Nutrition of Borneo's ‘Exploding’ Ants (Hymenoptera: Formicidae: Colobopsis): A Preliminary Assessment

Functional effects of ants in rainforest canopies depend on difficult to characterize ant diets. In Bornean dipterocarp forests, certain diurnal, arboreal, territorial, and ecologically dominant ‘COCY’ ant species (Colobopsis cylindrica clade) grazed epiphytic biofilms on adaxial leaf surfaces, as well as on tree trunks and branches. Microscopic examination of worker buccal pellets revealed numerous (mainly ascomycete) fungal spores, together with insect appendages and cuticle. Direct observations, video-imaging, and δ15N isotope data rule out feeding by predation, but isotopes cannot separate fungi from plant and insect exudates as principal nitrogen sources. Lipid-rich products, extracted from pellets in situ, are hypothesized sources of essential sterols. Also present in pellets were colorful mandibular gland (MG) compounds unique to this ant clade and deployed, as a derived character state, in suicidal defense of foraging territories. Mildly antimicrobial and highly adhesive MG products also occur basally in the clade and may have first evolved for roles in microbial sterilization and food-gathering and processing. Proteomic studies of YG COCY ants detected 2% proteins in hypertrophied, product-filled MG reservoirs, but SDS-PAGE qualitative analysis revealed mostly low-molecular mass proteins and peptides (8–15 kDa), too small for enzymes but consistent with membrane-binding proteins and/or antimicrobial peptides. Breakdown of chitin and chitosan in pellets may occur with enzymes derived from molting fluids in insect cuticle (proteases and chitinases) and/or fungi and bacteria. To the extent that COCY workers collect and consume pathogenic and/or beneficial phyllosphere microbes, ant effects on plants may be mediated by these activities. Abstrak Sejauh mana terdapat kesan fungsi semut di kanopi hutan hujan berasaskan kesukaran mengkaji pemakanan semut tersebut. Di dalam hutan dipterokarp Borneo spesies tertentu dari klad Camponotus (Colobopsis) cylindricus (spesies ‘COCY’) yang giat pada siang, tinggal di pokok, mempertahankan kawasan dan berekologi dominan didapati memakan lapisan nipis (biofilem) hidupan epifit pada permukaan daun dan juga batang dan dahan pokok. Pemerhatian pelet yang masih dalam mulut pekerja semut yang belum lagi tukar kepada produk yang berlipid tinggi mendedahkan banyak spora kulat (kebanyakannya ‘ascomycete’) yang tercampur dengan bahagian badan dan kutikal serangga. Pemerhatian dan data isotop δ15N menunjukkan ketiadaan predasi tetapi tidak dapat menunjukkan bahawa kulat dan cecair dari tumbuhan merupakan punca nitrogen utama. Pelet juga mengandungi kompaun glanda mandibular (MG) yang unik kepada klad semut tersebut yang digunakan oleh spesies-spesies yang tertentu dalam pertahanan kawasan pemakanan sehingga mati, iaitu satu ciri yang kemudian muncul. Produk MG yang kuat melekat mungkin muncul untuk memainkan peranan dalam pemungutan bahan makanan dan mungkin juga merendahkan kesan mikrob semasa pemerosesan makanan untuk dapat N dan/atau lipid (misalnya sterol sejati). Kajian proteomik dapat mengesani protin sebanyak 2 peratus yang terkandung di dalam takungan MG yang diisikan dengan produk, juga penganalisis kualitatif SDS-PAGE menunjukkan protin dan peptid yang bermolekular rendah (8-15 kDa) yang terlalu halus bagi enzim tetapi boleh jadi protin pengikatan membran atau peptid antimikrob. Penghancuran kitin dan kitosan dalam bahan pelet mungkin berlaku berkesan dari enzim yang berpunca dari kutikal serangga (yang mengandungi kitinas) dan/atau kulat dan bakteria. Kesan semut ke atas tumbuh-tumbuhan kemungkinan dipengaruhi aktiviti tersebut sejauh mana pekerja COCY memungut dan makan mikrob filoplan yang patogenik dan/atau berguna.