مستعمرة النمل

مستعمرة النمل هي مجموعة من النمل ، عادةً من نوع واحد، قادرة على إتمام دورة حياتها بالكامل. مستعمرات النمل اجتماعية للغاية ، جماعية، ومنظمة بكفاءة ، وهي تشبه إلى حد كبير تلك الموجودة في غشائيات الأجنحة الاجتماعية الأخرى ، على الرغم من أن المجموعات المختلفة منها طورت السلوك الاجتماعي بشكل مستقل من خلال التطور التقاربي . ^{[ 1 ]} تتكون المستعمرة النموذجية من ملكة واحدة أو أكثر تضع البيض ، والعديد من الإناث العقيمة (العاملات، والجنود)، وفي مواسم معينة، العديد من الذكور والإناث المجنحة الجنسية. ^{[ 2 ]} من أجل إنشاء مستعمرات جديدة، يقوم النمل برحلات جوية تحدث في أوقات مميزة لكل نوع من اليوم. ^{[ 3 ]} تغادر أسراب من الأفراد المجنحة الجنسية (المعروفة باسم الأفراد المجنحة ) العش بحثًا عن أعشاش أخرى. ^{[ 4 ]} يموت الذكور بعد ذلك بوقت قصير، إلى جانب معظم الإناث. ^{[ 5 ]} نسبة صغيرة من الإناث تنجو لبدء أعشاش جديدة. ^{[ 6 ]}

يشير مصطلح "مستعمرة النمل" إلى مجموعة من النمل العامل، والأفراد القادرة على التكاثر، واليرقات التي تعيش معًا وتتعاون فيما بينها دون عدائية. غالبًا ما تتألف هذه المجموعة من النسل المرتبط جينيًا بملكة واحدة، مع أن هذا ليس قاعدة عامة لجميع أنواع النمل. ^{[ 6 ]} يُطلق اسم "مزرعة النمل" عادةً على أعشاش النمل المحفوظة في مخازن خاصة (فورميكاريا) ، معزولة عن بيئتها الطبيعية . يصنع العلماء هذه المخازن لدراستها من خلال تربيتها أو الحفاظ عليها مؤقتًا. ^{[ 7 ] [ 8 ]} اسم آخر هو "فورميكاريا"، وهو مشتق من الكلمة اللاتينية القديمة formīcārium . كما أن الكلمة مشتقة من كلمة formica . ^{[ 9 ]} "أعشاش النمل" هي المساحات المادية التي يعيش فيها النمل. يمكن أن تكون هذه الأعشاش تحت الأرض، أو في الأشجار، أو تحت الصخور، أو حتى داخل ثمرة بلوط واحدة. ^{[ 6 ]} يُطلق اسم "تلة النمل" على الأعشاش الموجودة فوق سطح الأرض حيث يقوم النمل العامل بتكديس الرمل أو التربة خارج المدخل، مُشكلاً تلة كبيرة. ^{[ 10 ]} مع ذلك، في اللغة الإنجليزية المستخدمة في أفريقيا وأستراليا، يُستخدم مصطلح "تلة النمل" أو "تلة النمل" بشكل غير رسمي للإشارة إلى الهياكل الأكثر بروزًا التي يبنيها النمل الأبيض ، والذي يُعد مصطلح "تلة النمل الأبيض" هو المصطلح الأكثر دقة من الناحية العلمية. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

يُعدّ حجم المستعمرة (عدد الأفراد التي تُشكّل المستعمرة) عاملاً بالغ الأهمية للنمل، إذ يُؤثّر على كيفية بحثه عن الطعام، وكيفية دفاعه عن أعشاشه، وكيفية تزاوجه، وحتى مظهره الخارجي. غالبًا ما يُنظر إلى حجم الجسم على أنه العامل الأهم في تشكيل التاريخ الطبيعي للكائنات غير المستعمرة؛ وبالمثل، يُعدّ حجم المستعمرة عاملاً أساسيًا في التأثير على كيفية تنظيم الكائنات المستعمرة بشكل جماعي. ^{[ 13 ] [ 6 ]} تتفاوت أحجام المستعمرات بشكل كبير: فبعضها لا يتجاوز بضعة نملات تعيش في غصن صغير، بينما البعض الآخر مستعمرات ضخمة تضم ملايين النملات العاملة. قد يكون التباين الموسمي داخل مستعمرة النمل الواحدة هائلاً. على سبيل المثال، في نملة Dolichoderus mariae ، قد ينتقل عدد النملات في مستعمرة واحدة من حوالي 300 نملة عاملة في الصيف إلى أكثر من 2000 نملة عاملة لكل ملكة في الشتاء. ^{[ 14 ]} قد تُؤدّي العوامل الوراثية والبيئية إلى زيادة التباين بين مستعمرات مختلفة من النوع الواحد. قد تختلف أحجام مستعمرات أنواع النمل المختلفة، حتى تلك التي تنتمي إلى نفس الجنس، اختلافاً هائلاً: فقد ورد أن مستعمرات النمل من نوع Formica yessensis تضم 306 مليون عاملة، بينما تضم ​​مستعمرات النمل من نوع Formica fusca أحياناً 500 عاملة فقط. ^{[ 13 ]}

تحدث المستعمرة العملاقة عندما تتحد العديد من مستعمرات النمل المنتشرة على مساحة واسعة. وتستمر هذه المستعمرات في تمييز الاختلافات الجينية فيما بينها للتزاوج، لكنها تتجنب العدوان. ^{[ 15 ]} حتى عام 2000، كانت أكبر مستعمرة نمل عملاقة معروفة تقع على ساحل إيشيكاري في هوكايدو ، اليابان. وقُدِّر عدد النمل العامل فيها بـ 306 ملايين نملة، ومليون ملكة، تعيش في 45 ألف عش متصلة بممرات تحت الأرض، على مساحة 2.7 كيلومتر ^مربع (670 فدانًا) . ^{[ 16 ]} وفي عام 2000، عُثر على مستعمرة عملاقة ضخمة من النمل الأرجنتيني في جنوب أوروبا (نُشر التقرير عام 2002). ^{[ 17 ]} من بين 33 مجموعة من النمل تعشش على امتداد 6004 كيلومترات (3731 ميلًا) على طول سواحل البحر الأبيض المتوسط ​​والمحيط الأطلسي في جنوب أوروبا، تنتمي 30 مجموعة إلى مستعمرة عملاقة واحدة تضم ملايين الأعشاش ومليارات من النمل العامل، تتخللها ثلاث مجموعات من مستعمرة عملاقة أخرى. ^{[ 17 ]} يزعم الباحثون أن هذه الحالة من أحادية المستعمرة لا يمكن تفسيرها بفقدان التنوع الجيني نتيجةً للاختناق الجيني للنمل المستورد. ^{[ 17 ]} في عام 2009، ثبت أن أكبر مستعمرات النمل العملاقة في اليابان وكاليفورنيا والأرجنتين الأوروبية هي في الواقع جزء من "مستعمرة ضخمة" عالمية واحدة. ^{[ 18 ]} لهذا السبب، لا شك في أن المستعمرة العملاقة الأرجنتينية العابرة للقارات تمثل أكبر مجتمع حيواني معروف من حيث عدد السكان. ^{[ 19 ]}  

تم العثور على مستعمرة عملاقة أخرى، يبلغ عرضها حوالي 100 كيلومتر (62 ميلاً) ، تحت مدينة ملبورن ، أستراليا في عام 2004. ^{[ 20 ]}  

تُستخدم المصطلحات التالية بشكل شائع بين علماء النمل لوصف السلوكيات التي يُظهرها النمل عند تأسيس وتنظيم المستعمرات: ^{[ 6 ] : ص 209}

أحادية الزوجة

إنشاء مستعمرة نمل تحت ملكة واحدة تضع البيض.

تعدد الزوجات

إنشاء مستعمرة نمل تحت سيطرة ملكات متعددة تضع البيض.

قلة النساء

إنشاء مستعمرة متعددة الملكات حيث تبقى الملكات المتعددة التي تضع البيض بعيدة عن بعضها البعض في العش.

هابلوميتروس

تأسيس مستعمرة بواسطة ملكة واحدة.

تضخم الرحم

تأسيس مستعمرة بواسطة ملكات متعددة.

المونودوميا

إنشاء مستعمرة في موقع عش واحد.

داء البولي

إنشاء مستعمرة عبر مواقع أعشاش متعددة.

تتمتع مستعمرات النمل ببنية اجتماعية معقدة. فمهام النمل محددة وقابلة للتغيير تبعًا لعمره. ومع تقدم النمل في العمر، تنتقل مهامه بعيدًا عن الملكة، مركز المستعمرة. ويعمل النمل الأصغر سنًا داخل العش لحماية الملكة والصغار. وفي بعض الأحيان، تغيب الملكة، فيحل محلها النمل العامل الذي يضع البيض. ولا يستطيع هذا النمل العامل وضع سوى بيض أحادي المجموعة الكروموسومية، مما ينتج عنه ذرية عقيمة. ^{[ 21 ]} وعلى الرغم من لقب الملكة، إلا أنها لا تفوض المهام إلى النمل العامل؛ بل يختار النمل مهامه بناءً على تفضيلاته الفردية. ^{[ 2 ]} كما يعمل النمل كمستعمرة كـ"عقل جماعي فائق". إذ يستطيع النمل مقارنة المناطق وحل المشكلات المعقدة باستخدام المعلومات التي يحصل عليها كل فرد من أفراد المستعمرة للعثور على أفضل موقع للعش أو للعثور على الطعام. ^{[ 2 ]} وتقوم بعض أنواع النمل الطفيلية الاجتماعية، والمعروفة باسم نمل استعباد النمل، بمهاجمة المستعمرات المجاورة وسرقة اليرقات منها. ^{[ 22 ]}

تتراوح أعداد مستعمرات النمل من بضع عشرات إلى ملايين النمل، لذا يُعدّ التواصل بالغ الأهمية. ولهذا السبب، يُعرف عن النمل تواصله عبر ما يُسمى بآثار الرائحة أو آثار الفيرومونات. ^{[ 23 ]} تُفرز هذه الآثار الفيرومونية أو الرائحة من غدد معينة على جسم النملة، مع العلم أن هذه الغدد ومواقعها تختلف باختلاف أنواع النمل. ^{[ 24 ]} بشكل عام، تستطيع هذه الحيوانات تقديم تغذية راجعة إيجابية وسلبية من خلال آثار الفيرومونات هذه، ولهذا السبب يُرى النمل عادةً في صف واحد ينتقل من نقطة أ إلى نقطة ب. عندما ينجح النمل الباحث عن الطعام في العثور على الغذاء، فإنه يترك أثر الفيرومونات في طريق عودته إلى عشه، ويزداد هذا الأثر قوةً مع مرور المزيد من النمل عليه، مما يُشير إلى وجود المزيد من الطعام في تلك المنطقة، وهذا ما يُعرف بالتغذية الراجعة الإيجابية. ^{[ 23 ]} من ناحية أخرى، بمجرد استنفاد جميع الطعام، سيفقد الأثر قوته لأن النمل لن يعود يدوس عليه تاركًا فرموناته، وبالتالي سيبدو الأمر كما لو أن أثر الفرمونات لم يكن موجودًا أبدًا، وهذا ما يُعرف بالتغذية الراجعة السلبية. ^{[ 23 ]}

من المعروف أن بعض أنواع النمل، مثل نمل الفرعون، تستخدم أكثر من فرمون واحد للتواصل، مثل تحديد مسارات غنية بالطعام أو مسارات "ممنوع الدخول" للطرق غير الغنية. ^{[ 23 ]} يتميز نمل الفرعون بقدرته على ترك مسارات فرمونية قصيرة وطويلة الأمد، بالإضافة إلى إفراز مسار فرموني جاذب وآخر طارد. تعمل المسارات الفرمونية طويلة الأمد كذاكرة، تُنبه النمل إلى تفقد مسارات معينة بشكل متكرر نظرًا لارتفاع نسبة العثور على الطعام فيها. ^{[ 23 ]} أما المسارات قصيرة الأمد، فتُشير إلى مصادر الطعام التي عثر عليها النمل أثناء البحث عن الطعام. وأخيرًا، يُفرز هذا النمل فرمونًا طاردًا وآخر جاذبًا، وهو قصير الأمد، يُخبر النمل الآخر بوجود طعام في منطقة ما أو بعدم البحث فيها لعدم وجود طعام. ^{[ 23 ]}

لا يقتصر استخدام الفيرومونات في التواصل على البحث عن الطعام فحسب، بل يُستخدم أيضًا لإرسال إشارات تحذيرية بوجود خطر. فعلى سبيل المثال، يمتلك نمل قاطع الأوراق من نوع "أتا " مزيجًا فريدًا من الفيرومونات، مما يُمكّنه من تنبيه باقي أفراد النمل القاطع للأوراق إلى الخطر المُحدق. ^{[ 23 ]} ومن أشكال التواصل الأخرى التي تستخدمها بعض أنواع النمل، كالنمل النجار، التواصل عبر الاهتزازات. إذ يقوم النمل النجار بذلك عن طريق ضرب رؤوسه وبطونه بالحجرات والأنفاق التي حفرها في الخشب المتعفن أو جذوع الأشجار. تعمل هذه الاهتزازات كنظام إنذار يُحذر من الخطر، ويمكن لأفراد العش الآخرين استشعارها على بُعد عشرين سنتيمترًا أو أكثر. ^{[ 25 ]} تُتيح هذه الأشكال من التواصل للنمل الحفاظ على تنظيمه مهما بلغ حجم مستعمرته.

قد يختلف مستوى العدوان بين النمل تبعًا للعلاقة بين مستعمراته. ^{[ 26 ]} يزداد مستوى العدوان بين النمل عندما تكون المستعمرات متقاربة بسبب محدودية الموارد. ^{[ 26 ]} كما يؤثر اختلاف الحجم على مستوى العدوان، فعندما تصادف نملة كبيرة نملة أصغر حجمًا، يزداد احتمال مهاجمتها أو تدميرها. ^{[ 26 ]} في حال نشوب صراع بين مستعمرتين، فإن المستعمرة الخاسرة إما أن تتراجع أو تُدمر بالكامل. ^{[ 27 ]}

من الشائع أن تتقاتل النملات مع نملات من مستعمرات مختلفة، لكن من النادر أن ينشأ صراع بين النملات في المستعمرة نفسها. يُعدّ نمل كارديوكونديلا استثناءً لقدرته على إنتاج ذكور عديمة الأجنحة، مما يتيح لهذه الذكور فرصة التزاوج مع ملكات النمل المقيمة في العش دون الحاجة إلى مغادرته كما تفعل أنواع النمل الأخرى. ^{[ 26 ]} وبالتالي، تزداد المنافسة على التزاوج مع ازدياد عدد الذكور المتاحة. عادةً ما تتقاتل الذكور عديمة الأجنحة حتى الموت إلى أن يبقى واحد فقط في المستعمرة. تولد هذه الذكور عديمة الأجنحة بفكوك أقوى من الذكور المجنحة الأخرى، مما يمنحها فرصة أكبر للبقاء على قيد الحياة كآخر ذكر متبقٍ في المستعمرة، وبالتالي القدرة على التزاوج والتكاثر. ^{[ 26 ]}

قد يكون جمع الغذاء لمستعمرة النمل أمرًا صعبًا، إذ يجب على النمل العامل توفير غذاء يلبي احتياجاته الغذائية، مع مراعاة الاحتياجات الغذائية لبقية أفراد المستعمرة، بما في ذلك الملكة واليرقات والنمل العامل. ^{[ 28 ]} ولهذا السبب، عُرف عن هذه النمل علاقات تكافلية مع أنواع مختلفة، مثل العلاقة التكافلية بين النمل وحشرات نصفية الأجنحة . ^{[ 29 ]} يحمي النمل حشرات نصفية الأجنحة ، وهي حشرات شجرية، من المفترسات، وفي المقابل، توفر هذه الحشرات ندى عسليًا غنيًا بالكربوهيدرات، وقد لوحظ أنه يزيد من نشاط النمل وعدوانيته وحجمه وسيطرته داخل المستعمرة. ^{[ 29 ]}

ومن العلاقات التكافلية الأخرى العلاقة بين النمل والخيوط الفطرية. إذ يبني النمل العامل من نوع كريماتوجاستر الأفريقي ملاجئ صغيرة لحشرات نصفية الأجنحة باستخدام الخشب الممضوغ، ويستخدم الخيوط الفطرية لتقوية البنية. ^{[ 30 ]} كما تُستخدم الخيوط الفطرية، مثل فطريات شيتوثيرياليس وكابنودياليس ، بكثرة في بناء مستعمرات النمل، لأنها مع تقدمها في العمر تترك جدرانًا خلوية أنبوبية الشكل مقاومة، مما يضمن امتلاك هذه المستعمرات جدرانًا متينة حتى بعد موت هذه الفطريات بفترة طويلة. ^{[ 30 ]}

فنّ تلال النمل هواية جمع متنامية. يتضمن هذا الفنّ صبّ معدن منصهر (عادةً الزنك أو الألومنيوم غير السام )، أو الجص، أو الإسمنت في تلة مستعمرة النمل التي تعمل كقالب، وبعد تصلّب المعدن، يتمّ حفر الهيكل الناتج. ^{[ 31 ]} في بعض الحالات، يتطلّب هذا الأمر حفرًا مكثّفًا. ^{[ 32 ]}

تُستخدم قوالب النمل غالبًا لأغراض البحث والتعليم، لكن الكثير منها يُهدى أو يُباع ببساطة لمتاحف التاريخ الطبيعي، أو يُباع كقطع فنية شعبية أو تذكارات. ويشير والتر ر. تشينكل في كتابه "عمارة النمل: روعة وجمال وعلم أعشاش النمل تحت الأرض" إلى أن العديد من العمليات التجارية تستخدم على ما يبدو إجراءً لصب القوالب طوره ونشره استنادًا إلى عمل عالمي النمل البرازيليين مينهارد جاكوبي ولويز فورتي. عادةً ما تُختار التلال بعد أن يهجرها النمل حتى لا يُقتل أي نمل؛ ومع ذلك، في جنوب شرق الولايات المتحدة، يُعد صب القوالب في مستعمرة نشطة من نمل النار الغازي طريقة مبتكرة للقضاء عليه. ^{[ 33 ]}

تُعرف عش النمل ، في أبسط صورها، بأنها كومة من التراب أو الرمل أو إبر الصنوبر أو الطين ، أو مزيج من هذه المواد وغيرها، تتراكم عند مداخل مساكن النمل الجوفية أثناء حفرها. ^{[ 34 ]} تُبنى المستعمرة وتُحافظ عليها أسراب من النمل العامل ، الذي يحمل قطعًا صغيرة من التراب والحصى في فكوكه ويضعها قرب مخرج المستعمرة. ^{[ 35 ]} عادةً ما يضع النمل التراب أو النباتات أعلى التلة لمنعها من الانزلاق عائدةً إلى المستعمرة، ولكن في بعض الأنواع، يقوم النمل بنحت المواد بنشاط إلى أشكال محددة، وقد يُنشئ حجرات أعشاش داخل التلة. ^{[ 36 ]}

• تحسين مستعمرات النمل ، وهي تقنية في علوم الحاسوب مستوحاة من مستعمرات النمل.
• نونو سا بونسو ، اعتقاد فلبيني عن تلال النمل

• مجلة علوم الحشرات: بنية عش نملة الحصاد في فلوريدا
• ميرميدروم، محاكي واقعي لمستعمرة النمل
• النمل المجنح، الذكر، مفتاح تصنيفي ثنائي لأجناس النمل المجنح الذكر في العالم، علم البيئة السلوكي لطيران التزاوج