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Apr 19, 2023

행동 분석을 통해 냄새나는 집개미의 슈퍼콜로니 형성 메커니즘이 밝혀졌습니다.

과학 보고서 13권,

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 9013(2023) 이 기사 인용

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광대한 다중 둥지 및 다중 여왕 슈퍼군체의 형성은 아마도 침입성 개미의 생태학적 성공을 담당하는 가장 중요한 요소일 것입니다. 냄새나는 집개미인 Tapinoma sessile은 북아메리카에 서식하는 널리 퍼진 개미입니다. T. sessile은 도전적인 도시 해충이지만 개미 사회 조직과 침입 생물학을 연구하는 흥미로운 시스템 역할도 합니다. 이는 자연 환경과 도시 환경 사이의 식민지 사회 및 공간 구조의 놀라운 이분법 때문입니다. 자연 식민지는 일반적으로 소수의 일개미로 구성되고 단일 둥지에 거주하며 단일인체인 반면, 도시 식민지는 극단적인 일부다처제와 다원성을 나타내며 대규모 슈퍼 식민지를 형성합니다. 현재 연구에서는 다양한 서식지(자연 대 도시) 및 사회 구조(일일족 대 일부다처제)의 T. 고착 식민지가 외계 동종에 대한 공격성을 나타내는 정도를 조사했습니다. 또한, 슈퍼콜로니 형성을 유도하는 메커니즘으로서 콜로니 융합의 잠재적인 역할을 평가하기 위해 콜로니 융합 실험에서 상호 공격적인 콜로니 간의 상호작용을 조사했습니다. 침략 분석은 다른 도시 식민지의 노동자와 다른 자연 식민지의 노동자를 포함하는 쌍에서 높은 수준의 공격성을 보여 주었지만 다른 도시 식민지의 여왕과 관련된 쌍에서는 낮은 공격성을 보여주었습니다. 식민지 병합 테스트는 도시 T. 고착 식민지가 서로 매우 공격적이지만 제한된 중첩 및 식량 자원을 놓고 경쟁할 때 실험실 조건에서 융합할 수 있음을 보여주었습니다. 매우 공격적인 상호 작용과 상대적으로 높은 일벌과 여왕의 사망률에도 불구하고 모든 식민지 쌍은 3~5일 만에 합쳐졌습니다. 융합은 대부분의 근로자가 사망하고 생존자들이 합병된 후에 발생했습니다. 이 결과는 도시 지역에서 T. sessile의 성공이 적어도 부분적으로는 둥지 및/또는 식량 가용성의 계절적 부족과 같은 생태학적 제약에 의해 결정될 수 있는 관련 없는 식민지의 성공적인 식민지 합병에 의해 주도될 수 있음을 시사합니다. 요약하면, 단일 군체의 성장 및/또는 여러 군체의 합병을 포함한 두 가지 독립적인 요인이 침입성 개미의 초군체 진화에 책임이 있을 수 있습니다. 두 과정이 동시에 일어날 수 있으며 시너지 효과를 발휘하여 초대형 군집을 생성할 수 있습니다.

침입 생물학의 핵심 질문 중 하나는 종의 침입성과 서식지의 침입성에 관한 것입니다. 침입성이 가장 높은 종은 무엇입니까? 침입에 가장 취약한 서식지는 어디입니까? 수십 년간의 연구와 관리에도 불구하고 침입성을 일관되게 예측하는 특성을 식별하는 것은 어려운 것으로 입증되었습니다1,2. 궁극적으로 침입종으로 변하는 도입종의 비율은 1% 미만으로 추정됩니다3. 침입 생태학에서 당혹스러운 질문은 왜 특정 종은 침입성이 되고 다른 종은 그렇지 않느냐는 것입니다. 침입의 성공 여부는 기본 범위에 존재하는 사전 적응, 도입 후 새롭게 진화하는 캐릭터, 이 두 요소 간의 다양한 상호 작용에 따라 달라질 수 있습니다.

침입성 개미는 번식력이 매우 높은 침입자이며 세계에서 가장 피해가 큰 해충 중 하나입니다4,5. 침입성 개미는 일반적으로 다중 여왕 군집 구조, 광범위한 다성체, 인위적 서식지에서의 성공 등 일련의 특성을 공유합니다. 많은 침입 개미 종은 넓은 지리적 영역에 걸쳐 수백만 명의 개체로 구성된 극도로 큰 군체인 초군체를 형성합니다(예: Linepithema humile6, Pheidole megacephala7, Anoplolepis gracilipes8, Nylanderia fulva9). 초식민지 개체군은 영토적 행동과 종내 공격성의 부재, 유전적으로 서로 구별할 수 없는 밀집된 상호 연결된 둥지 네트워크, 높은 인구 밀도, 싹트기에 의한 식민지 분산, 토착 유기체에 대한 생태학적 지배력이 특징입니다. 또한 많은 초군체 개미는 농업, 도시 및 야생 서식지의 해충입니다11.