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Papers

Movement efficiency and behavior of termites in tunnels with varying pore sizes

https://doi.org/10.1653/024.096.0314


Subterranean termites (Isoptera) build tunnel networks to obtain food resources and nesting space. When tunneling, termites encounter spatial heterogeneity, such as differing soil pore space and moisture levels. This heterogeneity creates 2 types of irregularities in the tunnel surface: (1) a bumpy tunnel-wall structure caused by variable soil texture; and (2) hollow space within the tunnel, where tunnels pass through soil pores. We previously explored the response of termites to bumpy tunnel structure. In the present study, we investigated termite behavior in response to differing volumes of soil pore space. This response behavior is closely related to ment efficiency. We designed 8-cm-long artificial tunnels with hollow spaces in a 2-dimensional arena. The hollow spaces were represented as circular holes with varying diameters D (2, 3, 4, 6, 8, or 10 mm), positioned at the center of the tunnel. Tunnel widths, W, were 2 and 3 mm. We systematically observed the ment of termites (Reticulitermes speratus kyushuensis Morimoto) at the hole, and measured the time required (τ) for termites to pass through the tunnels. Time τ was shorter for tunnels with holes between 2 and 6 mm diameter than for those with holes of 8 or 10 mm diameter, for tunnels of both widths. Time τ was significantly different between (W, D) = (2, 10) and (3, 10). These results were explained by 3 types of behaviors. The implications of these findings are briefly discussed in relation to termite foraging efficiency. Las termitas subterráneas construyen redes de túneles para obtener recursos alimentarios y espacio para sus nidos. Cuando hacen los túneles, las termitas se encuentran con la heterogeneidad espacial, como diferentes espacios de poros en el suelo y el nivel de humedad. Esta heterogeneidad crea 2 tipos de irregularidades en la superficie del túnel: (1) una estructura del túnel con baches en los paredes causada por la textura del suelo variable y (2) espacios huecos dentro del túnel, donde los túneles pasan a través de los poros del suelo. Anteriormente, se estudió la respuesta de las termitas a las estructuras de túneles llenos de baches. En el presente estudio, se investigó el comportamiento de las termitas en respuesta a diferentes volúmenes de espacio de los poros del suelo. Este comportamiento de respuesta está estrechamente relacionado con la eficiencia del movimiento. Hemos diseñado túneles artificiales de 8 cm de largo con espacios huecos en una arena de 2 dimensiones. Los espacios huecos se representan como agujeros circulares con el diámetro D (2, 3, 4, 6, 8, o 10 mm), puestos en el centro del túnel. La anchura de túnel, W, fue de 2 y 3 mm. Se observó sistemáticamente el movimiento de las termitas (Reticulitermes speratus kyushuensis Morimoto; Rhinotermitidae) en las aperaturas, y se midió el tiempo requerido (τ) para que las termitas pasaran a través de los túneles. El tiempo, τ, fue más corto en los túneles con aperaturas entre 2 y 6 mm de diámetro que para los que tienen aperaturas de 8 o 10 mm de diámetro, para los túneles de ambos anchos. El tiempo, τ, fue significativamente diferente entre (W, D) = (2, 10) y (3, 10). Estos resultados son explicados por 3 clases de comportamiento. Se discuten brevemente las implicaciones de estos hallazgos en relación con la eficiencia de forrajeo de las termitas.


Subterranean termites (Isoptera) build tunnel networks to obtain food resources and nesting space. When tunneling, termites encounter spatial heterogeneity, such as differing soil pore space and moisture levels. This heterogeneity creates 2 types of irregularities in the tunnel surface: (1) a bumpy tunnel-wall structure caused by variable soil texture; and (2) hollow space within the tunnel, where tunnels pass through soil pores. We previously explored the response of termites to bumpy tunnel structure. In the present study, we investigated termite behavior in response to differing volumes of soil pore space. This response behavior is closely related to ment efficiency. We designed 8-cm-long artificial tunnels with hollow spaces in a 2-dimensional arena. The hollow spaces were represented as circular holes with varying diameters D (2, 3, 4, 6, 8, or 10 mm), positioned at the center of the tunnel. Tunnel widths, W, were 2 and 3 mm. We systematically observed the ment of termites (Reticulitermes speratus kyushuensis Morimoto) at the hole, and measured the time required (τ) for termites to pass through the tunnels. Time τ was shorter for tunnels with holes between 2 and 6 mm diameter than for those with holes of 8 or 10 mm diameter, for tunnels of both widths. Time τ was significantly different between (W, D) = (2, 10) and (3, 10). These results were explained by 3 types of behaviors. The implications of these findings are briefly discussed in relation to termite foraging efficiency. Las termitas subterráneas construyen redes de túneles para obtener recursos alimentarios y espacio para sus nidos. Cuando hacen los túneles, las termitas se encuentran con la heterogeneidad espacial, como diferentes espacios de poros en el suelo y el nivel de humedad. Esta heterogeneidad crea 2 tipos de irregularidades en la superficie del túnel: (1) una estructura del túnel con baches en los paredes causada por la textura del suelo variable y (2) espacios huecos dentro del túnel, donde los túneles pasan a través de los poros del suelo. Anteriormente, se estudió la respuesta de las termitas a las estructuras de túneles llenos de baches. En el presente estudio, se investigó el comportamiento de las termitas en respuesta a diferentes volúmenes de espacio de los poros del suelo. Este comportamiento de respuesta está estrechamente relacionado con la eficiencia del movimiento. Hemos diseñado túneles artificiales de 8 cm de largo con espacios huecos en una arena de 2 dimensiones. Los espacios huecos se representan como agujeros circulares con el diámetro D (2, 3, 4, 6, 8, o 10 mm), puestos en el centro del túnel. La anchura de túnel, W, fue de 2 y 3 mm. Se observó sistemáticamente el movimiento de las termitas (Reticulitermes speratus kyushuensis Morimoto; Rhinotermitidae) en las aperaturas, y se midió el tiempo requerido (τ) para que las termitas pasaran a través de los túneles. El tiempo, τ, fue más corto en los túneles con aperaturas entre 2 y 6 mm de diámetro que para los que tienen aperaturas de 8 o 10 mm de diámetro, para los túneles de ambos anchos. El tiempo, τ, fue significativamente diferente entre (W, D) = (2, 10) y (3, 10). Estos resultados son explicados por 3 clases de comportamiento. Se discuten brevemente las implicaciones de estos hallazgos en relación con la eficiencia de forrajeo de las termitas.