13 semut yang luar biasa semut

Semut telah wujud sejak Tempoh Kretaseus, berkembang selama 100 juta tahun sebelum merosakkan berkelah tunggal. Mereka bukan sahaja selamat daripada asteroid yang membunuh dinosaur; mereka merebak dari hutan tropika untuk menakluk dunia.

Hari ini, sehingga 10 semipat belas semut masih hidup di Bumi pada bila-bila masa. Jumlah biomas mereka kira-kira sama dengan semua 7.4 bilion manusia disatukan, dan mereka wujud hampir di mana-mana, kecuali - ironinya - Antartika.

"Semut ada di mana-mana, tetapi hanya kadang-kadang perasan, " ahli biologi EO Wilson menulis dalam "The Ants, " buku yang memenangi Pulitzer pada tahun 1991 mengenai serangga. "Mereka menjalankan banyak dunia daratan sebagai pemuka tanah utama, penyalur tenaga, dominasi fauna serangga - namun hanya menerima sebutan dalam buku teks mengenai ekologi."

Walaupun selepas semua ini, kami masih menggali rahsia baru mengenai semut. Untuk melihat sekilas mereka, berikut adalah beberapa perkara yang paling menakjubkan yang kami tahu ... setakat ini.

1. Koloni semut bertindak sebagai 'superorganisma'

Koloni semut sering digambarkan sebagai superorganisma, dengan setiap semut bertindak seperti sel. (Foto: Matt MacGillivray / Flickr)

"Semut individu adalah bersamaan dengan neuron di otak anda - masing-masing tidak banyak mengatakannya, tetapi dalam gabungan mereka boleh mendapat banyak perkara, " kata ahli entomologi Mark Moffett kepada LiveScience pada tahun 2014. Koloni semut dianggap " superorganisma, "menggabungkan gerombolan pekerja individu untuk bertindak sebagai sebahagian daripada entiti yang lebih besar, lebih kuat.

Dalam satu kajian pada tahun 2015, penyelidik menguji idea ini dengan melihat bagaimana koloni semut bereaksi terhadap penculikan pengakap dan pekerja. Semut tidak suka dalam kedua-dua kes, tetapi jawapan mereka berbeza bercakap jumlah. "Apabila pengakap dipindahkan dari pinggir, 'senjata' koloni ditarik kembali ke sarang, " kata penulis kajian itu dalam satu kenyataan. "Namun, apabila semut dikeluarkan dari pusat sarang itu sendiri, seluruh koloni melarikan diri, mencari suaka di lokasi baru."

Apakah maksud ini? Sekiranya koloni adalah superorganisma, senario pertama adalah seperti memulihkan tangan anda selepas membakarnya di atas dapur, kata para penyelidik, sementara yang kedua adalah seperti melarikan diri api rumah. "Ini menunjukkan bahawa tanah jajahan bertindak balas secara berbeza, tetapi dalam cara yang terselaras, kepada pelbagai jenis predasi, " mereka menulis. "Penemuan kami memberi sokongan kepada konsep superorganisma, kerana seluruh masyarakat bertindak balas seperti organisme tunggal akan bertindak balas terhadap serangan di bahagian-bahagian tubuh yang berlainan."

2. Semut boleh membentuk jambatan hidup

Selain menjadi pembina pakar, sesetengah semut juga bahan binaan yang sangat baik. Dalam video di atas, semut tentera mempamerkan keupayaan mereka yang luar biasa untuk membuat jambatan hidup dengan memegang tangan masing-masing ketika mereka meregangkan jurang. Mereka juga memantau aliran semut semut di belakang mereka, menurut kajian pada tahun 2015, menyesuaikan saiz dan bentuk jambatan dalam masa nyata untuk memaksimumkan kecekapan. Jika terlalu banyak semut menyertai jambatan, contohnya, terlalu sedikit yang boleh ditinggalkan untuk membawa makanan di seberangnya.

"Semut-semut ini melakukan perhitungan kolektif. Di peringkat seluruh tanah jajahan, mereka mengatakan mereka mampu banyak semut ini terkunci di jambatan ini, tetapi tidak lebih dari itu, " kata penulis bersama Matthew Lutz, seorang pelajar siswazah dalam bidang ekologi dan biologi evolusi di Princeton University, dalam satu kenyataan. "Tidak ada semut tunggal yang mengawasi keputusan itu; mereka membuat pengiraan itu sebagai tanah jajahan."

3. Semut juga boleh membentuk bot hidup

Oleh kerana semut api hidup di bawah tanah, banjir adalah senario mimpi buruk. Tetapi bukannya berselerak dengan panik, mereka mengendalikan banjir dengan mengubah seluruh tanah jajahan menjadi rakit yang hidup.

Satu lapisan semut membentuk pangkalan, mengunci bersama-sama dengan ketat untuk membentuk meterai ketat air yang mengejutkan sukar untuk tenggelam, seperti video di atas menggambarkan. Semut api boleh memasang diri mereka seperti ini dalam masa 100 saat, dan jika perlu, mereka boleh kekal dalam pembentukan rakit selama berminggu-minggu sehingga banjir turun.

4. Semut berkerumun seperti logam cecair

Apa yang membuat jemaah semut begitu kukuh dan fleksibel? Menurut kajian pada tahun 2015, rahsia mereka sebahagiannya disebabkan oleh keupayaan untuk berkelakuan sama ada pepejal atau cecair.

Penyelidik di Georgia Tech menjatuhkan ribuan semut kebakaran ke dalam rheometer, sebuah mesin yang menguji tindak balas bahan solid atau cecair seperti makanan, losyen atau plastik cair. Semut menunjukkan "tingkah laku viscoelastic, " dari rintangan musim semi apabila ditekan ringan ke aliran seperti bendalir apabila tekanan bertambah. Berat satu sen, contohnya, meminta semut dalam video di atas untuk melepaskan secara ringkas, sejenis molekul air. Sebaik sahaja penny melewati, bagaimanapun, mereka bergabung sebagai pepejal.

"Jika anda memotong roll makan malam dengan pisau, anda akan berakhir dengan dua keping roti, " kata pengarang bersama David Hu, seorang profesor kejuruteraan di Georgia Tech. "Tetapi jika anda memotong longgokan semut, mereka hanya akan membiarkan pisau mengalir, kemudian pembaharuan di sisi lain, seperti logam cecair - seperti adegan itu dalam filem 'Terminator'."

5. Semut bercakap dengan bau

Semut boleh menggabungkan feromon yang berbeza untuk meningkatkan kekhususan mesej kimia mereka. (Foto: Shutterstock)

Tanah jajahan boleh merangkumi berjuta-juta semut, tetapi permaisuri tidak mempunyai sistem interkom untuk menangani tentera mereka, dan semut tidak dapat menyuarakan suara. Jadi bagaimana mereka menyelaraskan semua tingkah laku kolektif mereka? Media sosial? (Antstagram, mungkin?)

Semut mempunyai bahasa, walaupun tidak seperti yang kita lakukan. Walaupun manusia bergantung pada suara dan gerak isyarat, semut masuk akal dengan membuat aroma. Pheromones adalah mod komunikasi utama mereka, masing-masing mengandungi mesej bau yang semut lain di koloni boleh dibaca dengan antena mereka. Mereka menyampaikan pelbagai maklumat dengan cara ini, dan bahkan boleh menggabungkan aroma atau menggunakan pelbagai pheromone untuk menambah terperinci.

Pengakap yang mencari makanan meletakkan "jejak bau" untuk membantu nestmatesnya, contohnya, dan ketika mereka membawa potongan ke rumah, mereka dapat menambah bau untuk menguatkan isyarat. Ketika sumber makanan berkurang, mereka dapat mengubah pesanan itu lagi dengan melepaskan bau yang kurang dan kurang dalam perjalanan kembali, menyelamatkan semut yang lain tanpa kenaikan dengan memperlihatkan kemasukan masa nyata tentang berapa banyak makanan yang tersisa. Pheromones digunakan untuk tujuan lain yang banyak, juga, dari mengenal pasti pangkat dan status kesihatan untuk menghidu penyusup.

6. Semut bercakap dengan bunyi juga

Semut mungkin tidak mempunyai aksi suara, tetapi itu tidak bermakna mereka berdiam diri. Seperti jangkrik dan belalang, sesetengah semut mampu "stridulation, " atau membuat bunyi bising dengan menggosok bahagian badan khusus bersama-sama. Semut dalam genus Myrmica, sebagai contoh, mempunyai lonjakan pada perut mereka yang memancarkan bunyi apabila mereka memukul dengan kaki.

Ini seolah-olah menjadi panggilan untuk membantu, menurut kajian 2013, yang mendapati bahawa semut lain bertindak balas dengan bunyi dengan "tingkah laku yang baik." Semut tidak mempunyai telinga, tetapi masih boleh "mendengar" dengan menggetarkan getaran di tanah dengan kaki dan antena mereka. Anda boleh mendengar bunyi di klip video di atas.

Antena antena boleh menghantar atau menerima data

Semut boleh menggunakan antena mereka untuk menghantar serta menerima mesej, saintis telah belajar. (Foto: Shutterstock)

Komunikasi antena terkenal, tetapi kami masih banyak belajar mengenainya. Pada bulan Mac 2016, misalnya, penyelidik dari Universiti Melbourne mendapati bahawa semut tidak hanya menerima maklumat melalui antena mereka, tetapi boleh menggunakannya untuk menghantar isyarat keluar juga. Ini dilaporkan bukti pertama antena yang berfungsi sebagai alat komunikasi dua hala, bukan hanya sebagai penerima.

"Antena semut adalah organ ketua organ mereka, tetapi sehingga kini kita tidak pernah tahu bahawa mereka juga boleh digunakan untuk menghantar maklumat, " penulis kajian dan Ph.D. pelajar Qike Wang berkata dalam siaran akhbar. "Sama seperti orang lain, kami mengandaikan bahawa antena hanya reseptor, tetapi alam semula jadi masih boleh mengejutkan kita."

8. Semut mula bertani sebelum manusia wujud

Banyak spesies semut melindungi, aphids kawanan dan susu 'untuk madu manis yang mereka hasilkan. (Foto: Shutterstock)

Semut adalah antara haiwan yang sangat kecil yang dikenali untuk menanam tanaman dan ternakan, kemahiran yang dikuasai mereka lebih daripada 50 juta tahun yang lalu. ( Homo sapiens, dengan perbandingan, berkembang kira-kira 200, 000 tahun yang lalu dan hanya memulakan pertanian dalam 12, 000 tahun yang lalu.)

Sekurangnya 210 spesies semut adalah petani kulat, mengunyah bahan organik untuk menyuburkan tanaman. Kebanyakan, dikenali sebagai attin yang lebih rendah, menggunakan pelbagai bahan seperti serangga mati atau rumput, dan membentuk koloni kecil di dalam satu "taman". Peninggalan yang lebih tinggi, termasuk semut pemotong daun, hanya menggunakan tumbuh-tumbuhan sebagai baja dan boleh membina koloni besar-besaran dengan berjuta-juta semut. Ada juga yang melindungi tanaman mereka dengan racun perosak, bakteria yang berkembang yang menghasilkan antibiotik khusus untuk menghalang parasit taman jamur.

Banyak spesies semut cenderung ternakan juga. Aphids adalah contoh yang terkenal, yang dihargai oleh semut untuk madu yang mereka hamparkan setelah makan sap. Bahan kimia pada kaki semut membuat kutu aphids - dan boleh mensabotajkan pertumbuhan sayap aphid untuk mengelakkan pelarian - tetapi semut juga memberi hadiah kepada ternakan mereka. Mereka bertelekan dan mengangkut aphids ke tumbuh-tumbuhan baru, melindungi mereka daripada pemangsa dan pemendakan, dan juga menjaga telur mereka. Apabila seekor semut ratu pergi untuk memulakan koloni baru, mereka dikenali untuk membawa telur aphid dengan mereka.

9. Satu 'mega koloni' semut terdiri daripada tiga benua

Antik Argentina menjelajah bunga bunga raya di Hamilton Parish, Bermuda. (Foto: Sam Fraser-Smith / Flickr)

Setiap koloni semut adalah keajaiban alam semulajadi, tetapi semut Argentina menaikkan ante. Spesies ini adalah "unicolonial" - yang bermaksud individu boleh bebas bercampur-campur di antara sarang secara berasingan - dan selepas manusia secara tidak sengaja memperkenalkannya ke lima benua baru, ia mendirikan empayar. Ini "mega koloni" antara benua terdiri daripada pelbagai "supercolonies" serantau, yang masing-masing adalah rangkaian sarang bersekutu tetapi tidak saling berkaitan.

Supercoloni yang paling terkenal, Main Eropah, membentang kira-kira 6, 000 km (3, 700 km) dari Itali ke Portugal. Satu lagi, California Besar, merangkumi lebih dari 900 km (560 batu) di AS Barat. Walaupun jarak yang jauh di antara mereka, kedua-duanya adalah sebahagian daripada empayar yang sama, saintis mengatakan, bersama dengan supercolon ketiga di Jepun.

Bagaimana kita tahu? Semut adalah wilayah, dan cenderung untuk melawan ahli-ahli spesies mereka sendiri jika mereka datang dari koloni lain. Namun, walaupun supercolonies mempunyai banyak sarang yang berbeza, semut di dalam superkelas melayan antara satu sama lain seperti keluarga - walaupun rumah mereka jauh. Para saintis boleh menguji saiz supercoloni (atau mega koloni) dengan memperkenalkan semut spesies yang sama dari jauh dan lebih jauh sehingga mereka bertarung.

"[T] beliau sangat luas penduduknya, " mengagumi kajian 2009 tentang mega koloni Argentina, "hanya dipadankan dengan masyarakat manusia. Itu adalah pujian yang tinggi, tetapi kajian itu juga menunjukkan semut-semut ini bergantung kepada pengangkutan manusia menubuhkan empayar mereka. Dan seperti manusia, semut Argentina terkenal kerana menimbulkan kekacauan ketika mereka tiba di ekosistem baru: Spesies invasif sering menghilangkan semut asli, dan tanpa mengambil alih perkhidmatan ekologi yang sebelumnya dilakukan.

10. Sesetengah semut membuat antibiotik sendiri

Semut api adalah antara spesies yang diketahui menghasilkan sebatian antibiotik. (Foto: Alex Wild, Serangga Unlocked / Flickr)

Semut dan manusia berdua harus berurusan dengan penyakit berjangkit yang disebabkan oleh bakteria. Sebaliknya untuk pergi ke doktor atau farmasi, sesetengah spesies semut menghasilkan ubat antibiotik mereka sendiri di permukaan badan mereka. Keupayaan ini nampaknya lebih biasa pada jenis semut tertentu daripada yang lain, menurut kajian 2018, tetapi spesies yang membuat antibiotik mereka sendiri berpotensi untuk berkongsi rahsia mereka.

"Penemuan ini menunjukkan bahawa semut boleh menjadi sumber antibiotik baru untuk membantu memerangi penyakit manusia, " kata penulis utama dan Profesor Arizona State University, Clint Penick dalam satu kenyataan mengenai kajian itu, yang menguji sifat antimikrobial yang dikaitkan dengan 20 spesies semut. Penick dan rakannya menggunakan pelarut untuk menghilangkan semua bahan dari permukaan setiap badan semut, kemudian memperkenalkan penyelesaian yang terhasil kepada buburan bakteria. Dua belas dari 20 spesies semut ternyata mempunyai beberapa jenis agen antimikrobial pada exoskeleton mereka, para penyelidik mendapati, manakala lapan spesies lain tidak menunjukkan pertahanan sedemikian.

"Kami menganggap setiap spesies semut menghasilkan sekurang-kurangnya beberapa jenis antimikroba, " kata Penick. "Sebaliknya, seolah-olah banyak spesies telah menemui cara alternatif untuk mencegah jangkitan yang tidak bergantung kepada bahan kimia antimikroba."

Ini masih merupakan penyelidikan awal, penulis kajian itu mencatatkan, dan dibatasi oleh penggunaan agen bakteria tunggal. Lebih banyak penyelidikan akan diperlukan untuk melihat bagaimana semut bertindak balas kepada pelbagai patogen bakteria, mereka perhatikan.

11. Semut boleh mengangkat sehingga 5, 000 kali berat badan mereka

Struktur skala mikro dalam leher semut membantu mereka mengangkat sebanyak 5, 000 kali berat badan mereka. (Foto: Shutterstock)

Anda mungkin pernah mendengar bahawa semut boleh membawa 10, 50 atau 100 kali berat badan mereka sendiri. Mana-mana daripada mereka akan mengagumkan, walaupun kebanyakan kekuatan mereka adalah disebabkan oleh badan-badan kecil mereka. Tetapi menurut kajian tahun 2014, semut sebenarnya boleh mengangkat lebih banyak daripada yang kita fikir: mengejutkan 3, 400 hingga 5, 000 kali berat badan mereka sendiri.

"Semut adalah sistem mekanikal yang mengagumkan - profesor kejuruteraan universiti Ohio State Carlos Castro berkata dalam satu kenyataan. "Sebelum kita memulakan, kita membuat anggaran agak konservatif bahawa mereka mungkin dapat menahan 1, 000 kali berat badan mereka, dan ia menjadi lebih banyak lagi."

Untuk menilai kekuatan semut, para penyelidik menggambarkan leher serangga dengan mesin mikro-CT dan meletakkannya dalam sentrifu yang direka khas. (Mereka menggunakan semut gilingan Allegheny, spesies AS yang tidak dikenali kerana kekuatannya.) Walaupun emparan itu mensimulasikan tekanan mengangkut beban berat, imbasan mikro CT menunjukkan bagaimana semut membawa banyak berat: Setiap bahagian kepala -neck-dada bersama mempunyai tekstur yang berbeza, dengan struktur kecil yang menyerupai benjolan dan rambut.

Struktur skala mikro ini "mungkin mengawal cara tisu lembut dan exoskeleton keras bersatu, untuk mengurangkan tekanan dan mengoptimumkan fungsi mekanikal, " kata Castro. "Mereka mungkin membuat geseran, atau melengkapkan satu bahagian yang bergerak ke arah yang lain."

12. Semut boleh membantu petani manusia membuat wang

Semut Weaver bukan sahaja dapat melindungi tanaman pokok dari perosak, tetapi juga dapat memanfaatkan kualitas hasil. (Foto: Rushen / Flickr)

Orang sering melihat semut sebagai perosak. Tetapi menurut kajian penyelidikan pada tahun 2015, jenis semut tertentu dapat mengendalikan perosak pertanian dengan cekap sebagai racun perosak sintetik - dengan bonus menjadi lebih murah dan umumnya lebih selamat.

Tinjauan ini merangkumi lebih daripada 70 kajian mengenai berpuluh-puluh hama tanaman, yang kebanyakannya memberi tumpuan kepada kesan genus tropika, yang ditanam pokok yang dikenali sebagai semut penenun. Memandangkan mereka tinggal di kanopi pokok-pokok tuan rumah mereka, berhampiran buah dan bunga yang memerlukan perlindungan, semut tenung mempunyai kecenderungan semula jadi untuk mengawal populasi makhluk perosak di kebun.

Satu kajian mendapati 49 peratus hasil yang lebih tinggi dalam pokok mete yang dijaga oleh semut penenun berbanding dengan pokok yang dirawat racun perosak. Para petani juga mendapat cashews berkualiti tinggi dari pokok dengan semut, menghasilkan pendapatan bersih 71 peratus lebih tinggi. Tidak semua tanaman menyaksikan hasil yang dramatik, tetapi kajian tentang lebih daripada 50 hama yang disarankan semen dapat melindungi tanaman termasuk koko, sitrus dan minyak kelapa sawit sekurang-kurangnya seolah-olah sebagai racun perosak.

Dan bantuan hortikultur tidak terhad kepada semut penyemai. Ramai spesies semut boleh memberi manfaat kepada petani, tukang kebun dan pemilik rumah, walaupun minat mereka untuk melindungi aphids saputu. Semut membuat dan mengembara tanah, contohnya, dan populasi semut asli yang sihat dapat mengawal pelbagai jenis serangga seperti lalat, kutu dan kecoak.

13. Koloni menggunakan pembahagian buruh

Para saintis telah mengetahui selama bertahun-tahun bahawa semut berfungsi dengan baik bersama-sama, sama ada ia membina jambatan atau mengumpul makanan. Tetapi mengapa ia kelihatan bahawa semut tidak pernah bersaing dengan satu sama lain untuk bertahan hidup seperti binatang lain atau bahkan manusia?

Satu pasukan penyelidik dari Universiti Rockefeller mengkaji kumpulan semut penyu clonal selama 40 hari dalam suasana makmal untuk melihat pembahagian buruh mereka. Mereka memilih jenis semut ini kerana mereka tidak mempunyai ratu dan boleh menghasilkan semula aseksual, yang bermaksud semut betina boleh bertelur tanpa disenyawakan.

Para penyelidik mengambil beberapa koloni dan mencatatkan titik-titik berwarna pada masing-masing untuk pengenalpastian. Saiz koloni adalah dari satu semut hingga 16 dengan jumlah larva yang sama. Para penyelidik mendapati bahawa tanah jajahan yang lebih besar adalah, pembahagian buruh yang lebih banyak adalah jelas - walaupun untuk tanah jajahan dengan hanya enam semut.

"Kita akan menganggap bahawa, sekurang-kurangnya pada awalnya, individu-individu tersebut harus bersaing atas sumber, bukannya membahagikan tugas dan melengkapi satu sama lain. Tetapi di sini kita menunjukkan bahawa walaupun kumpulan kecil orang yang sangat serupa dapat melakukan lebih baik daripada individu sendiri, tenaga kerja boleh muncul dengan cara yang teratur diri dengan segera, "kata Daniel Kronauer, penulis bersama dan profesor evolusi sosial di Rockefeller University, memberitahu Inverse. "Itu tidak semestinya apa yang saya harapkan, dan ia menyiratkan bahawa kehidupan kumpulan mungkin berubah dengan mudah."

Pasukan menyimpulkan semut yang dipaparkan tidak semestinya individu, tingkah laku yang sangat pintar, tetapi juga kemahiran menyelesaikan masalah yang sama.

"Apa yang dimaksudkan ialah sifat-sifat menarik yang kita perhatikan di peringkat kumpulan muncul dari interaksi tempatan antara individu yang cukup mudah dan persekitarannya, " kata Kronauer. "Tiada semut tunggal mempunyai pelan induk apa yang perlu dilakukan koloni."

***

Kebaikan dan keburukan semut bervariasi secara meluas oleh spesies dan penetapan - Semut Argentina adalah perosak invasif di banyak tempat, contohnya, tetapi spesies asli penting di beberapa hutan Amerika Selatan. Kebanyakan semut sekurang-kurangnya secara tidak langsung memberi manfaat kepada manusia di habitat semulajadi mereka, dengan pekerjaan yang sukar dilihat seperti menggali tanah dan menyebarkan biji tanaman. Mereka juga boleh membantu kami meningkatkan teknologi kami dengan biomimikri, dari tingkah laku kolektif yang memaklumkan robotic robots ke sendi leher yang mengilhami kapal angkasa yang lebih kuat.

Walau apa pun konteks, walaupun, satu perkara yang pasti: Kesilapan untuk mengabaikan semut.

Nota editor: Kisah ini telah dikemas kini sejak asalnya diterbitkan pada bulan April 2016.

Artikel Berkaitan