Odontomachus bauri -Odontomachus bauri

Odontomachus bauri
clasificación cientifica
Reino:	Animalia
Filo:	Artrópodos
Clase:	Insecta
Pedido:	Himenópteros
Familia:	Formicidae
Género:	Odontomachus
Especies:	O. bauri
Nombre binomial
	Odontomachus bauri; Emery , 1892

Odontomachus bauri es una especie de hormiga ponerinae conocida como hormigas trampa de mandíbula. La mordaza trampa consta de mandíbulas que contienen un mecanismo de captura con resorte.

Este mecanismo permite que las hormigas acumulen energía antes de golpear o soltar las mandíbulas rápidamente. O. bauri es conocido por sus poderosas mandíbulas, que pueden abrirse hasta aproximadamente 180 ° y dentro de los 10 ms después de ser estimuladas y pueden cerrarse dentro de 0,5 ms, lo que ayuda a atrapar presas. Las mandíbulas pueden picar y paralizar a la presa o aplastar a la presa hasta la muerte. O. bauri también usa sus mandíbulas para propulsarse o cazar presas del suelo, ya sea vertical u horizontalmente. O. bauri puede viajar más de 20 veces la longitud de su cuerpo en un solo salto impulsado por la mandíbula. O. bauri está estrechamente relacionado con el género Anochetus, que pertenece a la misma familia, Formicidae. Se ha descubierto en el sur de Costa Rica en toda Sudamérica tropical , las Indias Occidentales (excepto Cuba y Bahamas ) y en las Islas Galápagos .

Identificación

La característica principal de O. bauri es su color marrón oscuro. Además, la cara hasta el margen cercano del vértice está estriada. La cabeza mide 2.09-3.12 mm (0.082-0.123 in) de largo. Hay pubescencia o vello en el primer tergo gastral y se encuentra parcialmente erguido y relativamente uniforme. El nodo del pecíolo (B en la Figura 2) tiene forma de cúpula cuando se ve de lado.

Las larvas de esta especie están ornamentadas con espinas y almohadillas adhesivas, como otras del género, sin embargo presentan algunas características únicas con respecto a la diminuta sensilla y el tamaño relativo de las estructuras. Se someten a tres estados larvarios antes de la muda, sin hacer girar un capullo.

Habitat

O. bauri se encuentra en el sur de Costa Rica en toda Sudamérica tropical , las Indias Occidentales (excepto Cuba y las Bahamas ), en las Islas Galápagos y el norte de México. También es una de las hormigas más comunes en los hogares y jardines del sur de Brasil . O. bauri se descubre con mayor frecuencia en tierras bajas que habitualmente residen en selvas tropicales, aunque la especie parece más tolerante a las condiciones secas que muchas otras especies de Odontomachus .

O. bauri típicamente forma nidos en terrenos suaves y húmedos en áreas protegidas de la luz solar directa y áreas donde hay pocas posibilidades de perturbación por la naturaleza, es decir, viento, lluvia, etc. Se pueden encontrar nidos debajo de rocas, ramas y troncos. de árboles caídos. Además, si se encuentran en jardines, generalmente se encuentran debajo de rocas, contenedores de plantas y residuos vegetales.

Comportamiento de forrajeo

O. bauri tiene una estructura de nido polidomosa en la que hay múltiples nidos para una sola colonia. Esta característica se confirmó cuando los investigadores observaron que muchos nidos vecinos no luchan entre sí, pero los nidos que están separados por más de 10 m (33 pies) serían muy agresivos entre sí. Además, hubo muchas ocasiones en las que los observadores vieron hormigas de mandíbula trampa compartiendo comida entre sus vecinos.

Los nidos suelen ser pequeños, aproximadamente menos de 200 hormigas. Las áreas de alimentación entre cada familia de nidos están estrictamente definidas. Se ha observado que O. bauri permanece dentro de la misma área mientras busca alimento, porque no se atrevería a entrar en el área de búsqueda de su vecino.

O. bauri suele pasar su tiempo debajo de la hojarasca, clasificándola como hormiga de hojarasca. También es ampliamente conocido como un depredador generalista. Algunas de las presas comunes de O. bauri incluyen gusanos, arañas, termitas, hormigas, mariposas, moscas y escarabajos. Por lo general, la presa sería de alrededor de 3 mm y 4 mm de longitud. Las presas más comunes que disfruta O. bauri son las de cuerpo blando, por ejemplo, las termitas y los piojos de la madera. O. bauri es capaz de "explotar un recurso alimenticio que en gran medida no está disponible para otras hormigas". Esto se determinó después de que un investigador encontró restos de Nasuitermes, un tipo de termita que, como defensa, descargará material que irrita y puede bloquear los órganos sensoriales del depredador. Encontrar partes de este tipo de termitas demuestra que las mandíbulas de O. bauri son capaces de combatir a las presas que están protegidas químicamente.

Se observa a los trabajadores que regresan a lugares donde antes habían encontrado comida. El éxito de búsqueda de alimento para un individuo, que se mide por la cantidad de trabajadores que regresan con presas, sería del 28%. Aproximadamente el 41% de los trabajadores que regresaban de la búsqueda de alimento tenían las manos vacías y el otro 31% no tenía presas o la presa era demasiado pequeña para ser distinguida.

Velocidad

O. bauri tiene los segundos apéndices depredadores de movimiento más rápido dentro del reino animal, después de la hormiga drácula ( Mystrium camillae ). Después de la estimulación de uno de los cuatro pelos gatillo, el apéndice de O. bauri responderá en 10 ms. Tiene velocidades máximas de 126 a 230 km / h (78 a 143 mph) y las mandíbulas se cierran en tan solo 130 microsegundos en promedio. Esto es aproximadamente 2300 veces más rápido que un abrir y cerrar de ojos. La fuerza máxima ejercida fue del orden de 300 veces el peso corporal de la hormiga. También se observó que las hormigas usaban sus mandíbulas como catapultas para expulsar a los intrusos o se lanzaban hacia atrás para escapar de una amenaza.

La biología detrás de esta asombrosa habilidad es que cuando se estimula un cabello desencadenante, en realidad hace que las cuatro neuronas motoras grandes se activen. Estas grandes neuronas motoras están completamente cubiertas por una vaina glial que es un grupo de células especializadas que nutren y apoyan a las neuronas. Una vaina glial es esencial para enviar señales a una velocidad rápida, ya que permite un solo camino suave en lugar de que la señal salte de una neurona a otra.

Las mandíbulas están controladas por la estimulación de dos grandes neuronas sensoriales que se proyectan a través del nervio sensorial mandibular hacia el ganglio suboesofágico. Para operar los músculos de la mandíbula, los extremos de las neuronas sensoriales conducen a los gruesos troncos dendríticos de las cuatro neuronas motoras.

Las mandíbulas de O. bauri se mantienen en su lugar con un pestillo llamado clípeo. Una vez que se suelta el pestillo, toda la energía almacenada se libera rápidamente y las mandíbulas se cierran, muy similar a una ballesta cuando se dispara.

Los músculos gatillo que se encuentran en O. bauri también se encuentran en los músculos sincrónicos más rápidos de las cigarras. Los músculos parecen haber sido esculpidos para una contracción rápida. Esto se debe a que la longitud del sarcómero, que es la unidad fundamental de la estructura muscular, es similar en longitud.

Saltar récords

O. bauri normalmente usa sus apéndices para capturar presas. Sin embargo, también se puede usar para impulsar su cuerpo en el aire y esto puede resultar en dos tipos diferentes de saltos. Un "salto de defensa-gorila" es cuando O. bauri se lanza hacia atrás lejos de la presa potencial debido a que las mandíbulas golpean un objeto erguido. Un "salto de escape" implica que O. bauri coloque sus mandíbulas hacia el suelo antes de disparar y se lance verticalmente al aire. Además, para distinguir un salto de escape de un salto de defensa-gorila, O. bauri orientará su cabeza de una manera particular.

Los "saltos de defensa de los gorila" se consideran meros accidentes en lugar de actos intencionados realizados por la hormiga de la mandíbula trampa. Esto se debe a que ejecutan con mayor frecuencia este salto cuando se enfrentan a una presa grande e inofensiva en lugar de a una presa pequeña. Esta evidencia concluye que este tipo de salto se produce por un golpe no penetrante. Los “saltos de defensa de gorila” suelen ser saltos horizontales que pueden llevar a la hormiga a aterrizar en cualquier lugar a 40 centímetros de su posición original.

Por otro lado, los “saltos de escape” impulsan a la hormiga verticalmente y se demuestra que son intencionales debido a los comportamientos que preceden al salto. Antes de un "salto de escape", la hormiga orientará sus antenas y se dirigirá perpendicularmente al intruso. Además, balanceará todo su cuerpo y luego levantará una pierna verticalmente. Esta es una rutina bastante elaborada para prepararse para impulsarse a 7 cm del suelo. La razón detrás de esta maniobra es poder agarrar la vegetación que generalmente se encuentra alrededor de sus nidos para proporcionar una forma de escape.

Alarma y defensa

O. bauri es una especie de hormiga muy agresiva. Una vez que se perturba su nido, hay muchas hormigas obreras que realizan el salto de escape. Si uno aterriza sobre el intruso, los trabajadores inmediatamente comienzan a picar al merodeador. Afortunadamente para el intruso, solo unos pocos trabajadores del nido participarán en la picadura del intruso, a diferencia de las especies de hormigas del género Solenopsis . Las picaduras no son graves para los humanos, pero producen una reacción alérgica. Se cree que su veneno tiene una composición esencialmente proteica.

Las hormigas de mandíbula trampa no tienen aguijones similares a los de las abejas. En cambio, sus picaduras son retráctiles y no con púas para poder ser utilizadas nuevamente. La picadura se encuentra al final del abdomen y está completamente cubierta por una vaina, una cubierta protectora. Además de la picadura momentánea de la picadura, O. bauri contiene una mezcla de ácido fórmico y proteína, que puede tener una alta actividad tóxica, y se descarga después de la picadura de la hormiga. Dentro de los humanos, ha habido registros de quemaduras inmediatas en el sitio de la picadura, pero eso generalmente se disipa después de una hora. Sin embargo, hubo un caso en el que una niña tuvo una reacción alérgica intensa a la picadura. Tenía zonas rojas, hinchadas y con comezón en las manos, los brazos, el tórax y el pie. Además, sus párpados estaban hinchados. Esto duró aproximadamente una semana y se ha descubierto en aproximadamente el 16% de las picaduras de hormigas.

Reconocimiento

O. bauri es capaz de reconocer a otros trabajadores de diferentes nidos por antenación. Este proceso ocurre cuando dos hormigas están una frente a la otra, y una de las dos está tocando las antenas de la otra con sus antenas o su cabeza. Hay cuatro patrones de comportamiento diferentes que pueden resultar después del reconocimiento de la otra hormiga. Estos son el estado de alerta básico, alarma, ataque con mandíbulas o ataque con picadura. El estado de alerta básico ocurre cuando ambas hormigas abren sus mandíbulas a unos 180 °. La alarma se compone de un estado de alerta básico con movimientos corporales aleatorios rápidos y liberación de feromonas de alarma. El ataque con mandíbulas es un patrón en el que la hormiga de la mandíbula trampa usará sus mandíbulas para asestar un golpe al oponente. El ataque con picadura es cuando la hormiga de mandíbula trampa dobla su abdomen hacia adelante e intenta usar su picadura para lastimar al oponente.

Las hormigas O. bauri usan una sustancia volátil, diclorometano (CH ₂ Cl ₂ ) para reconocer a sus compañeros de nido. Los individuos de diferentes colonias tienen diferentes cantidades de sustancias químicas volátiles dentro de su sistema, por lo que la clave para conocer al familiar de uno es la cantidad de sustancia capturada durante la antenación. La señal de reconocimiento no corresponde a las señales ambientales, ya que O. bauri atacó a las hormigas que se mantuvieron en la colonia rodeadas por una cápsula de malla de alambre más que a los controles, que se mantuvieron dentro de la colonia. Para descartar aún más las señales ambientales como una opción, Jaffe et al. alimentó a dos colonias diferentes con la misma dieta y alimentó a una sola colonia con dos dietas diferentes. Cuando las hormigas trampa de mandíbula de una sola colonia pero con dietas diferentes se encontraron, no se atacaron entre sí. Sin embargo, cuando las hormigas de dos colonias diferentes pero con la misma dieta se encontraron, se atacaron entre sí aproximadamente el 75% de las veces. Además, la señal de reconocimiento no es un sonido o un comportamiento particular, ya que O. bauri es capaz de reconocer compañeros de nido muertos. La señal de reconocimiento debe ser un tipo de olor, ya que las hormigas que fueron liofilizadas o en una cápsula de malla de alambre de plástico nunca fueron atacadas.

Evolución

Las mandíbulas de O. bauri son una forma exagerada de las robustas y largas mandíbulas que se encuentran en muchas especies de hormigas. Además, los músculos que se encuentran en las mandíbulas de O. bauri se encuentran en otras hormigas, aunque los que se encuentran en O. bauri son grandes y se parecen mucho a los que se encuentran en las cigarras .

Las mandíbulas y los músculos que se encuentran en las mandíbulas son exaptaciones , las mandíbulas grandes probablemente fueron seleccionadas por su mayor capacidad para transportar alimentos y luego modificadas para usarlas como una forma de defensa y caza.

Hay otras hormigas con mandíbulas trampa como las existentes Strumigenys , Mystrium , Myrmoteras y Anochetus junto con la extinta tribu Haidomyrmecini del Cretácico . Una teoría comúnmente aceptada sugiere que la mandíbula trampa en realidad evolucionó de forma independiente al menos cuatro veces diferentes en la historia de las hormigas. Esto se debe a que con el uso de la secuenciación de ADN , el árbol filogenético descubrió que las hormigas con mandíbulas trampa no estaban anidadas ordenadamente en una parte del árbol. En cambio, se encontraron esparcidos por el árbol. Por lo tanto, no evolucionó una vez que condujo a la hipótesis de un ancestro común. En cambio, evolucionó varias veces y cada vez que evolucionó utilizó una característica diferente de la boca de la hormiga para producir la mandíbula trampa. Por ejemplo, la mandíbula trampa de O. bauri se construye a partir de la articulación de la mandíbula; sin embargo, el gatillo de Strumigenys se construye a partir de su labio superior. Este tipo de evolución se consideraría evolución convergente y la mandíbula trampa se consideraría una analogía. Esto se debe a que todas son características similares pero están involucradas de forma independiente en lugar de un ancestro común.

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