Respondiendo a esta pregunta, pensé: "Bueno, todo se sabe con seguridad sobre las hormigas, ¡y qué, y cómo y cómo escuchan!" Resultó, ¡nada de eso! Para los mirmecólogos (como llaman a los especialistas en hormigas), solo una cosa es segura: las hormigas pueden comunicarse mediante sonidos. Y si es así, significa que definitivamente tienen audición y órganos que (con un estiramiento bastante grande) pueden llamarse oídos.
Y las "orejas" de las hormigas no se parecen en nada a lo que estamos acostumbrados a llamar a esta hermosa palabra. Y hay varios tipos de "orejas". Y oír no es de ninguna manera su única función. Y están ubicados no solo en la cabeza, sino también … Está bien, sobre todo en orden.
Como sabe, los sonidos pueden propagarse no solo a través del aire, sino también a través de líquidos (por ejemplo, agua) e incluso sobre sólidos (por ejemplo, tierra, troncos de árboles y hojas). Y si para las personas lo más importante son los sonidos de "aire", entonces para las hormigas que se arrastran por el suelo, los árboles y otras cosas sólidas durante toda su vida, los sonidos "fuertes" son de gran importancia. (En principio, una persona también es capaz de escuchar sonidos de "sustrato duro". Recuerde a Vasilisa la Hermosa, que pone su oído en el suelo para escuchar qué tan lejos está galopando Kashchei el Inmortal en su heroico caballo).
Y para reconocer esos sonidos "sólidos", es necesario poder percibir vibraciones, vibraciones del sustrato. Y para esto, dos orejas en la cabeza no son suficientes: los órganos de la audición deben ubicarse donde solo el cuerpo entre en contacto con la superficie "sonora", es decir, prácticamente en todo el cuerpo.
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Figura: 1. La estructura del órgano acordeón. Los escolopidios son como hilos estirados entre la cutícula y la membrana flexible. Cuando la cutícula se mueve, arrastra consigo el escolopidio y provoca la excitación de la neurona localizada en este escolopidio. Imagen de what-when-how.com
En estructura, estos órganos tampoco se parecen en lo más mínimo a los oídos de las personas o, digamos, a las liebres. Como no deben percibir ondas que vuelan en el aire, no necesitan ese "receptor" externo en forma de concha, al que estamos acostumbrados a llamar oído. Y estos órganos auditivos constan de "hilos" peculiares (se les llama escolopidios) estirados entre la cutícula (esqueleto externo de un insecto) y una membrana flexible especial. Cada scolopidium consta de tres células, una de las cuales es nerviosa. Si la superficie que toca la hormiga comienza a vibrar, la cutícula comenzará a tirar de la escolopidia. Cuando se estira el scolopidium, la célula nerviosa bajo la influencia de la tensión se excita y envía un impulso al nodo nervioso correspondiente. Así, las vibraciones de la superficie se transforman en impulsos nerviosos y la hormiga escucha el sonido. Los órganos descritos anteriormente se denominan cordotonales y están involucrados no solo en la distinción de sonidos, sino también en la propiocepción, es decir, sienten el estiramiento muscular y determinan la posición del cuerpo en el espacio.
Entonces, descubrimos los sonidos "duros". Pero, ¿la hormiga también escucha sonidos de "aire"? Aún no hay una respuesta definitiva a esta pregunta, pero es posible extrapolar a las hormigas los datos obtenidos sobre otros insectos, por ejemplo, mosquitos y moscas.
Y las moscas y los mosquitos pueden escuchar sonidos de "aire" con la ayuda de cerdas especiales ubicadas en las antenas. Una onda de sonido mueve tal cerda, la cerda tira del scolopidium, desde el cual se descarga la neurona ubicada en el scolopidium y envía un impulso al nodo nervioso. Estos órganos auditivos se denominan órganos de Johnston. Son un subtipo de órganos cordotonales y son sensibles solo en el campo cercano (generalmente a una distancia de no más de decenas de centímetros). Es fácil entender que no solo sentirán los sonidos como tales, sino también cualquier vibración en el aire, por ejemplo, el viento causado por un matamoscas que se aproxima.
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Y además, los insectos tienen otro tipo de órganos sensoriales capaces de percibir sonidos: la sensilla tricoide. Esta frase compleja se refiere a las diminutas cerdas del cuerpo de un insecto. Estas cerdas están conectadas directamente (y no a través del escolopidio, como los órganos de Johnston) a la terminación nerviosa, y cuando una onda de sonido (o simplemente viento) hace vibrar la sensilla tricoide, la terminación nerviosa se excita y genera un impulso, y como resultado, la información sobre las vibraciones llega al nodo nervioso correspondiente. … Las hormigas tienen sensilla tricoide, pero aún no está del todo claro si son lo suficientemente sensibles para percibir sonidos.
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Figura: 2. Antenas de una hormiga (micrografía electrónica). Las antenas transportan los órganos de Johnston, así como muchas sensillas tricoides, pero no se sabe si son lo suficientemente sensibles para escuchar sonidos. La longitud de la barra de escala en la figura superior es de 500 µm, en la inferior - 200 micrones. Foto del artículo: R. Hickling y RL Brown. Análisis de la comunicación acústica por hormigas // Journ. Acoust. Soc. Amer. 2000. V. 108, núm. 4. Pp. 1920-1929
Pero algo se sabe sobre cómo las hormigas usan las alarmas sonoras.
Por ejemplo, las hormigas campotus, o las hormigas carpinteras, royendo sus nidos en madera, golpean las paredes del nido con sus mandíbulas o vientre para convocar a sus congéneres para protegerlo.
Y todavía muchas hormigas son capaces de piar, frotando su abdomen con "ralladores" especiales en el tallo entre el pecho y el abdomen (Fig. 3). El parloteo es apenas audible, el oído humano apenas puede distinguirlo incluso a corta distancia. Sin embargo, este volumen es suficiente para las hormigas, y pueden comunicarse perfectamente entre sí mediante chirridos.
Figura: 3. La mayoría de las hormigas hacen sonidos al frotar el abdomen (Gaster) contra el tallo (Postpetiole). Foto del artículo: R. Hickling y RL Brown. Análisis de la comunicación acústica por hormigas // Journ. Acoust. Soc. Amer. 2000. V. 108, núm. 4. Pp. 1920-1929
Por ejemplo, este chirrido se transmite a través del suelo. Los Vástagos pueden desenterrar una hormiga enterrada en la arena, habiendo escuchado sus "gritos de auxilio".
Y a través de las hojas y ramas de los árboles, también se transmite la vibración del gorjeo. Algunas hormigas lo usan de una manera muy inesperada. Resultó que en las hormigas cortadoras de hojas, la vibración del abdomen se transmite a las mandíbulas (mandíbulas). Cuando las mandíbulas cortan la hoja, vibran a una frecuencia de aproximadamente 1 kHz (¡mil veces por segundo!). Gracias a esto, la hoja se corta, si no más rápido, más suave y precisa.
Y más tarde resultó que las hormigas chirrían más a menudo cuando no cortan más fuerte, ¡sino hojas más deliciosas! Resultó que mientras hacían esto, los trabajadores más pequeños corren hacia las hormigas obreras más grandes. Luego, un trabajador grande arrastra la hoja cortada al hormiguero y los pequeños se suben a la hoja y la montan. Pero no solo cabalgan, sino que, por ejemplo, protegen a los porteadores de las moscas que intentan colocar sus testículos sobre los cuerpos de los grandes trabajadores.
Recientemente, resultó que los sonidos para la comunicación son utilizados no solo por las hormigas, sino también por sus parásitos. Cientos de otras especies de insectos suelen vivir en un hormiguero. Entre ellos se encuentran las orugas de algunas mariposas de ojos azules. Estas orugas son similares a la larva de una determinada especie de hormigas en apariencia y, lo más importante, en olor. Las hormigas trabajadoras, al encontrar una oruga así, la arrastran al nido. Las orugas de algunas especies continúan imitando a las larvas tan bien que las hormigas obreras las alimentan como a sus propias hermanitas (las hormigas obreras son hembras estériles y las larvas son sus hermanas).
Recientemente se reveló que las orugas y pupas de las "palomas cuco" emiten sonidos, imitando a las hormigas adultas. Al mismo tiempo, resultó que en las hormigas hospedadoras (una de las especies del género Myrmica), las reinas y las hormigas obreras gorjean de manera diferente. Si reproduce los sonidos emitidos por el útero a las trabajadoras, estas rodean la fuente de sonido y asumen posturas "protectoras" características, como si protegieran el útero real. Las astutas orugas y pupas de las palomas imitan los sonidos del útero, ¡y las hormigas obreras se apresuran a protegerlas!
Este ejemplo muestra que los sonidos pueden jugar un papel importante en la vida de la familia de las hormigas: en particular, la "voz bien colocada" real ayuda al útero a ocupar el nivel más alto de la jerarquía. Esto significa que las hormigas son muy conscientes de los diferentes sonidos de sus parientes, sin importar lo que escuchen …
El autor agradece a N. G. Bibikov, A. A. Zakharov y Vera Bashmakova por el consejo y la ayuda para preparar la respuesta.
Autor: Sergey Glagolev
