Muurahaiset kommunikoivat keskenään feromonien, äänien ja kosketuksen avulla. Feromonien käyttö kemiallisina signaaleina on muurahaisilla kehittyneempää kuin monilla muilla hyönteisryhmillä. Muiden hyönteisten tavoin muurahaiset havaitsevat hajuja antenniensa avulla, joten niillä on kiehtova ja ihailtava hajuaisti.
Miksi muurahaiset tarvitsevat hajuaistia?
Muurahaisilla on hajuaisti, jonka avulla ne pystyvät etsimään sopivia parittelukumppaneita, paikallistamaan ruokaa, paikallistamaan pesänsä, kokoamaan yksilöitä taistelemaan pesän saalistajia vastaan sekä tunnistamaan ja viestimään pesäkkeensä muodostavien ryhmien tai kastien kanssa.
Muurahaisen hajuaisti pyörii hajusignaalien (feromonien) tuottamisen ja tunnistamisen ympärillä, jotka toimivat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.
Myös kasvit lähettävät feromonivihjeitä, jotka myös sanelevat muurahaisten ja muiden hyönteisten käyttäytymistä. Feromonit ympäröivät muurahaisen elinympäristöä, joten muurahaisen kyky havaita ja erottaa hajujen täyttämät ympäristöt toisistaan edellyttää hyvin monimutkaista ja kehittynyttä hajujen tunnistusjärjestelmää.
Miten se toimii?
Miten tämä kehittynyt hajujen tunnistusjärjestelmä toimii muurahaisissa? Vanderbiltin yliopiston tutkijoiden tekemässä tutkimuksessa havaittiin, että hyönteisillä on useita erilaisia hajuaistielimiä (liittyy hajuun), jotka keräävät feromonisignaaleja.
Suurin osa näistä hajuja keräävistä elimistä sijaitsee muurahaisen antenneissa, mutta joillakin muurahaislajeilla elimet voivat sijaita suupielissä tai jopa sukupuolielimissä. Jotta ymmärtäisimme paremmin, mitä tapahtuu, kun muurahainen haistaa kemiallisen hajun, voimme tarkastella yksinkertaista selitystä prosessista:
- Ensimmäisessä vaiheessa feromonimolekyylit poimitaan pienillä karvoilla, joita kutsutaan sensilloiksi ja jotka sijaitsevat antenneissa. Sensillat sisältävät erityisiä soluja, jotka tuottavat proteiineja, joita kutsutaan hajua sitoviksi proteiineiksi, vastauksena sensillojen poimimaan feromoniin. Nämä proteiinit kulkeutuvat hermostoon sensilloissa olevan huokosen kautta.
- Mutta pelkkä feromonien kerääminen ei riitä ohjaamaan hyönteisen käyttäytymistä. Seuraavassa vaiheessa hermostoon päässeet hajumolekyylit aiheuttavat reaktion, joka synnyttää sähköenergiaa sisältäviä hermoimpulsseja, jotka kulkevat hyönteisen hermoston kautta aivoihin ja stimuloivat muurahaisen käyttäytymistä.
- Yhteenvetona voidaan todeta, että muurahainen on ”haistanut” feromonin, ja muurahaisen aivot stimuloivat sitä tavoittelemaan parittelukumppania, etsimään ruokalähdettä tai palaamaan takaisin kotipesään, mikä kaikki riippuu kemiallisista signaaleista, jotka ohjaavat muurahaisen käyttäytymistä.
Kommunikaatio tuoksun välityksellä
Muurahaiset näyttävät kykenevän haistamaan suurimman osan aineksista, jotka ihminen voi haistaa. Ruokaa etsivä muurahaisen työntekijä saattaa löytää maukkaan ruoan lähteen, ja palatessaan pesäänsä muurahainen jättää jälkeensä feromonijäljen, jota työtoverinsa voivat seurata ruoanlähteelle.
Minuuteissa saattaa näkyä muurahaisjono, joka suuntaa kohti ruokaa ja palaa pesään. Aivot, jotka ohjaavat kaikkea tätä, ovat tilavuudeltaan noin kuutiomillimetrin tuhannesosan suuruiset, ja niissä voi olla 20 000-100 000 hermosolua.
Oppi muurahaisten hajusta
Muurahaisten feromoneja ja feromonien vaikutusta muurahaisten käyttäytymiseen koskevan perustutkimuksen tuloksena muurahaisten feromonitutkimuksen tuloksena voi syntyä monia mahdollisia keksintöjä ja potentiaalisia kehityskohteita integroituja tuholaistorjuntatuotteita varten.
Tällainen tutkimus voisi esimerkiksi johtaa tiettyyn muurahaiskäyttäytymiseen suunnattujen synteettisten feromonien kehittämiseen, jotka voisivat mahdollisesti estää muurahaisia kommunikoimasta kemiallisten signaalien avulla. Tällaiset kemialliset läpimurrot voisivat johtaa siihen, että muurahaiset hämmentyisivät ja käyttäytyisivät epänormaalisti altistuessaan synteettisille, kohdennetuille feromoneille.