Izopteroloģija pēta termītu sistemātiku, ekoloģiju, evolūciju un saimniecisko nozīmi. Termīti izplatīti tropu un subtropu zonā starp 50ziemeļu platuma un 45 dienvidu platuma grādiem. Pasaulē zināmas vairāk nekā 3100 termītu sugu. Termīti ir eusociāli kukaiņi – līdzīgi kā skudras un medus bites. Īpatņi ir polimorfi, specializēti kastās: auglīgie īpatņi (tēviņi, mātītes), darba termīti un karavīri. Termītu dzīvesveids ir slēpts – tie dzīvo koksnē un augsnē, tāpēc to ķermenis parasti ir bāls, bez pigmentācijas. Lielākā daļa sugu veido sarežģītu pazemes labirintu tīklu, mazākā daļa – virszemes mājas. Visas termītu sugas barojas ar augu atliekām, izmantojot simbiontus.
izopteroloģija
zinātne, kuras pētījumu objekts ir termīti
Saistītie šķirkļi
Termīti meklē barību, lai barotu kāpurus dobumā.
Satura rādītājs
Praktiskā un teorētiskā nozīme
Izopteroloģijas pētījumi ir nozīmīgi sugu kastu un sugu simbiotisko attiecību pētniecībā. Termīti barojas ar koksni, izmantojot simbiotiskās baktērijas, sēnes un vienšūņus. Noārdīt celulozi spēj tikai simbionti. Termīti tos apgādā ar sagrauztas koksnes daļiņām. Simbionti apdzīvo termītu zarnu traktu un veido “mikrobiomu” – visu zarnā dzīvojošo sugu kopumu. Dažas termītu sugas audzē mikroskopiskās sēnes. Tropiskajās zemēs termīti var veidot līdz pat 10 % no visu dzīvnieku biomasas, līdz ar to tiem ir būtiska loma ekosistēmas funkcionēšanā. Dabā tie darbojas kā atmirušās koksnes noārdītāji. Izplatības areālā tie var noārdīt līdz pat 25–100 % atmirušās koksnes un augu nobiru. Zināšanas par termītiem un to uzvedību ir arī ekonomiski svarīgas, jo termīti ir pazīstami kā dažādu cilvēka veidotu koka struktūru bojātāji, savukārt Āfrikā dažas termītu sugas ir lauksaimniecības augu – it īpaši kukurūzas – kaitēkļi. Termīti apgrauž auga saknes un sagrauž nogāztos augus. Termītu mājām ir raksturīga pasīvās ventilācijas sistēma, kuras principus izmanto mūsdienu celtņu modelēšanā. Termītus izmanto arī pārtikā. Simbiotisko attiecību pētījumi par sugu mikrobiomu un veidiem tiek praktiski izmantoti koksnes pārstrādē, kompostēšanā, gāzu iegūšanā.
Termītu virszemes mājoklis. Kenija, 09.08.2018.
Vieta zinātnes klasifikācijā. Galvenie sastāvelementi
Izopteroloģija ir entomoloģijas apakšnozare. Izopteroloģijas zinātnes pamatā ir sistemātika – sugu aprakstīšana un inventarizēšana. Termītu sugu aprakstīšana mūsdienās joprojām turpinās. Laika posmā no 2009. līdz 2013. gadam aprakstītas ap 150 zinātnei jaunas termītu sugas. Prognozē, ka patiesais termītu sugu skaits varētu būt 2–4 reizes lielāks. Viens no izopteroloģijas pētījumu virzieniem ir termītu daudzveidība un ekoloģija. 21. gadsimtā izvēršas pētījumi arī par termītu genomu, kas atvieglo termītu sugu radniecības un filoģenēzes noskaidrošanu.
Galvenās teorijas
Evolūcijas teorija apraksta termītus kā evolucionāri senu kukaiņu grupu. To fosilijas atrastas nogulumiežos, kas datēti pirms 130 miljoniem gadu krīta periodā. Sociālās evolūcijas teorijas apraksta, kā veidojas sabiedrisko kukaiņu saimes. Kā visiem eusociāliem kukaiņiem, termītiem ir raksturīga kastu sistēma. Kastu veidošanās process ir sarežģīts, to nosaka nepieaugušo īpatņu barošana pēc izšķilšanās no olas, feromoni, hormoni, klimatiskie apstākļi. Darba termīti ir nepieauguši, dzimumnenobrieduši saimes locekļi. Tie dzīves laikā daudzkārt maina kutikulu un potenciāli var kļūt gan par karavīriem, gan par dzimumnobriedušiem īpatņiem. Termītu saimes dēvē arī par “superorganismiem”, kuros ir stingri iekšējās regulācijas mehānismi, kas nodrošina saimes pastāvēšanu. Termītu celtnes ir kā sugu daudzveidības “karstie punkti”, kurus apdzīvo specializējušās kolembolu, daudzkāju, skudru, ērču un vaboļu sugas. Visi šie organismi izmanto termītu mājas kā savas dzīves vidi, t. i., dzīvo kā simbionti. Attiecības starp divām vai vairākām sugām apraksta simbiozes teorija.
Pētniecības metodes
Izopteroloģijā turpinās jaunu sugu aprakstīšana, kolekciju veidošana. Pētījumi ekoloģijā galvenokārt koncentrēti uz termītu māju telpiskās struktūras, īpatņu pārvietošanās un populācijas lieluma izpēti. Lai noskaidrotu termītu māju telpisko struktūru, termītus iezīmē ar radioaktīvajiem izotopiem (J131, La140) vai krāsu, tādējādi nosakot to pārvietošanos. Lai noteiktu populācijas lielumu, izmanto ēsmu lamatas vai arī īpatņus iezīmē un atkārtoti noķer. Evolūcijas izskaidrošanai analizē termītu dezoksiribonukleīnskābes (DNS) paraugus, izmantojot molekulārās metodes. Termītu zarnu bioma izpētei izmanto gan klasiskās mikrobioloģijas metodes, gan arī baktēriju, sēņu un vienšūņu genoma analīzes.
Termītu mājas struktūra vecā, nokritušā kokā. Taizeme, 21. gs.
Īsa vēsture
Termītu kārtu Isoptera 1832. gadā pirmais aprakstīja franču entomologs Gaspārs Brilē (Gaspard Auguste Brullé). Francijas pētnieki bija vadošie arī 20. gs. sākumā. Pirmo apkopojošo grāmatu par termītu pētījumiem 1922. gadā izdeva Emīls Egs (Emile Hegh) “Termīti: apraksts, ģeogrāfiskā izplatība, klasifikācija, bioloģija, sabiedriskā dzīve, barošanās, konstrukcijas” (Les termites. Description, distribution géographique, classification, biologie, vie sociale, alimentation, constructions). Vēlāk termīti plaši pētīti Amerikas Savienotajās Valstīs (ASV). Sākot ar 20. gs. 50. gadiem pētījumu centri izveidoti arī Austrālijā, Ķīnā, Brazīlijā, Dienvidāfrikā. Vēlākajos gados sekoja vairāku pētījumu rezultātu apkopojums grāmatās. Izcils piemērs ir Viljama Harisa (William Victor Harris) 1961. gadā izdotā grāmata “Termīti, to pazīšana un kontrole” (Termites, Their Recognition and Control). Pētījumi līdz 20. gs. beigām galvenokārt veltīti termītu bioloģijas izpētei, un tiek uzsvērts to kaitīgums, taču ir maz pētījumu par termītu lomu ekosistēmās.
Attīstība mūsdienās
Mūsdienās galvenokārt tiek pētīta termītu daudzveidība un to būtiskā loma ekosistēmā. Tiek veikti pētījumi arī termītu ekoloģijā, it īpaši saistībā ar veidiem, kā mazināt to nodarīto kaitējumu koka konstrukcijām un augiem. Strauji attīstās termītu genoma izpēte – galvenokārt to evolūcijas izskaidrošanai. Ir plaši pētījumi par termītu zarnas mikrobiomu un iespējām šo mikroorganismu kompleksu izmantot koksnes un augu atlieku pārstrādei – kompostēšanai, kā arī ūdeņraža un metāna ieguvei. Pēdējos 20 gados publicētas ap 200 000 publikāciju, kas veltītas termītu izpētei.
Galvenās pētniecības iestādes
Visozas Federālās universitātes Entomoloģijas departaments (Universidade Federal de Viçosa, Departamento de Entomologia) Brazīlijā; Dabas muzejs (American Museum of Natural History) Ņujorkā, ASV; Floridas universitāte (University of Florida) ASV; Augu aizsardzības zinātniskā institūta Biosistemātikas nodaļa (Biosystematics Division, Plant Protection Research Institute, Pretoria, South Africa) Dienvidāfrikā; Austrālijas Termītu pētījumu centrs (Australian Termite Research Centre, Melbourn); Ķīnas Zinātņu akadēmijas Guangdžo nodaļas Guangdžo Entomoloģijas institūts (中國科學院廣州分院，廣州昆蟲研究所, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou Branch, Guangzhou Entomological Institute).
Nozīmīgākie periodiskie izdevumi
Termītu izpētes rezultātu publicēšanai nav vienota žurnāla. Zinātniskie raksti ar jaunu sugu aprakstiem, ekoloģiskiem un genoma pētījumiem ir izkliedēti dažādos entomoloģijas žurnālos. Rakstus par termītu sociālo uzvedību iespējams iegūt žurnālos: Insectes Sociaux. International Journal for the Study of Social Arthropods (kopš 1954. gada; Birkhäuser Verlag); Sociobiology (kopš 1953. gada; Universidade Estadual de Feira de Santana), Behavioral Ecology and Sociobiology (kopš 1976. gada, Springer).
Ievērojamākie pētnieki
Izcili termītu pētnieki: brazīliešu zinātnieks Ogs Desouza (Og DeSouza) – pēta termītu sabiedrības un uzvedības ekoloģiju; amerikāņu pētnieki Rūdolfs Šefrāns (Rudolf H. Scheffrahn) un Kumars Krišna (Kumar Krishna) – pēta termītu koloniju ierobežošanu; ķīniešu zinātnieks Kjujiņs Huaņs (黃秋英, Qiuying Huang) – pēta termītu uzvedību; franču pētnieks Davids Sijams-Disē (David Sillam-Dussès) – pēta termītu ķīmisko ekoloģiju, termītus kā ekosistēmu inženierus.
Multivide
Termīti meklē barību, lai barotu kāpurus dobumā.
Termītu virszemes mājoklis. Kenija, 09.08.2018.
Termītu mājas struktūra vecā, nokritušā kokā. Taizeme, 21. gs.