Trofalaksia: ruoan jako ja viestintä sosiaalisissa hyönteisissä
Trofalaksia — ruoan jakaminen ja viestintä sosiaalisissa hyönteisissä. Syväluotaus muurahaisten, mehiläisten ja termiittien yhteistyöstä, tunnistuksesta ja evoluutiosta.
Trofalaksialla tarkoitetaan biologiassa yhteisön jäsenten välistä ruoan jakamista.
Se on pisimmälle kehittynyt sosiaalisissa hyönteisissä, kuten muurahaisissa, termiiteissä, ampiaisissa ja mehiläisissä. Sanan otti käyttöön entomologi William Morton Wheeler vuonna 1918. Käyttäytymistä on käytetty selittämään teorioita siitä, miten sosiaalinen käyttäytyminen on kehittynyt hyönteisissä. Ranskalainen psykologi ja hyönteistutkija August Forel uskoi myös, että ruoan jakaminen oli avainasemassa muurahaisyhteiskunnassa. Hän käytti sitä kuvaavaa kuvaa kirjansa The social world of the ants compared with that of man etukuvana.
Trofalaxis toimii viestintävälineenä ainakin mehiläisillä ja muurahaisilla. Joillakin muurahaislajeilla sillä voi olla merkitystä pesän jäsenten tunnistamiseen tarkoitetun hajun levittämisessä.
Mekanismit ja tyypit
Trofalaksia voi tapahtua eri tavoilla. Yleisimmät tyypit ovat:
- Suusta suuhun (stomodaalinen) – ravintoa tai nestettä siirretään työntekijän ruokavarastosta (ns. sosiaalisesta mahalaukusta) toisen suuhun. Tämä on tyypillistä mehiläisille, jotka vaihtavat nektaria ja siirtävät hunajaa pesässä.
- Peräaukosta suuhun (proktodaalinen) – erityisesti termiiteillä ja joillakin muurahaisilla yleinen tapa, jolla siirretään suoliston mikrobiyhteisöjä ja sulatusentsyymejä, jotka ovat välttämättömiä tietyn ravinnon, kuten selluloosan, pilkkomiseksi.
Toiminnot ja merkitys koloniaaliselle elämälle
Trofalaksialla on monia rinnakkaisia funktioita:
- Ravinnon ja energian jakaminen: varmistaa, että myös työskentelevät, lisääntymiskykyiset ja kehitysvaiheissa olevat yksilöt saavat tarvitsemansa ravinnon.
- Kehosta tai pesästä peräisin olevien kemiallisten signaalien välitys: ruoan mukana kulkevat feromonit ja hydrokarbonit auttavat ylläpitämään kolonian yhtenäistä hajua ja tunnistusta.
- Kehityksen ja kastijakautumisen säätely: ruokaan sekoittuvat hormonit ja ravintoaineiden määrä voivat vaikuttaa toukkien kehitykseen ja siihen, keitä niistä kasvaa (esim. työläisiä tai lisääntyjiä).
- Sosiaalinen immuniteetti ja mikrobinsiirto: trofalaksian kautta leviävät antimikrobiset entsyymit ja hyväntahtoiset suoliston mikrobit voivat suojata koloniaa taudinaiheuttajilta, mutta samoin tartuntataudit voivat levitä tällä reitillä.
Fysiologia
Monilla lajeilla on erikoistunut elin, kuten hunajamaksa tai sosiaalinen mahalaukku, jossa ravinto varastoituu ennen jakamista. Ruoan koostumus voi muuttua entsyymien avulla ennen luovuttamista, ja vastaanottaja voi joko varastoida sen itselleen tai välittää eteenpäin muille yksilöille.
Esimerkkejä eri ryhmistä
Mehiläiset käyttävät trofalaksiaa laajasti hunajan ja nektarin siirtoon sekä tiedon välittämiseen ruokalähteistä. Muurahaiset jakavat ravintoa pesän sisällä ja voivat levittää tunnistushajua trofalaksian kautta. Termiiteillä proktodaalinen trofalaksia on elintärkeää suolistomikrobien siirron kannalta, koska nämä mikrobit auttavat pilkkomaan puuta. Ampiaisilla ja muilla sosiaalisilla kimalaismäisillä hyönteisillä trofalaksia tukee päivittäistä ravinnonkiertoa ja yhteisön sisäistä viestintää.
Hyödyt ja riskit
Trofalaksia edistää kolonian koordinaatiota, aineenvaihdunnan tasapainoa ja vastustuskykyä, mutta se voi myös toimia taudinlevityskanavana. Kolonioilla on kehittynyt käyttäytymisiä ja kemiallisia puolustuskeinoja rajoittaakseen haitallisten patogeenien leviämistä samalla kun hyödyt maksimoidaan.
Yhteenveto
Trofalaksia on keskeinen osa sosiaalisten hyönteisten elämää: se yhdistää ravinnonjakelun, kemiallisen viestinnän, kehityksen säätelyn ja mikrobiologisen yhteistyön. Sen tutkimus auttaa ymmärtämään, miten monimutkaiset sosiaaliset järjestelmät syntyvät ja miten yksittäiset käyttäytymismuodot vaikuttavat koko yhteisön toimintaan.
Trofalaxia kudontamuurahaisella Oecophylla smaragdina, Thaimaa.
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on trofalaxis?
V: Trofalaxia on yhteisön jäsenten välistä ruoan jakamista.
K: Millaisilla eläintyypeillä trofallaxis on kehittyneimmillään?
V: Trofallaxis on kehittyneimmillään sosiaalisissa hyönteisissä, kuten muurahaisissa, termiiteissä, ampiaisissa ja mehiläisissä.
K: Kuka otti käyttöön sanan "trofallaxis"?
V: Entomologi William Morton Wheeler esitteli sanan "trofallaxis" vuonna 1918.
K: Mitä August Forel piti muurahaisyhteiskunnan avaintekijänä?
V: August Forel, ranskalainen psykologi ja hyönteistutkija, uskoi, että muurahaisyhteiskunnan avaintekijä oli ruoan jakaminen.
Kysymys: Miksi trofallaxis on tärkeää mehiläisille ja muurahaisille?
V: Trofallaxis toimii mehiläisten ja muurahaisten viestintävälineenä.
K: Mikä rooli trofallaxiksella on joissakin muurahaislajeissa?
V: Joillakin muurahaislajeilla trofallaxis voi olla tärkeä rooli jäsenten tunnistamiseen tarkoitetun pesän hajun levittämisessä.
Kysymys: Mihin August Forel käytti trofallaxista kertovaa kuvaa?
V: August Forel käytti trofallaxista kertovaa kuvaa kirjansa "The Social World of the Ants Compared With That of Man" (Muurahaisten sosiaalinen maailma verrattuna ihmisen sosiaaliseen maailmaan) etukuvana.
Etsiä