddraaiers, kanaliseeraars van energie, dominatrices van de insectenfauna - maar worden slechts terloops genoemd in leerboeken over ecologie."

Zelfs na al die tijd graven we nog steeds nieuwe geheimen over mieren op. Voor een glimp van hun capriolen, hier zijn enkele van de meest verbazingwekkende dingen die we weten ... tot nu toe.

1. Mierenkolonies fungeren als 'superorganismen'

Mierenkolonies worden vaak beschreven als superorganismen, waarbij elke mier als een cel werkt. (Foto: Matt MacGillivray / Flickr)

"Individuele mieren zijn het equivalent van de neuronen in je hersenen - ze hebben niet veel te zeggen, maar in combinatie kunnen ze veel dingen voor elkaar krijgen", vertelde entomoloog Mark Moffett in 2014 aan WordsSideKick.com. Mierenkolonies worden overwogen " superorganismen, 'die hordes individuele arbeiders bijeenbrengen om op te treden als onderdelen van een grotere, krachtigere entiteit.

In een onderzoek uit 2015 testten onderzoekers dit idee door te kijken hoe mierenkolonies reageerden op de ontvoering van verkenners en arbeiders. De mieren waren in beide gevallen ontevreden, maar hun verschillende reacties spraken boekdelen. 'Toen verkenners uit de periferie werden verwijderd, trokken de foeragerende' armen 'van de kolonie zich terug in het nest', leggen de auteurs van de studie uit in een verklaring. 'Maar toen mieren werden verwijderd uit het midden van het nest zelf, vluchtte de hele kolonie en zocht asiel op een nieuwe locatie.'

Wat betekent dit? Als een kolonie een superorganisme is, is het eerste scenario alsof je je hand terugtrekt nadat je het op een kachel hebt verbrand, zeggen de onderzoekers, terwijl het tweede lijkt op het ontvluchten van een huisbrand. 'Dit suggereert dat kolonies verschillend, maar gecoördineerd reageren op deze verschillende soorten predatie', schrijven ze. "Onze bevindingen ondersteunen het concept van superorganisme, aangezien de hele samenleving reageert zoals een enkel organisme zou reageren op aanvallen op verschillende delen van zijn lichaam."

2. Mieren kunnen levende bruggen vormen

Naast dat ze deskundige bouwers zijn, zijn sommige mieren ook uitstekende bouwmaterialen . In de video hierboven laten legermieren hun griezelige vermogen zien om een ​​levende brug te maken door elkaars ledematen vast te pakken terwijl ze zich over een kloof uitstrekken. Ze volgen zelfs de stroom van mierenverkeer over hun rug, volgens een onderzoek uit 2015, waarbij ze de grootte en vorm van de brug in realtime aanpassen om de efficiëntie te maximaliseren. Als er bijvoorbeeld te veel mieren op de brug komen, blijven er misschien te weinig over om voedsel over te dragen.

'Deze mieren voeren een collectieve berekening uit. Op het niveau van de hele kolonie zeggen ze dat ze zich zoveel mieren in deze brug kunnen opsluiten, maar niet meer', zegt co-auteur Matthew Lutz, een afgestudeerde student in ecologie en evolutionaire biologie aan de Princeton University, in een verklaring. 'Er is geen enkele mier die de beslissing overziet; ze maken die berekening als een kolonie.'

3. Mieren kunnen ook levende boten vormen

Omdat vuurmieren ondergronds leven, zijn overstromingen een nachtmerriescenario. Maar in plaats van zich in paniek te verspreiden, behandelen ze overstromingen door de hele kolonie in een levend vlot te veranderen.

Eén laag mieren vormt de basis en sluit stevig genoeg aan elkaar om een ​​waterdichte afdichting te vormen die verrassend moeilijk te zinken is, zoals de video hierboven illustreert. Vuurmieren kunnen zichzelf zo samenstellen in slechts 100 seconden, en indien nodig kunnen ze wekenlang in vlotvorming blijven totdat het water afneemt.

4. Mieren zwermen als vloeibaar metaal

Wat maakt gemeenten van mieren zo stevig en toch flexibel? Volgens een onderzoek uit 2015 is hun geheim gedeeltelijk te wijten aan het vermogen om zich te gedragen als een vaste stof of een vloeistof.

Onderzoekers van Georgia Tech lieten duizenden vuurmieren in een reometer vallen, een machine die de vaste of vloeistofachtige reactie van materialen zoals voedsel, lotion of gesmolten plastic test. De mieren vertoonden "visco-elastisch gedrag", van veerkrachtige weerstand wanneer ze licht werden geduwd tot vloeistofachtige stroming naarmate de druk toenam. Het gewicht van een cent zorgt er bijvoorbeeld voor dat mieren in de video hierboven kort loslaten, een soort van watermoleculen. Zodra de stuiver doorgaat, voegen ze zich weer bij elkaar als een vaste stof.

"Als je een broodje met een mes snijdt, krijg je twee stukjes brood", zegt medeauteur David Hu, een technisch hoogleraar bij Georgia Tech. 'Maar als je een stapel mieren doorsnijdt, laten ze het mes gewoon door en hervormen ze aan de andere kant. Ze zijn als vloeibaar metaal - net als die scène in de film' Terminator '.'

5. Mieren praten door geur

Mieren kunnen verschillende feromonen combineren om de specificiteit van hun chemische berichten te vergroten. (Foto: Shutterstock)

Een kolonie kan vele miljoenen mieren bevatten, maar koninginnen hebben geen intercomsysteem om hun troepen toe te spreken, en mieren kunnen hoe dan ook niet vocaliseren. Dus hoe coördineren ze al hun complexe collectieve gedrag? Sociale media? (Antstagram, misschien?)

Mieren hebben taal, zij het niet zoals wij. Terwijl mensen sterk afhankelijk zijn van stemmen en gebaren, zijn mieren logisch door geuren te maken. Feromonen zijn hun belangrijkste communicatiemethode, elk met een geurbericht dat andere mieren in de kolonie met hun antennes kunnen lezen. Ze brengen op deze manier een breed scala aan informatie over en kunnen zelfs geuren combineren of verschillende hoeveelheden feromoon gebruiken om details toe te voegen.

Een scout die voedsel ontdekt, legt een 'geurspoor' neer om haar nestgenoten bijvoorbeeld te helpen, en terwijl ze stukken naar huis dragen, kunnen ze meer geur toevoegen om het signaal te versterken. Naarmate de voedselbron afneemt, kunnen ze het bericht opnieuw wijzigen door steeds minder geuren te verspreiden tijdens retourreizen, waardoor andere mieren een vruchteloze wandeling besparen door realtime updates te plaatsen over hoeveel voedsel er nog over is. Feromonen worden ook voor talloze andere doeleinden gebruikt, van het identificeren van rang en gezondheidsstatus tot het opsnuiven van indringers.

6. Mieren praten ook met geluid

Mieren hebben misschien geen stembanden, maar dat betekent niet dat ze stil zijn. Net als krekels en sprinkhanen zijn sommige mieren in staat tot 'stridulatie' of maken ze geluid door gespecialiseerde lichaamsdelen tegen elkaar te wrijven. Mieren van het geslacht Myrmica hebben bijvoorbeeld een punt op hun buik die geluid afgeeft wanneer ze het met een been plukken.

Dit lijkt een oproep tot hulp te zijn, volgens een onderzoek uit 2013, waarin werd vastgesteld dat andere mieren met 'welwillend gedrag' op het geluid reageren. Mieren hebben geen oren, maar kunnen "horen" door trillingen in de grond te voelen met hun benen en antennes. Je kunt het geluid horen in de bovenstaande videoclip.

7. Mierenantennes kunnen gegevens verzenden of ontvangen

Mieren kunnen hun antennes gebruiken om berichten te verzenden en te ontvangen, hebben wetenschappers geleerd. (Foto: Shutterstock)

Antennecommunicatie is bekend, maar we moeten er nog veel over leren. Zo ontdekten onderzoekers van de Universiteit van Melbourne in maart 2016 dat mieren niet alleen informatie ontvangen via hun antennes, maar ze ook kunnen gebruiken om uitgaande signalen te verzenden. Dit is naar verluidt het eerste bewijs dat antennes dienen als tweerichtingscommunicatieapparatuur in plaats van alleen als ontvangers.

'De antennes van een mier zijn hun belangrijkste zintuigen, maar tot nu toe wisten we niet dat ze ook konden worden gebruikt om informatie uit te zenden', bestuderen auteur en Ph.D. zegt student Qike Wang in een persbericht. 'Net als iedereen gingen we ervan uit dat antennes slechts receptoren waren, maar de natuur kan ons nog steeds verrassen.'

8. Mieren begonnen met boeren voordat de mens bestond

Veel mierensoorten beschermen, hoeden en 'melken' bladluizen voor de suikerachtige honingdauw die ze produceren. (Foto: Shutterstock)

Mieren behoren tot de weinige dieren waarvan bekend is dat ze gewassen en vee cultiveren, vaardigheden die ze meer dan 50 miljoen jaar geleden beheersten. ( Homo sapiens is ongeveer 200.000 jaar geleden geëvolueerd en is pas in de afgelopen 12.000 jaar met landbouw begonnen.)

Ten minste 210 mierensoorten zijn schimmelboeren en kauwen organisch materiaal op om gewassen te bemesten. De meeste, bekend als lagere attines, gebruiken een verscheidenheid aan materialen zoals dode insecten of gras en vormen kleine kolonies in één 'tuin'. Hogere attines, waaronder bladsnijdermieren, gebruiken alleen planten als meststof en kunnen enorme kolonies bouwen met miljoenen mieren. Sommigen beschermen hun gewassen zelfs met pesticiden, groeiende bacteriën die gespecialiseerde antibiotica produceren om schimmelparasieten te onderdrukken.

Veel mierensoorten verzorgen ook vee. Bladluizen zijn een beroemd voorbeeld, gewaardeerd door mieren vanwege de honingdauw die ze afscheiden na het eten van sap. Chemicaliën aan de voeten van mieren houden bladluizen gematigd - en kunnen de groei van bladluizen saboteren om ontsnappingen te voorkomen - maar mieren belonen ook hun vee. Ze hoeden en vervoeren bladluizen naar nieuwe planten, beschermen ze tegen roofdieren en neerslag en verzorgen zelfs hun eieren. Wanneer koninginmieren vertrekken om een ​​nieuwe kolonie te stichten, is het bekend dat ze bladluiseieren bij zich hebben.

9. Een 'megacolonie' mieren omvat drie continenten

Een Argentijnse mier verkent een hibiscusbloem in Hamilton Parish, Bermuda. (Foto: Sam Fraser-Smith / Flickr)

Elke mierenkolonie is een natuurwonder, maar Argentijnse mieren hebben de lat hoger gelegd. De soort is "unicolonial" - wat betekent dat individuen zich vrij kunnen mengen tussen fysiek gescheiden nesten - en nadat mensen het per ongeluk op vijf nieuwe continenten hadden geïntroduceerd, richtte het een imperium op. Deze intercontinentale "megacolonie" bestaat uit meerdere regionale "supercolonieën", die elk een netwerk zijn van geallieerde maar niet-verbonden nesten.

De grootste bekende superkolonie, de Europese Main, strekt zich uit over ongeveer 6000 km (3, 700 mijl) van Italië tot Portugal. Een andere, de California Large, beslaat meer dan 900 km (560 mijl) in het westen van de VS. Ondanks de grote afstand tussen beide, maken beide deel uit van hetzelfde rijk, zeggen wetenschappers, samen met een derde superkolonie in Japan.

Hoe weten we? Mieren zijn territoriaal en vechten vaak tegen hun eigen soort als ze uit een andere kolonie komen. Maar terwijl supercolonies veel verschillende nesten bevatten, behandelen mieren binnen een supercolony elkaar als familie - zelfs als hun huizen ver uit elkaar staan. Wetenschappers kunnen de grootte van een superkolonie (of megakolonie) testen door mieren van dezelfde soort van steeds verder weg te introduceren totdat ze vechten.

"De enorme omvang van deze populatie", verwondert een onderzoek uit 2009 over de Argentijnse mierenmega-kolonie, "gaat alleen parallel met die van de menselijke samenleving. Dat is veel lof, maar de studie wijst er ook op dat deze mieren afhankelijk waren van menselijk vervoer naar vestigen hun rijk En net als mensen zijn Argentijnse mieren berucht omdat ze grote schade aanrichten wanneer ze in een nieuw ecosysteem aankomen: de invasieve soort vernietigt vaak inheemse mieren en zonder de ecologische diensten over te nemen die zijn voorgangers hebben verricht.

10. Sommige mieren maken hun eigen antibiotica

Vuurmieren behoren tot de soorten waarvan bekend is dat ze antibiotische verbindingen produceren. (Foto: Alex Wild, Insects Unlocked / Flickr)

Mieren en mensen hebben beiden te maken met door bacteriën veroorzaakte infectieziekten. In plaats van naar een arts of apotheek te gaan, produceren sommige mierensoorten hun eigen antibiotische medicijnen op de oppervlakken van hun lichaam. Dit vermogen lijkt vaker voor te komen bij bepaalde soorten mieren dan andere, volgens een onderzoek uit 2018, maar de soorten die hun eigen antibiotica maken, kunnen mogelijk hun geheimen delen.

"Deze bevindingen suggereren dat mieren een toekomstige bron kunnen zijn van nieuwe antibiotica om ziekten bij de mens te helpen bestrijden", zegt hoofdauteur en Clint Penick, hoogleraar aan de Arizona State University, in een verklaring over de studie, waarin antimicrobiële eigenschappen werden getest die verband houden met 20 soorten mieren. Penick en zijn collega's gebruikten een oplosmiddel om alle stoffen van het oppervlak van het lichaam van elke mier te verwijderen en introduceerden de resulterende oplossingen in een bacteriële slurry. Twaalf van de 20 mierensoorten bleken een soort antimicrobieel middel op hun exoskeletten te hebben, ontdekten de onderzoekers, terwijl de andere acht soorten geen dergelijke afweer vertoonden.

'We dachten dat elke mierensoort op zijn minst een soort antimicrobiële stof zou produceren', zegt Penick. 'In plaats daarvan lijkt het erop dat veel soorten alternatieve manieren hebben gevonden om infectie te voorkomen die niet afhankelijk is van antimicrobiële chemicaliën.'

Dit is nog steeds voorlopig onderzoek, noteren de auteurs van de studie, en werd beperkt door het gebruik van één enkel bacterieel middel. Er zal meer onderzoek nodig zijn om te zien hoe mieren reageren op een breder scala aan bacteriële pathogenen, merken ze op.

11. Mieren kunnen tot 5000 keer hun lichaamsgewicht optillen

Microschaalstructuren in de nek van mieren helpen hen tot 5000 keer hun lichaamsgewicht op te tillen. (Foto: Shutterstock)

Je hebt misschien gehoord dat mieren 10, 50 of 100 keer hun eigen lichaamsgewicht kunnen dragen. Elk van deze zou indrukwekkend zijn, zelfs als veel van hun kracht te danken is aan hun kleine lichamen. Maar volgens een onderzoek uit 2014 kunnen mieren eigenlijk veel meer tillen dan we dachten: maar liefst 3.400 tot 5.000 keer hun eigen lichaamsgewicht.

"Mieren zijn indrukwekkende mechanische systemen - werkelijk verbazingwekkend", zei co-auteur en hoogleraar engineering aan de Ohio State University Carlos Castro in een verklaring. 'Voordat we begonnen, maakten we een ietwat conservatieve schatting dat ze wel 1000 keer hun gewicht zouden kunnen dragen, en het bleek veel meer te zijn.'

Om de kracht van mieren te beoordelen, beeldden onderzoekers de nek van de insecten af ​​met een micro-CT-machine en plaatsten ze in een speciaal ontworpen centrifuge. (Ze gebruikten Allegheny-heuvelmieren, een veel voorkomende Amerikaanse soort die niet bepaald bekend staat om zijn kracht.) Terwijl de centrifuge de druk van een zware belasting simuleerde, onthulden de micro-CT-scans hoe de mieren zoveel gewicht dragen: elk deel van het hoofd -nek-borstgewricht heeft een andere textuur, met kleine structuren die lijken op bultjes en haren.

Deze microschaalstructuren 'kunnen de manier regelen waarop het zachte weefsel en het harde exoskelet samenkomen, om stress te minimaliseren en de mechanische functie te optimaliseren', zei Castro. 'Ze kunnen wrijving veroorzaken of het ene bewegende deel tegen het andere schoren.'

12. Mieren kunnen menselijke boeren helpen geld te verdienen

Weversmieren kunnen niet alleen boomgewassen beschermen tegen ongedierte, maar kunnen ook de kwaliteit van de producten ten goede komen. (Foto: Rushen / Flickr)

Mensen zien mieren vaak als ongedierte. Maar volgens een onderzoek uit 2015 kunnen bepaalde soorten mieren landbouwplagen net zo efficiënt bestrijden als synthetische pesticiden, met als bonus dat ze kosteneffectiever en over het algemeen veiliger zijn.

De review omvatte meer dan 70 studies over tientallen gewasplagen, voornamelijk gericht op de effecten van een tropisch, boombewonend geslacht dat bekend staat als weversmieren. Omdat ze in het bladerdak van hun gastheerbomen leven, in de buurt van het fruit en de bloemen die bescherming nodig hebben, hebben weversmieren een natuurlijke neiging om plaagpopulaties in boomgaarden te bestrijden.

Een studie vond 49 procent hogere opbrengsten in cashewbomen die worden bewaakt door weversmieren dan in met pesticiden behandelde bomen. Boeren kregen ook cashewnoten van hogere kwaliteit van bomen met mieren, wat resulteerde in een 71 procent hoger netto-inkomen. Niet alle gewassen zagen zulke dramatische resultaten, maar studies naar meer dan 50 plagen suggereerden dat mieren gewassen, waaronder cacao, citrus en palmolie, minstens zo effectief kunnen beschermen als pesticiden.

En tuinbouwhulp is niet beperkt tot weversmieren. Veel mierensoorten kunnen boeren, tuinders en huiseigenaren ten goede komen, ondanks hun voorliefde voor het beschermen van sapzuigende bladluizen. Mieren creëren en beluchten bijvoorbeeld grond en gezonde populaties inheemse mieren kunnen verschillende plagen zoals vliegen, vlooien en kakkerlakken reguleren.

13. Kolonies gebruiken arbeidsverdeling

Wetenschappers weten al jaren dat mieren goed samenwerken, of het nu gaat om het bouwen van bruggen of het verzamelen van voedsel. Maar waarom lijkt het erop dat mieren nooit met elkaar concurreren om te overleven zoals andere dieren of zelfs mensen?

Een team van onderzoekers van de Rockefeller University bestudeerde 40 dagen lang groepen klonale raider-mieren in een laboratorium om hun arbeidsverdeling te observeren. Ze kozen dit soort mieren omdat ze geen koningin hebben en zich ongeslachtelijk kunnen voortplanten, wat betekent dat de vrouwelijke mieren eieren kunnen leggen zonder bevrucht te worden.

De onderzoekers namen verschillende kolonies en schilderden er ter identificatie gekleurde stippen op. De grootte van de kolonies varieerde van één tot 16 mieren met dezelfde hoeveelheid larven. De onderzoekers merkten op dat hoe groter een kolonie was, hoe meer arbeidsverdeling er was - zelfs voor een kolonie met slechts zes mieren.

'Men zou kunnen aannemen dat dergelijke individuen in ieder geval in eerste instantie zouden moeten concurreren om middelen, in plaats van taken te verdelen en elkaar aan te vullen. Maar hier laten we zien dat zelfs kleine groepen van zeer vergelijkbare individuen het veel beter kunnen dan individuen alleen, en die divisie van de bevalling kan vrijwel onmiddellijk op een zelfgeorganiseerde manier ontstaan, 'vertelt Daniel Kronauer, co-auteur van de studie en hoogleraar sociale evolutie aan de Rockefeller University, aan Inverse. 'Dat is niet per se wat ik had verwacht, en het impliceert dat het leven in een groep vrij gemakkelijk kan evolueren.'

Het team concludeerde dat de mieren niet noodzakelijk individueel, zeer intelligent gedrag vertoonden, maar eerder gelijk verdeelde probleemoplossende vaardigheden.

'Wat dat betekent, is dat de fascinerende eigenschappen die we op groepsniveau waarnemen, voortkomen uit lokale interacties tussen vrij eenvoudige individuen en hun omgeving', zegt Kronauer. 'Geen enkele mier heeft een masterplan van wat de kolonie zou moeten doen.'

***

De voor- en nadelen van mieren verschillen sterk per soort en omgeving - Argentijnse mieren zijn bijvoorbeeld op veel plaatsen invasieve plagen, maar een belangrijke inheemse soort in sommige Zuid-Amerikaanse bossen. De meeste mieren profiteren op zijn minst indirect van mensen in hun natuurlijke leefomgeving, met moeilijk te zien banen zoals karnende grond en het verspreiden van plantenzaden. Ze kunnen ons ook helpen onze technologie een boost te geven met biomimicry, van collectief gedrag dat zwermrobotica informeert tot nekgewrichten die sterkere ruimtevaartuigen inspireren.

Wat de context ook is, één ding is zeker: het is een vergissing om mieren over het hoofd te zien.

Noot van de redactie: dit verhaal is bijgewerkt sinds het oorspronkelijk werd gepubliceerd in april 2016.

Verwante Artikelen