Onderzoek door Texas A&M AgriLife Research-wetenschappers van de Texas A&M Department of Entomology toonden aan dat een gewone mierensoort fysiologische en gedragsveranderingen ondergaat in onnatuurlijke omgevingen.

"Consistente kenmerken van stedelijke aanpassing in een inheemse, stedelijke indringer en Tapinoma zittend", gepubliceerd in Molecular Ecology, inclusief werk van hoofdauteur Alexander Blumenfeld, een voormalig afgestudeerd onderzoeksassistent; Ed Vargo, Ph.D., senior onderzoeker en bijzonder leerstoel voor stedelijke en structurele entomologie; Anjel Helms, Ph.D., een chemisch ecoloog en assistent-professor; en Pierre-André Eyer, postdoctoraal onderzoeksmedewerker, allemaal in de afdeling Entomologie.

"Verstedelijking is een groeiende habitat over de hele wereld, en het wordt steeds belangrijker voor organismen om manieren te ontwikkelen om te leven wanneer hun natuurlijke omgeving wordt verstoord," zei Vargo. "Studies als deze kijken naar belangrijke vragen met betrekking tot deze verandering:'Kunnen ze zich aanpassen aan stedelijke omgevingen en hoe?'"

Omgeving beïnvloedt het gedrag van mieren, chemische veranderingen

Het onderzoek richtte zich op Tapinoma sessile, een relatief kleine mierensoort die algemeen bekend staat als de huismier of suikermier. Het is de meest voorkomende mier die het huis binnendringt in de VS.

In zijn oorspronkelijke omgeving creëert de huismier kleine kolonies met één koningin die meestal te vinden zijn onder bladafval, rotsen en boomstammen, zei Vargo. Maar in voorstedelijke/stedelijke omgevingen bouwen deze huismieren steeds groter wordende kolonies met meerdere koninginnen rond kunstmatige structuren zoals trottoirs, plantenbakken en landschapsmulch.

Vargo zei dat de studie een breed scala aan wetenschappelijke toepassingen biedt met betrekking tot biologische en gedragsverandering die wordt gestimuleerd door omgevingscondities in het dierenrijk. Het kan ook inzicht geven in hoe invasieve soorten omgaan met omgevingen die nieuw voor hen zijn.

"De verandering lijkt sterk op invasieve mieren als ze eenmaal van hun oorspronkelijke verspreidingsgebied naar een invasief gebied gaan", zei hij. "Het idee is om dit syndroom beter te begrijpen bij een mierensoort die een kleine, onopvallende kolonie kan innemen, die vervolgens een economisch en ecologisch probleem wordt wanneer schadelijke kolonies groter en groter worden."

Vragen beantwoorden over adaptieve evolutie

Onderzoekers gebruikten een grote genetische database om de chemische en gedragsveranderingen te identificeren die de sociale organisatie van de mieren beïnvloedden, zei Vargo. Ze onderzochten en vergeleken de populatiegenetica en de fokstructuur binnen en tussen mieren op verschillende stedelijke en ongestoorde natuurlijke locaties binnen hun verspreidingsgebied.

Geurige huismieren werden waargenomen en geanalyseerd op natuurlijke en verstoorde locaties in het hele land, waaronder Indiana, Arkansas, Colorado en Californië.

Het team analyseerde de chemie van de mier, zoals koolwaterstoffen, genetische samenstellingen van kolonies en gedrag, zoals agressie tegen familiale en buitenstaander mieren, en vond grote verschillen op basis van de omgeving, zei Vargo.

De studie wees uit dat huismieren in stedelijke en natuurlijke gebieden aanpassingen vertoonden die resulteerden in genetische concentratie. Vargo zei dat huismierkoninginnen in hun natuurlijke habitat meestal de kolonie verlaten waarin ze zijn geboren, naar een andere geschikte locatie vliegen en proberen een nieuwe kolonie te stichten. Koninginnen in stedelijke kolonies blijven in het nest en breiden de kolonie uit in plaats van te vertrekken.

Als gevolg hiervan waren stedelijke koninginnen nauw verwant en minder agressief tegenover mieren met genetische verwantschap. Gedragsanalyses toonden aan dat mieren in superkolonies agressief waren ten opzichte van mieren met externe genetica.

Bovendien waren polydome kolonies, die mierenkolonies zijn die ruimtelijk gescheiden maar sociaal verbonden zijn, alleen aanwezig in stedelijke habitats, zei Vargo. Dit suggereert dat huismieren alleen superkolonies creëren in ontwikkelde gebieden. Mieren uit verschillende stedelijke gebieden deelden enkele genetische overeenkomsten, wat suggereert dat ze zich aanpassen aan kenmerken die gebruikelijk zijn in de stedelijke omgeving.

Als volgende stap zijn onderzoekers van plan om stabiele isotopen in de mieren te vergelijken om te kijken naar veranderingen in het voedingspatroon en hoe deze zich kunnen verhouden tot natuurlijke versus stedelijke omgevingen en mogelijke bijdragende factoren zoals temperatuur en het stedelijke hitte-eilandeffect.

Vargo zei dat de onderzoekers hypothesen hebben, maar nog geen gegevens over hoe en waarom veranderingen plaatsvonden.

Het onderzoek is geïnitieerd door Blumenfeld, die een doctoraatsstudent was in het laboratorium van Vargo en nu een postdoctoraal onderzoeker is aan de Yale University. Hij zei dat hij geïnteresseerd is in het beantwoorden van vragen met betrekking tot adaptieve evolutie bij dieren, ongeacht classificatie of soort, en of ze invasief zijn of zich aanpassen aan door de mens veroorzaakte verstoringen, inclusief steden.

"De studie benadrukt de invloed van verstedelijking op het evolutionaire verloop van soorten," zei hij. "Het is belangrijk voor ons om vragen te beantwoorden met betrekking tot adaptieve evolutie, of het nu gaat om een ​​invasieve soort of een bossoort die zich aanpast aan stadsomgevingen." + Verder verkennen

De rare genetica van Tawny crazy mieren kan hen helpen gedijen in nieuwe omgevingen