장식 재료 과학자들이 개미의 턱이 작동하는 방식에 대한 새로운 메커니즘을 발견했습니다. 과학자들은 개미의 턱 증폭기가 어떻게 작동하는지 알아냈습니다.

과학자들이 개미의 턱이 작동하는 방식에 대한 새로운 메커니즘을 발견했습니다. 과학자들은 개미의 턱 증폭기가 어떻게 작동하는지 알아냈습니다.

개미집의 주민들은 다음과 같이 나뉩니다. 4개 그룹:

  1. 여성(여왕)- 개미집의 창시자로서 그들의 기능은 알을 낳는 것입니다. 개미는 군집에 단 한 마리의 암컷 여왕개미만을 두고 조심스럽게 보호하고, 먹이를 주고, 양육합니다.
  2. 남성.그들은 교미 후 얼마 후에 죽습니다(주요 기능).
  3. 일개미(채집꾼). 그들의 책임에는 모든 가족 구성원을 돌보고, 음식을 배달하고, 적의 공격으로부터 개미집을 보호하는 것이 포함됩니다.
  4. 애벌레.미래의 자손. 유충은 스스로 먹이를 먹을 수 있는 유형과 먹이를 필요로 하는 유형의 2가지 유형으로 나뉩니다. 후자의 종들이 우세하며, 성체 개미는 자신의 식도에서 반쯤 소화된 먹이를 유충에게 먹입니다.

이 대가족 전체가 필요로 하는 것은 엄청난 양음식. 개미는 무엇을 먹나요?

구강기구

구강기구이 곤충들 속에 "갉아 먹다"입에는 다음이 포함됩니다.

  • 윗입술 (음순);
  • 바닥을 망치다 (음순);
  • 하악골 (턱).

유형에 따라 윗턱 (하악)그리고 더 낮은 (상악)은 다음과 같을 수 있습니다:크고 작으며, 뭉툭하고 매우 날카로우며, 들쭉날쭉하고 단순히 매끄러우며, 닫히고 겹쳐집니다. 하악골은 입을 다물고 있어도 독립적으로 작동할 수 있는 능력이 있습니다.

언더립 미각을 담당하는 기관인 혀가 있고,개미가 몸을 청소하는 데에도 사용합니다.

음식

개미 - 잡식성 곤충.그들의 식단은 종과 서식지에 따라 다릅니다.

따뜻한 계절에는 일개미가 매일 식량 공급을 수행합니다. 추운 날씨에는 모든 것이 다르게 발생합니다. 개미 가족의 많은 종은 동면하지 않으므로 가을에는 집을 음식으로 가득 채워 추운 계절에 침착하게 살아남을 수 있습니다.

참조!개미는 자신의 길을 가로막는 모든 것을 집으로 끌어들이는 것을 좋아합니다. 그리고 나서야 음식이 개미집 주민들에게 분배됩니다. 모든 사람의 취향에 맞게.

분포는 다음과 같습니다.

  • 애벌레.그들은 작은 곤충의 잔해, 다양한 해충의 알과 같은 단백질 식품을 먹습니다. 국내 (파라오) 개미에 대해 이야기하고 있다면 유충은 종종 집 주인의 식탁 (고기, 계란, 코티지 치즈, 치즈)에서 음식을 받고 때로는 개미의 먹이가 국내 바퀴벌레가됩니다. 세대도 즐겁게 먹습니다.
  • 일개미.힘을 유지하려면 영양가 있고 에너지가 풍부하며 쉽게 소화되는 탄수화물 식품이 필요합니다. 이들은 과일과 열매의 펄프, 씨앗, 견과류, 뿌리 및 식물 주스입니다. 집에 정착한 그들은 행복하게 설탕과 꿀을 먹습니다. 개미가 가장 좋아하는 별미는 단물(갑작스러운 온도 변화에 개미가 분비하는 식물 주스)과 단물(진딧물의 설탕 젖)입니다.
  • 자궁.그녀의 식단의 기본은 단백질입니다. 많은 종에서 여왕개미를 위한 음식은 일개미가 씹어 먹기 편리한 형태로 여왕개미에게 공급합니다.

참조!빨간 머리에 숲 개미단물과 이슬은 전체 식단의 거의 60%를 차지합니다.

그들은 진딧물(젖소)을 조심스럽게 보호하고, 나무의 어린 새싹에 번식시키고, 겨울 동안 개미집으로 가져갑니다.

식사개미 자주, 하루에 여러 번.

개미는 종류에 따라 먹습니다.


다양한 식단보다 1~2가지 일정한 제품을 선호하는 미식가 개미 종이 있습니다.

  • 잎꾼개미. 이 종의 곤충은 집에서 나무 잎을 모아 조심스럽게 씹어 죽을 만들어 특별한 방에 넣습니다. 따뜻한 잎 덩어리로 나옵니다. 빠른 개발나뭇잎꾼이 먹는 버섯. 잎사귀 자체는 연약한 위장에 비해 너무 거칠기 때문에 섭취하기에 적합하지 않습니다.
  • 센트로멕스.그들은 흰개미만을 먹습니다.
  • 드라큘라.이 개미는 자신의 애벌레의 주스를 ​​빨고 후자는 이것으로 인해 많은 고통을받지 않습니다. 성충이 잡기에 종사하고 있습니다. 큰 곤충: 거미, 지네, 스스로 먹지 않고 젊은 세대에게 먹이를줍니다.
  • 수확기 개미.그들은 말린 식물의 씨앗을 먹습니다. 이 음식은 소화가 잘 되지 않기 때문에 곤충들은 강한 턱으로 그것을 갈아서 펄프로 만듭니다.
  • 목수 개미. 이 종의 탄수화물 공급원은 나무 껍질이 손상된 곳에서 방출되는 나무 수지입니다.
  • 포네린스. 이것은 전체 하위 가족입니다. 각 종은 특정 해충을 먹고 삽니다. 그들은 당연히 산림 질서라고 불립니다.

사진

유용한 영상

이 비디오에서는 곤충의 영양에 대해 자세히 알아봅니다.

미르모테라스 개미

애드리안 스미스/유튜브

미국 과학자들은 Myrmoteras 속 개미의 턱 작동 메커니즘을 연구했습니다. 이를 위해 그들은 하악골을 사용하여 먹이를 포획하는 동안 미르모더스(Myrmotheras)의 두 식민지 대표자들을 비디오로 녹화하고 그들의 내부 및 외부 구조. 과학자들은 미르마테라가 0.62밀리초 안에 턱을 닫을 수 있으며 충격력을 증가시키는 메커니즘이 동종 중에서 독특하다는 사실을 발견했습니다. 잡지에 실린 기사 실험 생물학 저널.

속도는 동물계에서 생존의 기본 측면 중 하나이며, 식량을 얻고 적으로부터 탈출하는 데 도움이 됩니다. 속도는 대부분 사지의 근육 잠재력에 의해 제한되지만 일부 동물에서는 진화 과정에서 힘을 높이기 위해 특별한 메커니즘이 개발되었습니다. 예를 들어, 파워업 메커니즘을 통해 사마귀 게는 매우 강력한 다리를 갖게 되어 빠르게 움직이고 효과적으로 적을 공격할 수 있습니다. 일부 개미 종은 이러한 메커니즘을 사용하여 외부 아래턱(아래턱)의 강도를 강화하여 먹이를 잡거나 적으로부터 숨을 수 있습니다. 네 가지 중 유명한 속그러한 메커니즘을 가진 개미 중에서 가장 덜 연구된 속은 Myrmotheras 속(lat. 미르모테라스), 동남아시아에 거주합니다.

저자 새 직업 Myrmotheras 개미의 하악골 강화를 담당하는 운동 속도와 근육 메커니즘을 연구했습니다. 촬영 중 하악의 움직임은 초당 5만 프레임의 속도로 촬영하는 고속 비디오 카메라를 이용하여 촬영하였으며, 컴퓨터미세단층촬영(x-ray microtomography)을 이용하여 하악 보강 기전의 내부 및 외부 구조를 연구하였으며, 입체현미경 사후.

하악의 움직임 속도를 분석한 결과, 차분한 상태미르모테라스는 턱을 280도 열어두고 먹이를 잡을 때 평균 0.62밀리초 안에 턱을 닫으며 하악의 힘 대 질량 비율은 21kW/kg입니다. 이 수치는 "강화" 하악골(odontomachus)을 가진 다른 개미 속보다 거의 2배 적습니다. 그러나 과학자들에 따르면 이러한 힘과 속도는 myrmotheras가 효과적으로 사냥하기에 충분하며 속도와 힘 자체는 다음과 같이 설명됩니다. 그들의 하악골은 오돈토마쿠스의 하악골보다 길고 얇다는 사실입니다.

내부 분석 및 외부 형태닫힌 상태와 열린 상태의 하악골은 증폭 메커니즘의 구조와 작동을 드러내는 데 도움이 되었습니다. 따라서 개미의 하악골은 키틴질 덮개 인 apodeme의 도움으로 머리의 근육 구조에 부착됩니다. 하악의 움직임을 담당하는 두 그룹이 있습니다: 열림과 닫힘. 닫는 근육 그룹은 개미 머리 전체 부피의 4분의 1을 차지하며 두 부분으로 나뉩니다. 자주 수축하는 근육 조직으로 구성된 "빠른" 닫는 근육과 수축하는 근육 조직으로 구성된 "느린" 근육 조직입니다. 더 천천히 계약하세요.


myrmotheras 개미의 머리 구조. 빨간색은 "느린" 닫힘 근육, 파란색은 "빠른" 근육, 흰색은 열림 근육, 금색은 정점입니다. 보라색은 하악을 나타냅니다.

Larabeeet al. / 실험생물학저널 2017

과학자들은 개미 머리 뒤쪽에 위치한 스프링 메커니즘이 증폭 메커니즘을 담당한다는 사실을 발견했습니다. 느린 트 위치 근육 조직은 스프링 메커니즘을 "충전"하고 빠른 트 위치 근육 조직은 스프링 메커니즘을 시작합니다. 하악을 강화하기 위한 이러한 복잡한 메커니즘은 독특합니다. 유사한 개미 종의 다른 대표자는 주로 닫히는 근육과 열리는 근육이라는 두 개의 별도 근육으로 구성된 비 스프링 메커니즘을 가지고 있습니다.

다른 개미인 오돈토마쿠스(odontomachus)가 어떻게 하악골을 사용하여 우리 개미의 적으로부터 탈출하는지 읽을 수 있습니다.

엘리자베타 이브투쇼크

포식자-피식자 관계에서 동물의 주요 진화적 이점이 속도라면 곤충에서는 모든 것이 약간 다릅니다. 따라서 개미에게 잡힐 경우 스스로 빠져나올 수 있는 잠재적 희생자는 거의 없습니다. 그것은 모두 하악골 또는 하악골에 관한 것입니다. 이것이 바로 이 곤충의 강력한 턱이라고 불리는 것입니다.

미르모테라스 개미는 자신들만의 하악 메커니즘을 개발했습니다.
사진: 스티브 샤턱(Steve Shattuck)

연구자들은 오랫동안 개미 턱의 메커니즘을 관찰해 왔습니다(심지어 이와 관련된 놀라운 발견도 했습니다). 덫 턱을 가진 다양한 개미 그룹이 소위 걸쇠와 스프링을 갖춘 복잡한 쥐기 시스템을 독립적으로 개발했다는 ​​것이 이전에 확립되었습니다.

그러나 밝혀진 바에 따르면, 과학자들은 여전히 ​​모든 것을 알지 못합니다. 처음으로 스미소니언 국립자연사박물관 팀이 개미개미의 아래턱을 자세히 관찰했습니다. 미르모테라스. 이 곤충은 야생에서는 매우 드물며, 실험실 조건그들은 사실상 살아남을 수 없습니다.

그럼에도 불구하고 연구자들은 한동안 이 개미들의 여러 군집을 관찰할 수 있었고 그 결과 놀라운 발견: 하악 미르모테라스그들은 다른 모든 개미와 완전히 다르게 작동합니다.

"이건 아주 흥미로운 예수렴진화라고 연구 그룹의 책임자인 Fredrick Larabee는 말합니다. "연구된 그룹은 친척들과 완전히 독립적으로 자체 메커니즘을 진화시켰습니다."

개미 미르모테라스열대 지방에 산다 동남아시아주로 스프링 테일을 먹습니다. 위험 할 경우 매우 빨리 숨어 벼룩처럼 뛰어 내릴 수있는 작은 절지 동물입니다. 사냥할 때 개미는 턱을 벌려(약 280도 각도로) 탄성 에너지를 보존하는 데 도움이 됩니다. 턱을 열고 닫는 데는 말 그대로 1초도 걸리지 않습니다.

이러한 "1초의 몇 분의 1"이 얼마나 오래 지속되는지 정확히 이해하기 위해 생물학자들은 먼저 현미경으로 곤충을 연구한 다음 마이크로 컴퓨터 단층 촬영, 초당 최대 50,000프레임을 캡처하는 고속 카메라 등 여러 관찰 방법을 결합했습니다. X선을 사용하여 물체의 내부 구조를 보여주는 3차원 시각화 시스템입니다. 그 결과는 아래 제시된 하악 운동 모델이었습니다.

계산에 따르면 개미의 하악이 한 번 움직이는 데는 약 0.5밀리초밖에 걸리지 않습니다. 이는 우리가 눈을 깜박이는 것보다 700배 빠릅니다. 최대 속도턱 움직임 미르모테라스시속 80km였다. 이것은 개미에 대한 기록을 세우지 않습니다. 일부 개인은 속도가 두 배입니다.

그러나 연구원들에 따르면 개미류는 점심을 잡기 위해 초고속이 필요하지 않습니다. "그들은 먹이보다 더 빠르기만 하면 됩니다. 스프링테일의 경우 꽤 빠릅니다."라고 Larabee는 설명합니다.

그에 따르면 가장 흥미로운 것은 하악의 움직임 속도가 아니라 메커니즘 자체였습니다. 스캔 결과를 연구하면서 연구원들은 개미 아래턱 관절의 구조라는 한 가지 특징을 발견했습니다. 미르모테라스다른 사람들과 크게 다릅니다. 그들은 머리 뒤쪽에 스냅 그립 전에 압축되는 작은 "칼날"을 가지고 있어 잠재적 에너지 스프링처럼 작용합니다. 그런 다음 "방아쇠" 근육이 턱을 풀고 이로 인해 모든 에너지가 방출됩니다.

아래턱을 제어하는 ​​근육은 파란색, 빨간색, 흰색으로 강조 표시됩니다(보라색으로 표시).

"근육 배열과 턱 기능이 지금까지 연구된 다른 침입개미와 완전히 다르다는 것은 흥미롭습니다. 이는 이 시스템의 완전히 독특한 진화인 것으로 보입니다."라고 Larabee는 결론지었습니다.

그의 팀은 이러한 메커니즘을 추가로 연구할 계획입니다. 특히 저자는 어떻게 해야 하는지에 관심이 있다. 다양한 시스템피해자를 체포하는 속도 및 효율성과 관련이 있습니다.

상세 설명특이한 개미와 그들의 하악골은 Journal of Experimental Biology에 게재되었습니다.

개미는 외로움을 인식하지 못하고 무리를 지어 살아가는 곤충이다. 앤트힐은 지하 주거, 어느 것 많은 수의카메라 그들은 통로로 서로 연결되어 있습니다. 개미집 꼭대기에는 새끼를 키우기 위해 개미더미를 쌓습니다. 그들은 또한 썩은 나무와 그루터기에 정착하여 편안한 생활을 위해 조경합니다.

개미에 관한 비디오:

개미의 생활 : 식민지 구성원에 대한 설명

개미집의 주민들은 네 그룹으로 나뉜다. 그들은 다음과 같이 나뉩니다:

  • 개미집의 창시자인 암컷(여왕).그들의 주요 기능은 알을 낳는 것입니다. 안에 개미 식민지암컷 여왕개미는 단 한 명뿐이고, 그녀의 개미들은 그녀를 성실하게 보호하고 먹이를 주고 돌봅니다.
  • 수컷은 짝짓기 후 얼마 후에 죽습니다.그들의 기능은 출산하는 것입니다.
  • 가족 모두를 돌보고, 음식을 배달하고, 적의 공격으로부터 집을 보호할 의무가 있는 일하는 개미(수집꾼).
  • 애벌레 - 미래의 자손.

개미에 관한 흥미로운 사실:

구강 장치

개미는 갉아먹는 입 부분을 가지고 있습니다. 그것은 다음으로 구성됩니다:

  • 윗입술(순);
  • 아랫입술(음순);
  • 하악(턱).

위턱(하악)과 ​​아래턱(상악)의 유형은 개미의 유형에 따라 다릅니다.

참조:턱은 입을 다물고 있어도 독립적으로 작동할 수 있습니다. 아랫 입술에는 미각 기관 역할을 하는 목젖이 있어 곤충이 몸을 정화하는 데 사용합니다.

  • 크거나 작거나;
  • 둔하거나 매우 날카롭습니다.
  • 치아가 있든 없든;
  • 연동 또는 브리징.

개미는 무엇을 먹나요?

개미는 잡식성 곤충입니다. 그들의 음식 선호도는 종과 서식지에 따라 결정됩니다. 따뜻한 계절에는 먹이를 찾는 사람들이 매일 음식을 공급합니다. 추운 날씨가 시작되면 모든 것이 변합니다. 개미과의 대부분의 종은 동면하지 않으므로 가을 기간식량을 최대한 비축합니다. 이렇게 하면 추운 시기에도 쉽게 살아남을 수 있습니다.

참조:곤충은 길을 따라 만나는 거의 모든 것을 개미집으로 끌어들입니다.

개미는 종류에 따라 먹습니다.

개미집에서는 주민들에게 음식이 분배됩니다. 음식은 다음과 같이 배포됩니다.

  • 유충은 단백질 식품을 얻습니다. 작은 곤충의 잔해, 다양한 해충의 알;

참조:집개미(파라오개미)의 유충은 주인의 식탁(고기, 계란, 코티지 치즈, 치즈)에서 음식을 얻는 경우가 많으며, 자라나는 새끼는 주저하지 않고 프로이센 바퀴벌레를 먹습니다.

  • 힘을 유지하려면 일하는 개미는 에너지가 풍부하고 소화가 잘 되는 탄수화물 음식을 섭취해야 합니다. 그들은 과일과 열매, 씨앗, 견과류, 뿌리 및 식물 주스의 펄프를 먹습니다. 남의 집에 살면 설탕과 꿀을 마음껏 먹습니다. 개미의 디저트에는 단물(갑작스러운 변화가 발생할 때 분비되는 식물의 수액)이 포함됩니다. 온도 체계) 및 단물(진딧물의 설탕유);
  • 자궁 식단의 기본은 단백질입니다.음식은 씹은 형태로 그녀에게 전달됩니다.

참조:숲개미의 먹이는 거의 60%가 단물과 이슬로 이루어져 있습니다. 그들은 젖소를 조심스럽게 보호하고 번식시킨 다음 겨울 동안 개미집으로 데려갑니다.

얼마나 자주 먹나요? 아니면 겨울에는 무엇을 먹나요?

개미는 매우 움직이고 민첩한 곤충입니다. 그들은 사회적 생활 방식을 이끌 수 있기 때문에 두뇌와 같은 것을 가지고 있습니다. 그들은 하루에 여러 번 먹습니다. 일하는 개미는 음식을 찾아 집으로 배달하며, 자신도 그것을 먹습니다. 개미집에 있는 사람들은 수집한 물품을 먹습니다.

참조:이 곤충은 먹이 없이 오랫동안 생존할 수 있습니다. 겨울철, 그러나 저체온증인 경우에만 해당됩니다.

러시아 북부에 사는 개미는 음식 없이 거의 9개월 동안 활동을 멈춘 상태로 있습니다. 대부분의 종은 이에 속하지 않습니다. 겨울 기간최대 절전 모드로 들어가 계속 활동합니다. 그들은 미리 수집된 물품을 먹습니다.

좁은 식품 전문화의 예

이 곤충 중 일부 종은 진정한 미식가이며 다양한 식단 대신 좋아하는 요리를 선호합니다.

  • 잎사귀는 나무 잎을 저장하여 미리 씹어 펄프로 만듭니다.곰팡이는 매우 빠르게 자라며 잎사귀가 그것을 먹습니다. 그들은 위가 거친 섬유질을 먹을 만큼 섬세하기 때문에 잎을 삼키지 않습니다.
  • Centromyrmex는 다른 음식을 섭취하지 않고 흰개미만 먹습니다.
  • 포네린 아과 각각은 자신이 가장 좋아하는 해충을 먹고 삽니다.
  • 드라큘라는 그러한 행동으로 전혀 고통받지 않는 자신의 애벌레 주스를 마신다.성체는 큰 거미, 지네 및 기타 곤충을 잡아서 저장합니다. 그들은 자라나는 자손의 식단을 형성합니다.
  • Woodworms는 탄수화물 공급원인 수지를 좋아합니다.껍질이 손상된 나무에서 방출됩니다.
  • 수확자는 말린 식물의 씨앗을 선호합니다.완벽하게 소화되기 위해 강한 턱의 도움으로 펄프가 될 때까지 갈아줍니다.

애벌레는 무엇을 먹나요?

유충은 두 가지 유형으로 나뉩니다.

  • 음식을 먹을 수 있다.
  • 먹이가 필요한 사람들.

첫 번째 종은 죽은 곤충과 기타 단백질 식품을 먹습니다. 두 번째 종은 성인의 식도에서 반 소화된 음식을 먹습니다.

개미는 특별한 생물입니다. 숲에 큰 이익을 가져다주는 정력적인 일꾼: 토양을 느슨하게 하고 해충을 파괴합니다. 그들은 묘목, 잎, 익은 뿌리 작물을 먹기 때문에 정원사 및 채소 정원사에게 심각한 피해를 줄 수 있습니다. 개인 음모, 개인의 집에 있는 식량 공급도 마찬가지입니다.



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