Thermoregulation in ant genus Formica, an individual vs. colony conflict

Abstract

Tato práce se zabývá termoregulací lesních mravenců ze skupiny Formica rufa. Naším cílem bylo lépe porozumět mechanismům, díky kterým lesní mravenci udržují teplotní homeostázu svých hnízd. Lesní mravenci jsou známí tím, že ve svých hnízdech udržují stabilně zvýšenou teplotu od jara do podzimu. Velký význam je tradičně přikládán funkci hnízda coby solárního kolektoru a také produkci tepla mikrobiálním společenstvem přítomným v hnízdním materiálu. Avšak někteří vědci věří, že lesní mravenci jsou schopni aktivní termoregulace, tedy že mohou ovlivňovat hnízdní teplotu svým chováním, jmenovitě sluněním se, zvýšenou metabolickou produkcí nebo přenosem tepla. Tato práce se skládá ze tří výzkumných článků. První se zaměřuje na časování termoregulace u lesních mravenců, druhý studuje podrobněji jeden specifický aspekt termoregulace lesních mravenců - slunící chování. Tyto dva články prezentují data z dlouhodobého terénního výzkumu a experimentů. Poslední článek vychází z laboratorních experimentů, kde jsme testovali hypotézy vzešlé z pozorování v terénu. Díky terénnímu výzkumu jsme zjistili, že aktivita mravenců (počet jedinců jdoucích do mraveniště) signifikantně koreluje s hnízdní teplotou. Jakmile poklesla aktivita mravenců, teplotní homeostáza v hnízdě byla narušena. V souladu se staršími autory jsme...

This thesis deals with thermoregulation in red wood ants, in Formica rufa group. Our aim was to better understand the mechanisms by which red wood ants maintain thermal homeostasis in their nests. Red wood ants are known to keep high and stable temperatures in their nests from spring to autumn. Most emphasis is placed on the role of the nest mound as a solar collector or on a heat production by microbial community present in the nest material. However, some researchers believe that wood ants are able of active nest thermoregulation in which they can affect the nest temperature by behavioural reactions, mainly by sun basking, increased metabolic heat production or heat transport. The thesis consists of three research articles. The first one is focused on the timing of thermoregulation in red wood ants, the second one investigates in more detail one specific aspect of red wood ant thermoregulation - a sun basking behaviour. These two papers provide data from long-term field observations and experiments. The last paper is based on laboratory experiments where we tested a hypothesis resulting from field observations. Thanks to the field research we found out that ant activity (traffic on ant trails) significantly correlates with nest temperature; once the activity decreased the thermal homeostasis...