Cite this article as:

Novgorodova T. A., Ryabinin A. S. Trophobiotic Associations between Ants (Hymenoptera, Formicidae) and Aphids (Hemiptera, Aphidomorpha) in South Zauralye. Izvestiya of Saratov University. New series. Series: Chemistry. Biology. Ecology, 2015, vol. 15, iss. 2, pp. 98-107.


Heading: 
UDC: 
591.9: 595.796
Language: 
Russian

Trophobiotic Associations between Ants (Hymenoptera, Formicidae) and Aphids (Hemiptera, Aphidomorpha) in South Zauralye

Abstract

Trophobiosis with aphids producing honeydew, which is one of the main energetic resources for ants, plays an important role in their life. These are the first data on the trophobiotic as- sociations between ants and aphids in South Zauralye. Investigations were carried out in the most typical biotopes for the region (forest, meadow, steppe and antropogenic biotopes) in 2006–2013. Trophobiotic interactions with aphids are revealed for 17 ant species from two subfamilies: Formicinae (Formica – 7 species, Lasius – 3, Camponotus – 3) and Myrmicinae (Myrmica – 4). 84 species of myrmecoplile aphids of 30 genera and 6 families were revealed. The majority of aphid species (65) were associated with Lasius niger (Linnaeus, 1758) and also with dominant species: Formica pratensis Retzius, 1783 – 23 species, red wood ants of Formica rufa group – 17. Other ants were noted in aphid colonies of the less number of species (1–5). The number of aphid species associated with the dominant ants of Formica and L. niger depends on the composition and structure of ant community. Obligate dominant species of Formica at- tend colonies of the majority of aphid species, besides the variety of trophobiotic interactions of these ants significantly increases in the presence of subdominants of subgenus Serviformica (F. fusca and F. cunicularia). In the absence of dominant ants of Formicaaphid colonies of the majority of species are attended by L. niger. On the whole, obligate dominants of Formica s. str. in tandem with subdominant ants of subgenus Serviformica play the most significant role in the forming of trophobiotic interactions in multispecies communities, while in the absence of dominants this role is played by L. niger. 

References

1. Hölldobler B., Wilson E. O. The ants. Berlin : Springer-Verlag. 1990. 732 p. 

2. Nixon G. E. J. The Association of Ants with Aphids and Coccids. L. : Common. Inst. of Entomol., 1951. 36 p. 

3. Длусский Г. М. Муравьи рода Формика. М. : Наука, 1967. 236 с. 

4. Oliver T. H., Leather S. R., Cook J. M. Macroevolutionary Patterns in the Origin of Mutualisms Involving Ants // J. Evolution. Biol. 2008. Vol. 21. P. 1597‒1608. 

5. Way M. J. Mutualism between ants and honeydew producing Homoptera // Ann. Rev. Entomol. 1963. Vol. 8. P. 307‒344. 6. Novgorodova Т. А., Gavrilyuk A. V. The degree of protection different ants (Hymenoptera: Formicidae) provide aphids (Hemiptera : Aphididae) against aphidophages // Eur. J. Entomol. 2012. Vol. 109. P. 187‒196. 7. Новгородова Т. А., Резникова Ж. И. Экологические аспекты взаимодействия муравьев и тлей в лесопарковой зоне Новосибирского Академгородка // Сиб. экол. журн. 1996. Т. 3, № 3‒4. С. 239‒245. 

8. Резникова Ж. И., Новгородова Т. А. Распределение ролей и обмен информацией в рабочих группах муравьев // Усп. совр. биол. 1998. Т. 118, № 3. С. 345‒356. 

9. Новгородова Т. А. Специализация в рабочих группах муравьев при трофобиозе с тлями // Журн. общ. биол. 2008. Т. 69, № 4. С. 284‒293. 

10. Новгородова Т. А. Трофобиотические связи муравьев (Hymenoptera, Formicidae) с тлями (Homoptera, Aphidoidea) на Северо-Восточном Алтае // Тр. Рус. энтомол. о-ва. 2012. Т. 83, № 1. С. 45‒57. 

11. Рябинин А. С., Новгородова Т. А. Фауна муравьев (Hymenoptera, Formicidae) Южного Зауралья // Евразиат. энтомол. журн. 2013. Т. 12, № 2. С. 161‒166. 

12. Novgorodova T. A., Stekolshchikov A. V. A contribution to the aphids (Homoptera: Aphidinea) fauna of the Kurgan Province // Zoosystematica Rossica. 2013. Vol. 22. P. 230‒246. 

13. Резникова Ж. И. Методы исследования поведения и межвидовых отношений муравьев в полевых условиях // Евразиат. энтомол. журн. 2009. Т. 8, № 3. С. 265–278. 14. Захаров А. А. Общие методы полевых экологических исследований // Муравьи и защита леса : материалы 14-го Всерос. симп. Н. Новгород, 2009. С. 77–81. 

15. Pontin A. J. The number and distribution of subterranean aphis and their exploitation by the ant Lasius fl avus (Fabr.) // Ecol. Entomol. 1978. Vol. 3. P. 203–207. 

16. Брайен М. В. Общественные насекомые. М. : Мир, 1986. 400 с. 17. Захаров А. А. Колониальность у рыжих лесных муравьев (биология, развитие колоний и основы их использования в лесозащите) : автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 1968. 21 с. 

18. Малоземова Л. А. Избирательное питание Formica aquilonia в условиях Висимского заповедника (Средний Урал) // Муравьи и защита леса : материалы 10-го Всесоюз. симп. М., 1998. С.77–78. 

19. Banks C. J. Effects of the ant Lasius niger on the behavior and reproduction of the aphids Aphis fabae // Bull. Entomol. Res. 1958. Vol. 49. P. 701‒714. 

20. Stadler B., Dixon A. F. G., Kindlmann P. Relative fi tness of aphids : effects of plant quality and ants // Ecol. Lett. 2002. Vol. 5. P. 216‒222. 

21. Novgorodova T. A. The symbiotic relationships between ants and aphids // Zh. Obsch. Biol. 2004. Vol. 65. P. 152–165. 

22. Макаревич О. Н. Liometopum microcephalum Panzer (Hymenoptera, Formicidae) на островах Нижнего Днепра // Тез. док. XII съезда Рус. энтомол. о-ва. 2002. Т. 73. С. 221‒222. 

23. Макаревич О. Н. Liometopum microcephalum (Hymenoptera, Formicidae) в Нижнем Приднепровье // Вестн.зоол. 2003. Т. 37, № 4. С. 51‒56. 

24. Новгородова Т. А. Особенности мутуалистических отношений с тлями двух видов муравьев рода Lasius (Formicinae) // Усп. совр. биол. 2005. Т. 125, № 2. С. 199‒205. 

25. Гаврилюк А. В. Роль муравьев разных видов в защите тлей от афидофагов : афтореф. дис. … канд. биол. наук. Новосибирск, 2009. 22 с.
26. Ивановская О. И. Тли Западной Сибири. Ч. 1. Семейства Adelgidae – Chaitophoridae. Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1977. 272 с. 27. Ивановская О. И. Тли Западной Сибири. Ч. 2. Семей- ство Aphididae. Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1977. 328 с. 28. Резникова Ж. И. Межвидовые отношения у муравьев. Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1983. 208 с. 29. Beckers R., Goss S., Deneubourg J. L., Pasteels J. M. Colony size, communication and ant foraging strategy // Psyche. 1989. Vol. 96. P. 239–256.
30. Radchenko A. G., Elmes G. W. Myrmica ants of the Old World. Fauna Mundi. Warszawa, 2010. 789 p. 31. Стебаев И. В. Структура охраняемой территории Formica pratensis Retz. и взаимодействие муравьев одного и разных видов // Зоол. журн. 1971. Т. 50, №. 10. С. 1504‒1519. 32. Резникова Ж. И. Неантогонистические взаимоотношения муравьев, занимающих сходные экологические ниши // Зоол. журн. 1975. Т. LIV, вып. 7. С. 1020‒1031. 33. Новгородова Т. А. Внутривидовое разнообразие моделей поведения муравьев Formica cunicularia glauca при трофобиозе // Евразиат. энтомол. журн. 2003. Т. 2, вып. 4. С. 243. 34. Гаврилюк А. В., Новгородова Т. А. Эффективность
защиты тлей от энтомофагов муравьями разных видов // Докл. АН. 2007. Т. 417, №. 3. С. 427‒429. 35. Novgodorova T. A. Ant-aphid interactions in multispecies ant communities: Some ecological and ethological aspects // Eur. J. Entomol. 2005. Vol. 102. P. 495‒501. 36. Новгородова Т. А. Влияние рыжих лесных муравьев (Formicidae) на многовидовые комплексы тлей (Aphididae) в рекреационных лесах Новосибирска // Евразиат. энтомол. журн. 2005б. Т. 4, № 2. С. 117‒120.