Formicidae

Colonie

I gruppi in cui vivono le formiche sono chiamati colonie. Una colonia ha una formica femmina chiamata regina che depone le uova. Queste uova cresceranno in altre formiche. Le grandi colonie di formiche hanno diversi tipi di formiche che crescono dalle uova. Queste sono chiamate diverse caste di formiche. Alcune sono operaie che fanno lavori come trasportare e scavare, e soldati che combattono altri animali. Le formiche operaie e soldato sono femmine. Un altro tipo di formica sono i droni che sono formiche maschio.

Le colonie di formiche davvero grandi sono a volte chiamate superorganismi. Questo significa che le formiche lavorano insieme così bene che sono come piccole parti di un unico grande animale. Le formiche non possono vivere da sole per molto tempo perché hanno bisogno di lavorare con altre formiche.

Le formiche hanno colonie quasi ovunque sul pianeta Terra. I posti che non hanno formiche sono l'Antartide perché fa molto freddo e non c'è molto cibo, luoghi lontani che le formiche non possono raggiungere, o isole perché non ci sono abbastanza cose di cui le formiche hanno bisogno.

Evoluzione

La famiglia Formicidae appartiene all'ordine degli Imenotteri, che comprende anche le mosche, le api e le vespe. Le formiche si sono evolute da una stirpe all'interno delle vespe vespoidi.

L'analisi filogenetica suggerisce che le formiche sono nate nel Cretaceo inferiore circa 110-130 milioni di anni fa, o anche prima. Una stima degli studi sul DNA colloca l'origine delle formiche a ≈140 milioni di anni fa (mya). Un altro studio la colloca nel Giurassico a 185 ± 36 mya (limiti di confidenza del 95%).

Dopo il sorgere delle piante da fiore circa 100 milioni di anni fa, le formiche si sono diversificate. Sono diventate ecologicamente dominanti circa 60 milioni di anni fa.

Nel 1966 E.O. Wilson e i suoi colleghi identificarono i resti fossili di una formica (Sphecomyrma freyi) del periodo Cretaceo. L'esemplare, intrappolato nell'ambra e risalente a più di 80 milioni di anni fa, ha caratteristiche sia di formiche che di vespe. Sphecomyrma era probabilmente una foraggiatrice di terra, ma alcuni suggeriscono che le formiche primitive erano probabilmente predatori sotto la superficie del suolo.

Durante il periodo Cretaceo, alcune specie di formiche primitive erano molto diffuse nel supercontinente Laurasiano (l'emisfero nord). Erano scarse rispetto agli altri insetti, rappresentando circa l'1% della popolazione di insetti.

Le formiche divennero dominanti dopo la radiazione adattativa all'inizio del Cainozoico. Nell'Oligocene e nel Miocene le formiche arrivarono a rappresentare il 20-40% di tutti gli insetti trovati nei principali depositi fossili. Delle specie che vivevano nell'Eocene, circa un genere su dieci sopravvive fino ad oggi. I generi che sopravvivono oggi comprendono il 56% dei generi nei fossili di ambra baltica (inizio Oligocene) e il 92% dei generi nei fossili di ambra dominicana (apparentemente inizio Miocene). ^p23

Le termiti, anche se a volte sono chiamate formiche bianche, non sono formiche e appartengono all'ordine Isoptera. Le termiti sono in realtà più strettamente legate agli scarafaggi e alle mantidi. Le termiti sono eusociali ma differiscono notevolmente nella genetica della riproduzione. La struttura sociale simile è attribuita all'evoluzione convergente. Le formiche vellutate sembrano grandi formiche, ma sono vespe femmine senza ali.

Formiche fossilizzate nell'ambra del Baltico

Sviluppo e riproduzione

La vita di una formica inizia da un uovo. Se l'uovo è fecondato, la progenie sarà femmina (diploide), altrimenti sarà maschio (aploide). Le formiche si sviluppano per metamorfosi completa, con gli stadi larvali che passano attraverso uno stadio pupale prima di emergere come adulto. La larva è nutrita e curata dalle operaie.

Il cibo viene dato alle larve tramite la trofallassi, un processo in cui una formica rigurgita il cibo liquido tenuto nel suo raccolto. Questo è anche il modo in cui gli adulti condividono il cibo, immagazzinato nello "stomaco sociale", tra di loro.

Le larve possono anche ricevere cibo solido portato dai lavoratori foraggiatori e, in alcune specie, possono anche essere portate alla preda catturata. Le larve crescono attraverso una serie di mute ed entrano nello stadio pupale.

La differenziazione in regine e operaie (che sono entrambe femmine), e diverse caste di operaie, è influenzata in alcune specie dal cibo che le larve ricevono. Le influenze genetiche e il controllo dell'espressione genica da parte dell'alimentazione sono complessi. La determinazione della casta è uno dei principali argomenti di ricerca. ^{p351, 372}

Un nuovo operaio passa i primi giorni della sua vita adulta a prendersi cura della regina e dei piccoli. Poi scava e fa altri lavori nel nido, e più tardi difende il nido e si foraggia. Questi cambiamenti sono a volte abbastanza improvvisi e definiscono quelle che sono chiamate caste temporali. Una spiegazione per la sequenza è suggerita dalle alte perdite coinvolte nel foraggiamento, rendendolo un rischio accettabile solo per le formiche che sono più vecchie e che probabilmente moriranno presto per cause naturali.

Accoppiamento

La maggior parte delle specie di formiche hanno un sistema in cui solo la regina e le femmine riproduttrici possono accoppiarsi. Contrariamente alla credenza popolare, alcuni nidi di formiche hanno regine multiple (poliginia). La storia della vita di Harpegnathos saltator è eccezionale tra le formiche perché sia le regine che alcune operaie si riproducono sessualmente.

Le formiche maschio alate, chiamate droni, emergono dalle pupe con le femmine riproduttrici (anche se alcune specie, come le formiche dell'esercito, hanno regine senza ali), e non fanno nulla nella vita tranne mangiare e accoppiarsi.

Il volo nuziale

La maggior parte delle formiche produce una nuova generazione ogni anno. Durante il periodo di riproduzione specifico della specie, i nuovi riproduttori, maschi alati e femmine, lasciano la colonia in quello che viene chiamato un volo nuziale. In genere, i maschi prendono il volo prima delle femmine. I maschi poi usano spunti visivi per trovare un terreno di accoppiamento comune, per esempio, un punto di riferimento come un pino verso il quale convergono altri maschi nella zona. I maschi secernono un feromone di accoppiamento che le femmine seguono. Le femmine di alcune specie si accoppiano con un solo maschio, ma in altre possono accoppiarsi da uno a dieci o più maschi diversi. Le femmine accoppiate poi cercano un posto adatto per iniziare una colonia. Lì, si staccano le ali e cominciano a deporre e curare le uova. Le femmine conservano lo sperma che ottengono durante il loro volo nuziale per fecondare selettivamente le uova future.

I primi lavoratori che si schiudono sono deboli e più piccoli dei lavoratori successivi, ma iniziano a servire la colonia immediatamente. Allargano il nido, cercano il cibo e si prendono cura delle altre uova. Questo è il modo in cui iniziano le nuove colonie nella maggior parte delle specie. Le specie che hanno più regine possono avere una regina che lascia il nido insieme ad alcune operaie per fondare una colonia in un nuovo sito,^p143 un processo simile alla sciamatura nelle api da miele.

Una vasta gamma di strategie riproduttive è stata notata nelle specie di formiche. Le femmine di molte specie sono note per essere in grado di riprodursi asessualmente attraverso la partenogenesi, e una specie, Mycocepurus smithii è nota per essere tutta femminile.

Le colonie di formiche possono essere molto longeve. Le regine possono vivere fino a 30 anni e le operaie vivono da 1 a 3 anni. I maschi, tuttavia, sono più transitori e sopravvivono solo poche settimane. Si stima che le regine delle formiche vivano 100 volte più a lungo degli insetti solitari di dimensioni simili.

Le formiche sono attive tutto l'anno ai tropici ma, nelle regioni più fredde, sopravvivono all'inverno in uno stato di quiescenza o inattività. Le forme di inattività sono varie e alcune specie temperate hanno larve che vanno in stato di inattività (diapausa), mentre in altre, i soli adulti passano l'inverno in uno stato di ridotta attività.

Nido di formiche carnivore durante la sciamatura.


Formiche che si accoppiano.

Usa

Può sembrare strano che le formiche abbiano degli usi, ma ce ne sono alcuni. Alcune persone usano le formiche per il cibo, la medicina e i rituali. Alcune specie di formiche sono usate per il controllo dei parassiti (mangiano i parassiti che distruggono il cibo per gli umani). Possono però danneggiare i raccolti ed entrare negli edifici. Alcune specie, come la formica rossa del fuoco importata, vivono in luoghi dove sono arrivate per puro caso.

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