Odontomaque bauri -Odontomachus bauri

Odontomaque bauri
Classement scientifique
Royaume:	Animalia
Phylum:	Arthropodes
Classer:	Insecte
Commander:	Hyménoptères
Famille:	Formicidae
Genre:	Odontomaque
Espèce:	O. bauri
Nom binomial
	Odontomaque bauri; Émeri , 1892

Odontomachus bauri est une espèce de fourmi ponerinae connue sous le nom de fourmis à mâchoires pièges. La mâchoire du piège se compose de mandibules qui contiennent un mécanisme de verrouillage à ressort.

Ce mécanisme permet aux fourmis d'accumuler de l'énergie avant de frapper ou de relâcher rapidement les mandibules. O. bauri est connu pour ses puissantes mandibules, qui peuvent s'ouvrir jusqu'à environ 180° et en moins de 10 ms après avoir été stimulées et peuvent se fermer en moins de 0,5 ms, ce qui aide à attraper des proies. Les mandibules sont capables de piquer et de paralyser les proies ou d'écraser les proies à mort. O. bauri utilise également ses mandibules pour se propulser ou se propulser hors du sol, verticalement ou horizontalement. O. bauri peut parcourir plus de 20 fois la longueur de son corps en un seul saut propulsé par la mâchoire. O. bauri est étroitement apparenté au genre Anochetus qui appartient à la même famille, les Formicidae. Il a été découvert dans le sud du Costa Ricadans toute l'Amérique du Sud tropicale , les Antilles (à l'exception de Cuba et des Bahamas ) et sur les îles Galapagos .

Identification

La principale caractéristique d' O. bauri est sa couleur brun foncé. De plus, la face à la marge proche du sommet est striée. La tête mesure 2,09 à 3,12 mm (0,082 à 0,123 in) de long. Il y a de la pubescence ou des poils sur le premier tergum gastral et se trouve partiellement dressé et relativement uniforme. Le nœud pétiolaire (B sur la figure 2) est en forme de dôme lorsqu'il est vu de côté.

Les larves de cette espèce sont ornées d'épines et de coussinets adhésifs, comme d'autres du genre, mais présentent cependant quelques caractéristiques uniques concernant les minuscules sensilles et la taille relative des structures. Elles subissent trois stades larvaires avant de muer, sans tisser de cocon.

Habitat

O. bauri se trouve du sud du Costa Rica dans toute l'Amérique du Sud tropicale , les Antilles (sauf Cuba et les Bahamas ), sur les îles Galapagos et le nord du Mexique. C'est aussi l'une des fourmis les plus communes dans les maisons et les jardins du sud du Brésil . O. bauri est le plus souvent découvert dans les basses terres résidant généralement dans les forêts tropicales humides, bien que l'espèce semble plus tolérante aux conditions sèches que de nombreuses autres espèces d' Odontomachus .

O. bauri forme généralement des nids dans des sols meubles et humides dans des zones protégées de la lumière directe du soleil et des zones où il y a peu de risques de perturbation par la nature, c'est-à-dire le vent, la pluie, etc. On peut trouver des nids sous les rochers, les branches et les troncs d'arbres tombés. De plus, s'ils se trouvent dans les jardins, ils se trouvent généralement sous les pierres, les bacs à plantes et les résidus de légumes.

Comportement de recherche de nourriture

O. bauri a une structure de nid polydome dans laquelle il y a plusieurs nids pour une seule colonie. Cette caractéristique a été confirmée lorsque les chercheurs ont observé que de nombreux nids voisins ne se battent pas entre eux, mais que les nids distants de plus de 10 m (33 pi) seraient très agressifs les uns envers les autres. De plus, il y a eu de nombreuses fois où les observateurs ont vu des fourmis à mâchoires piège partager de la nourriture avec leurs voisins.

Les nids sont généralement petits, environ moins de 200 fourmis. Les zones d'alimentation entre chaque famille de nids sont strictement définies. O. bauri a été observé restant dans la même zone pendant qu'il se nourrissait, car il n'oserait pas entrer dans la zone d'alimentation de son voisin.

O. bauri passe généralement son temps sous la litière de feuilles, la classant comme une fourmi de la litière de feuilles. Il est également largement connu comme un prédateur généraliste. Quelques-unes des proies courantes d' O. bauri comprennent les vers, les araignées, les termites, les fourmis, les papillons, les mouches et les coléoptères. Habituellement, les proies mesurent environ 3 mm et 4 mm de long. Les proies les plus courantes qu'O. bauri apprécie sont le corps mou, par exemple les termites et les poux des bois. O. bauri est capable « d'exploiter une ressource alimentaire largement inaccessible aux autres fourmis ». Cela a été déterminé après qu'un chercheur a découvert des restes de Nasuitermes, un type de termite qui, en guise de défense, déchargera des matières irritantes et pouvant bloquer les organes sensoriels du prédateur. La découverte de parties de ce type de termites prouve que les mandibules d' O. bauri sont capables de combattre des proies qui sont chimiquement protégées.

Des travailleurs sont observés retournant à des endroits où ils avaient précédemment trouvé de la nourriture. Le succès de recherche de nourriture pour un individu, qui est mesuré par le nombre d'ouvriers qui reviennent avec leurs proies, serait de 28%. Environ 41 % des ouvrières qui revenaient de la recherche de nourriture avaient les mains vides et les 31 % restants n'avaient aucune proie ou la proie était trop petite pour être distinguée.

La vitesse

O. bauri a les deuxièmes appendices prédateurs qui se déplacent le plus rapidement dans le règne animal, après la fourmi dracula ( Mystrium camillae ). Après stimulation de l'un des quatre poils déclencheurs, l'appendice d' O. bauri répondra dans les 10 ms. Il a des vitesses de pointe de 126 à 230 km/h (78 à 143 mph), les mâchoires se fermant en seulement 130 microsecondes en moyenne. C'est environ 2 300 fois plus rapide qu'un clin d'œil. La force maximale exercée était de l'ordre de 300 fois le poids corporel de la fourmi. Les fourmis ont également été observées utilisant leurs mâchoires comme catapultes pour éjecter les intrus ou se jeter en arrière pour échapper à une menace.

La biologie derrière cette capacité étonnante est que lorsqu'un cheveu déclencheur est stimulé, il provoque en fait l'activation des quatre grands motoneurones. Ces gros neurones moteurs sont entièrement recouverts d'une gaine gliale qui est un groupe de cellules spécialisées qui nourrissent et soutiennent les neurones. Une gaine gliale est essentielle pour envoyer des signaux à un rythme rapide, car elle permet une seule route lisse plutôt que de faire sauter le signal d'un neurone à l'autre.

Les mandibules sont contrôlées par la stimulation de deux gros neurones sensoriels qui se projettent à travers le nerf mandibulaire sensoriel dans le ganglion sous-œsophagien. Pour faire fonctionner les muscles de la mandibule, les extrémités des neurones sensoriels conduisent aux troncs dendritiques épais des quatre motoneurones.

Les mandibules d' O. bauri sont maintenues en place par un loquet appelé clypeus. Une fois le loquet relâché, toute l'énergie stockée est rapidement libérée et les mandibules se ferment, très semblable à une arbalète lorsqu'elle est tirée.

Les muscles déclencheurs trouvés chez O. bauri se trouvent également dans les muscles synchrones les plus rapides des cigales. Les muscles semblent avoir été sculptés pour une contraction rapide. En effet, la longueur du sarcomère, qui est l'unité fondamentale de la structure musculaire, est de longueur similaire.

Records de saut d'obstacles

O. bauri utilise généralement ses appendices pour capturer ses proies. Cependant, il peut également être utilisé pour propulser son corps dans les airs, ce qui peut entraîner deux types de sauts différents. Un « saut de videur-défense » se produit lorsque O. bauri se jette en arrière loin de la proie potentielle en raison des mandibules frappant un objet vertical. Un "saut de fuite" implique O. bauri positionnant ses mâchoires vers le sol avant de tirer et est lancé verticalement dans les airs. De plus, pour distinguer un saut d'évasion d'un saut de videur-défense, O. bauri orientera sa tête d'une manière particulière.

Les « sauts de videur-défense » sont considérés comme de simples accidents plutôt que comme des actes délibérés effectués par la fourmi à mâchoires pièges. En effet, ils exécutent le plus souvent ce saut lorsqu'ils sont confrontés à une grosse proie inoffensive plutôt qu'à une petite proie. Cette preuve conclut que ce type de saut est produit par une frappe non pénétrante. Les « sauts de videur-défense » sont généralement des sauts horizontaux qui peuvent amener la fourmi à atterrir n'importe où à 40 centimètres de sa position d'origine.

En revanche, les « escape jumps » propulsent la fourmi verticalement et se révèlent intentionnels en raison des comportements qui précèdent le saut. Avant un « saut d'évasion », la fourmi orientera ses antennes et sa tête perpendiculairement à l'intrus. De plus, il balancera tout son corps, puis lèvera une jambe verticalement. C'est une routine assez élaborée pour se préparer à se propulser à 7 cm du sol. La raison de cette manœuvre est de pouvoir s'accrocher à la végétation habituellement située autour de leurs nids afin de leur offrir une forme d'évasion.

Alarme et défense

O. bauri est une espèce de fourmi très agressive. Une fois que son nid est dérangé, de nombreuses fourmis ouvrières effectuent le saut d'évasion. Si l'on atterrit sur l'intrus, les ouvriers ont immédiatement commencé à piquer le rôdeur. Heureusement pour l'intrus, seules quelques ouvrières du nid participeront à piquer l'intrus contrairement aux espèces de fourmis du genre Solenopsis . Les piqûres ne sont pas graves pour les humains, mais elles produisent une réaction allergique. On pense que leur venin est essentiellement de composition protéique.

Les fourmis à mâchoires pièges n'ont pas les mêmes aiguillons que les abeilles. Au lieu de cela, leurs piqûres sont rétractables et non barbelées afin d'être réutilisées. La piqûre est située à l'extrémité de l'abdomen et est entièrement recouverte d'une gaine, une enveloppe protectrice. Outre la piqûre momentanée de la piqûre, O. bauri contient un mélange d'acide formique et de protéines, qui peut avoir une activité toxique élevée, et est déchargé après la piqûre de fourmi. Chez les humains, il y a eu des enregistrements de brûlures immédiates sur le site de la piqûre, mais cela se dissipe généralement après une heure. Cependant, il y a eu un cas dans lequel une jeune fille a eu une réaction allergique intense à la morsure. Il y avait des plaques rouges, des démangeaisons et des zones enflées sur ses mains, ses bras, son thorax et son pied. De plus, ses paupières étaient enflées. Cela a duré environ une semaine et a été découvert dans environ 16% des piqûres de fourmis.

Reconnaissance

O. bauri est capable de reconnaître d'autres ouvrières de différents nids par antenne. Ce processus se produit lorsque deux fourmis sont face à face et que l'une d'elles touche les antennes de l'autre avec ses antennes ou sa tête. Il existe quatre modèles de comportement différents qui peuvent résulter de la reconnaissance de l'autre fourmi. Ce sont la vigilance de base, l'alarme, l'attaque avec les mandibules ou l'attaque avec la piqûre. La vigilance de base se produit lorsque les deux fourmis ouvrent leurs mandibules à environ 180°. L'alarme est composée à la fois d'une vigilance de base avec des mouvements corporels aléatoires rapides et d'une libération de phéromone d'alarme. L'attaque avec les mandibules est un schéma dans lequel la fourmi à mâchoires piège utilisera ses mandibules pour porter un coup à l'adversaire. Attaque avec piqûre, c'est quand la fourmi à mâchoires plie son abdomen vers l'avant et essaie d'utiliser sa piqûre pour blesser l'adversaire.

Les fourmis O. bauri utilisent une substance volatile, le dichlorométhane (CH ₂ Cl ₂ ) pour reconnaître leurs congénères. Les individus de différentes colonies ont différentes quantités de produits chimiques volatils dans leur système, de sorte que le signal pour connaître son parent est la quantité de substance capturée pendant l'antenne. Le signal de reconnaissance ne concerne pas les indices environnementaux, puisque O. bauri attaquait plus les fourmis qui étaient maintenues dans la colonie entourées d'une capsule en treillis métallique que les témoins, qui étaient maintenues à l'intérieur de la colonie. Pour écarter davantage les indices environnementaux en tant qu'option, Jaffe et al. nourris deux colonies différentes avec le même régime alimentaire et nourris une seule colonie avec deux régimes alimentaires différents. Lorsque les fourmis à mâchoires pièges de la seule colonie mais avec des régimes alimentaires différents se sont rencontrées, elles ne se sont pas attaquées les unes les autres. Cependant, lorsque les fourmis de deux colonies différentes mais ayant le même régime alimentaire se rencontraient, elles s'attaquaient environ 75 % du temps. De plus, le signal de reconnaissance n'est pas un son ou un comportement particulier puisque O. bauri est capable de reconnaître ses compagnons de nid morts. Le signal de reconnaissance doit être un type d'odeur, car les fourmis qui ont été lyophilisées ou dans une capsule en treillis métallique en plastique n'ont jamais été attaquées.

Évolution

Les mandibules d' O. bauri sont une forme exagérée des mandibules robustes et longues que l'on trouve chez de nombreuses espèces de fourmis. De plus, les muscles trouvés dans les mandibules d' O. bauri se trouvent chez d'autres fourmis, bien que ceux trouvés chez O. bauri soient gros et ressemblent beaucoup à ceux trouvés chez les cigales .

Les mandibules et les muscles trouvés dans les mandibules sont des exaptations , les grandes mandibules ont probablement été sélectionnées pour leur capacité accrue à transporter de la nourriture et modifiées pour être utilisées comme moyen de défense et de chasse.

Il existe d'autres fourmis à mâchoires pièges telles que les Strumigenys , Mystrium , Myrmoteras et Anochetus, ainsi que la tribu éteinte du Crétacé Haidomyrmecini . Une théorie communément acceptée suggère que la mâchoire-piège a en fait évolué indépendamment au moins quatre fois dans l'histoire des fourmis. C'est parce qu'avec l'utilisation du séquençage de l' ADN , l'arbre phylogénétique a découvert que ces fourmis avec des mâchoires pièges n'étaient pas bien nichées dans une partie de l'arbre. Au lieu de cela, ils ont été trouvés éparpillés autour de l'arbre. Par conséquent, il n'a pas évolué une seule fois conduisant à l'hypothèse d'un ancêtre commun. Au lieu de cela, il a évolué plusieurs fois et chaque fois qu'il a évolué, il a utilisé une caractéristique différente de la bouche de la fourmi pour produire la mâchoire du piège. Par exemple, la mâchoire de piège d' O. bauri est construite à partir de l'articulation de la mandibule; cependant, la gâchette de Strumigenys est construite à partir de sa lèvre supérieure. Ce type d' évolution serait considéré comme une évolution convergente et la mâchoire piège serait considérée comme une analogie. En effet, ce sont toutes des caractéristiques similaires mais impliquées indépendamment plutôt qu'un ancêtre commun.

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