كيف تختار النملات ملكتهن؟

ملكة النمل هي الفرد الرئيسي المسؤول عن التكاثر في المستعمرة، أي إنها المسؤولة عن وضع البيض الذي سينمو في نهاية المطاف ليصبح نملًا جديدًا. وفي مستعمرات النمل التي قد تضم آلاف الأفراد أو حتى ملايينهم، تكون الملكة عادةً الأكبر حجمًا، وقد تعيش سنوات عديدة، وأحيانًا حتى 30 عامًا! وعلى خلاف معظم النمل الآخر، المعروف باسم العاملات، تستطيع الملكة التكاثر، وهو دورها الأساسي في المستعمرة.

ملكات النمل كبير الرأس وعاملاته وجنوده (حقوق الصورة: Nigel Main)

في حين أن عاملات النمل إناث عقيمة تساعد في جمع الطعام وبناء العش والدفاع عن المستعمرة، ينصب دور الملكة على ضمان وجود عدد كافٍ من النمل لاستمرار المستعمرة.

ما دور ملكة النمل؟

يتمثل دور ملكة النمل في توفير إمداد مستمر من النمل الجديد لنمو المستعمرة ودعمها. فعندما تبدأ مستعمرة جديدة، تضع بيضًا ينمو ليصبح عاملات يتولين بعد ذلك جميع المهام اليومية للمستعمرة، مثل البحث عن الطعام وحماية العش ورعاية صغار النمل. وعلى الرغم من أن الملكة لا توجه أنشطة المستعمرة أو تتحكم فيها مباشرة، فإن وجودها يطلق إشارات كيميائية تُسمى الفيرومونات، تساعد على تنظيم المستعمرة والحفاظ على بنيتها. وتساعد هذه الفيرومونات أيضًا على تنظيم موعد تحول النملات الأخرى إلى أفراد قادرة على التكاثر، وهي عملية تُسمى الضبط، ولا تحدث عادةً إلا عند الحاجة إلى ملكة جديدة أو ذكور لتوسيع المستعمرة.

من البيضة إلى الملكة: كيف تبدأ الحكاية

تبدأ حياة النملة كبيضة، ولمدة قصيرة تكون كل بيضة متعددة القدرات، أي يمكن أن تنمو لتصبح عاملة أو ملكة. فما الذي يجعل بيضة تصبح عاملة وأخرى ملكة؟ تكمن الإجابة في مجموعة من العوامل البيئية، مثل التغذية ودرجة الحرارة، وأحيانًا حتى العوامل الوراثية.

نمل الحقول الأسود (Lasius sp) مع شرانق الملكات والعاملات

1. التغذية والنظام الغذائي: لدى أنواع كثيرة من النمل، تحدد كمية الطعام المقدمة لليرقة النامية وجودته ما إذا كانت ستصبح ملكة أم عاملة. وغالبًا ما تتلقى يرقات الملكات طعامًا أكثر ونظامًا غذائيًا أغنى من يرقات العاملات. وتحدث عملية مماثلة لدى نحل العسل، إذ تُغذّى اليرقات التي ستصبح ملكات على غذاء خاص يُسمى غذاء ملكات النحل. ورغم أن النمل لا يقدم غذاء ملكات النحل، فإنه يطعم ملكاته المستقبلية أطعمة أغنى بالبروتين. ويتيح هذا النظام الغذائي الغني ليرقات الملكات أن تنمو لتصبح بالغات أكبر حجمًا ولديها أعضاء تناسلية متخصصة.

2. درجة الحرارة والتغيرات الموسمية: قد تؤثر درجة الحرارة التي تنمو فيها اليرقات في مصيرها لدى بعض الأنواع. فمثلًا، تزداد احتمالية تحوّل أنواع معينة من النمل إلى ملكات إذا تعرضت لدرجات حرارة منخفضة تحاكي الشتاء. ويعتقد العلماء أن هذا التكيف يساعد المستعمرات على إنتاج الملكات فقط عندما يحين الموسم المناسب لخروجها للتزاوج وتأسيس مستعمرات جديدة.

3. إشارات كيميائية من الملكة: لدى الملكات وسيلة قوية أخرى للتحكم في إنتاج مزيد من الملكات، وهي الفيرومونات. وهذه إشارات كيميائية يستخدمها النمل للتواصل. تطلق الملكة فيرومونات خاصة تخبر العاملات بألا يربين ملكات جديدة. 

الفيرومونات: كيف تتحكم الملكات في مستعمراتها

يتواصل النمل أساسًا عبر الفيرومونات. والفيرومونات رسائل كيميائية غير مرئية تخبر النمل الآخر بما ينبغي فعله، وإلى أين يذهب، وكيف يستجيب. وتؤدي الفيرومونات دورًا حاسمًا في تحديد من سيصبح الملكة التالية.

بعض أنواع النمل، مثل النمل القافز (Harpegnathos sp) ، تجبر أفرادًا على اتخاذ دور العاملات عبر «الرقابة».

 

1. الفيرومونات المثبطة: تطلق ملكات النمل فيرومونات مثبطة لمنع العاملات من تربية ملكات جديدة. ويساعد ذلك على الحفاظ على استقرار بنية المستعمرة. 

2. إشارات التغيير: إذا تقدمت الملكة في السن أو مرضت أو ماتت، يتوقف إنتاج هذه الفيرومونات أو يتباطأ. وهذا يحفز العاملات على بدء تربية ملكات جديدة. وقد يخترن عدة يرقات ويطعمنها غذاءً أغنى تحتاج إليه لتنمو وتصبح ملكات. وفي نهاية المطاف، ستخرج يرقة واحدة أو أكثر من هذه اليرقات في هيئة ملكات جديدة، بحسب احتياجات المستعمرة.

3. الرقابة: في مستعمرات النمل، تشير الرقابة إلى السلوكيات التي تستخدمها العاملات للحفاظ على النظام الاجتماعي ومنع التكاثر غير المصرح به. مع أن الملكة هي النملة الوحيدة التي تضع البيض عادةً، تستطيع بعض العاملات وضع بيض غير مخصب يتطور إلى ذكور. لكن هذا قد يخل بتنظيم المستعمرة، لذا تمارس العاملات الرقابة لمنعه. فهي تكشف هذا البيض وتزيله، عادةً بأكله، وبذلك تفرض احتكار الملكة للتكاثر. ويساعد هذا السلوك الرقابي على إبقاء المستعمرة مستقرة وفعالة، إذ يضمن توجيه الموارد إلى تربية نسل الملكة، ما يدعم بنية المستعمرة ونجاحها عمومًا.

التأثيرات الجينية: حين يحدد الحمض النووي للملكة مصيرها

مع أن البيئة والفيرومونات هما أكثر أساليب اختيار الملكات شيوعًا، يمكن أن تؤدي الوراثة دورًا في بعض أنواع النمل. فعلى سبيل المثال، تُنتَج الملكات في بعض أنواع نمل الحصاد وفق توليفات جينية معينة.

بعض أنواع نمل الحصاد في Pogonomyrmex barbatus وPogonomyrmex rugosus

في هذه الأنواع، تنتمي العاملات والملكات إلى سلالات جينية مختلفة، ولا تصبح النملة ملكة إلا عند اجتماع توليفات جينية معينة. عندما تتزاوج الملكة مع ذكر يحمل نوعًا جينيًا معينًا، يضمن ذلك أن يصبح بعض نسلها ملكات والبعض الآخر عاملات. هذا النظام الجيني غير مألوف ولا يوجد في معظم أنواع النمل، لكنه يسلط الضوء على تنوع الأساليب التي يستخدمها النمل لتحديد الطوائف.

تحديد الطائفة لدى أنواع مختلفة من النمل

لا تستخدم جميع أنواع النمل الأساليب نفسها لتحديد الملكات. إليكم أوجه اختلاف بعض الأنواع الشائعة:

1. النمل الناري (Solenopsis spp.):تكون اليرقات التي تتلقى غذاءً غنيًا بالبروتين خلال مراحل النمو الحرجة أكثر حظًا في أن تصبح ملكات. وتؤثر العاملات في هذه العملية عبر إطعام هذه اليرقات على نحو انتقائي، استنادًا إلى مؤشرات من فيرمونات الملكة الحالية.

2. النمل الحاصد (Pogonomyrmex spp.): تُظهر بعض أنواع النمل الحاصد (مجمع Pogonomyrmex rugosus x barbatus) تحديدًا وراثيًا للطائفة؛ إذ تُنتَج العاملات عبر التهجين مع أنواع أخرى، بينما تُنتَج الملكات عبر «التزاوج داخل النوع». وتتيح هذه الآلية المدهشة للملكات التزاوج مع ذكور من سلالتين مختلفتين، لإنتاج كلتا الطائفتين.

ملكة النمل النسّاج (حقوق الصورة: Sunny Josef)

3. النمل النسّاج (Oecophylla spp.):تظهر الملكات لدى النمل النسّاج استجابةً للمؤثرات البيئية، لكن العاملات تؤدي دورًا مهمًا في رعاية يرقات معينة لتصبح ملكات. وتؤدي الفيرمونات الصادرة عن الملكة دورًا أساسيًا في تنظيم توقيت تربية هذه اليرقات وتحديد ما إذا كانت ستبقى عاملات أم ستصبح ملكات.

4. نمل العسل (Myrmecocystus spp.):يمكن لمستعمرات نمل العسل إنتاج ملكات متعددة، خاصةً في الربيع، موسم التزاوج. وقد يعتمد إنتاج الملكات هنا على وفرة الغذاء والحاجة إلى توسيع التنوع الجيني للمستعمرة بتأسيس أعشاش جديدة.

5. النمل الأخدودي (Myrmica sp.): تنمو ملكات النمل الأخدودي من يرقات تقضي الشتاء. تطلق الملكة عادةً فيرمونًا يمنع نمو ملكات جديدة، لكن هذه الفيرمونات تفقد فعاليتها خلال الشتاء.

تختلف ملكات Monomorium كثيرًا عن العاملات، ويرجع ذلك جزئيًا إلى «التمايز» المبكر (حقوق الصورة: Jonghyun Park)

6. النمل المراوغ (Monomorium sp.): عادةً ما يُحسم مصير ملكات النمل المراوغ قبل أن تولد حتى. ويبدأن بالتمايز وهنّ ما زلن داخل الملكة، استنادًا إلى هرمونات معينة، مثل هرمون الأحداث (JH).

كيف تصبح ملكة: رحلة التزاوج

بعد تربية ملكات جديدة، تكون أمامها مهمة أساسية: التزاوج وبدء مستعمراتها. تشارك أنواع كثيرة من النمل في ما يُعرف برحلة التزاوج. يحدث ذلك عندما تغادر الملكات العذارى وذكور النمل مستعمراتها الأم للتزاوج. وفي الظروف المناسبة - عادةً في الطقس الدافئ بعد عاصفة ممطرة - تطير الملكات والذكور عاليًا في الهواء، حيث تتزاوج.

أثناء رحلات التزاوج، تتزاوج كل ملكة مع عدة ذكور وتخزن حيواناتهم المنوية لتخصيب البيض طوال بقية حياتها. وبعد اكتمال التزاوج، تموت الذكور وتهبط الملكات إلى الأرض. وإذا نجت الملكات من رحلة العودة، فستبحث عن مكان مناسب لتأسيس مستعمرة جديدة. تحفر بعض الملكات مباشرة في الأرض لتبدأ عشًا، بينما تنضم أخريات إلى مستعمرة قائمة بالفعل.

نظرة أخيرة على اختيار الملكة

طوّرت مستعمرات النمل نظامًا استثنائيًا لتحديد الطبقات الاجتماعية يضمن بقاءها وقدرتها على التكيف. ومن خلال الجمع بين الإشارات البيئية والفيرومونات والعوامل الوراثية، تستطيع التحكم في أي اليرقات ستصبح ملكات، مما يحافظ على توازن المستعمرة وكفاءتها. ويسلط هذا النظام الضوء على مدى التنظيم والتعقيد في مجتمعات النمل، على الرغم من صغر حجم كل نملة.

باختصار، لا «تختار» النملات ملكاتها بالطريقة التي قد يختار بها البشر قائدًا، لكن أسلوبها لا يقل فعالية. فمن خلال مزيج من الغذاء والإشارات البيئية والتواصل الكيميائي المعقد، تُنشئ النملات الجيل التالي من الملكات وتضمن استمرار نمو المستعمرة وازدهارها. بالنسبة إلى النمل، الأمر كله يتعلق بالعمل الجماعي، ولكل فرد دوره في هذا المجتمع النابض بالحياة والمذهل.

قراءات إضافية

Abouheif E. التطور النمائي للطبقات الاجتماعية لدى النمل: ليس الأمر كله متعلقًا بالحجم. Trends Ecol Evol. 2021 Aug;36(8):668-670. https://doi.org/10.1016/j.tree.2021.04.002.

تحديد الطبقات الاجتماعية. AntWiki. (دون تاريخ). https://www.antwiki.org/wiki/Caste_Determination

Collins DH، Wirén A، Labédan M، Smith M، Prince DC، Mohorianu I، Dalmay T، Bourke AFG. التعبير الجيني أثناء تحديد الطبقات الاجتماعية وتمايزها لدى النحل الطنان ذي الحياة الاجتماعية المتوسطة، وتحليل مقارن مع نحل العسل ذي الحياة الاجتماعية المتقدمة. Mol Ecol. 2021 Feb;30(3):718-735. https://doi.org/10.1111/mec.15752. 

Khila A، Abouheif E. تقييم دور القيود الإنجابية في التطور الاجتماعي للنمل. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2010 Feb 27;365(1540):617-30. https://doi.org/10.1098/rstb.2009.0257. 

Thompson، G. J.، وChernyshova، A. M. (2021). تمايز الطبقات الاجتماعية: العوامل الوراثية وفوق الجينية. موسوعة الحشرات الاجتماعية، 165–176. https://doi.org/10.1007/978-3-030-28102-1_178

Trible، W، وKronauer، D. J. (2017). تطور الطبقات الاجتماعية ونشأتها في النمل: الأمر كله يتعلق بالحجم. مجلة علم الأحياء التجريبي، 220(1)، 53–62. https://doi.org/10.1242/jeb.145292