Nest-founding in the fungus-growing ant Mycocepurus smithii is typically by single queens (monogyny) and colonies transition to multiple queens (polygyny) as they grow larger. Here, we study the transition from monogyny to polygyny of M. smithii under lab conditions. We hypothesize that the worker-to-queen ratio affects colony growth, fungus-garden growth, and colony survival. Monogyne colonies with small gardens (0.1 g) had greater garden growth than polygyne colonies, suggesting that monogyny may be the superior strategy for small colonies after initial nest establishment. In monogyne colonies with small gardens and either 30, 60, or 90 workers, colonies with 60 workers produced the largest gardens, suggesting that an intermediate worker-to-queen ratio is optimal for monogyne colonies with small gardens. For monogyne colonies with larger gardens (0.45 g) and with either 6, 18, 60, or 90 workers, colonies with 60 or 90 workers had significantly greater garden growth than those with 6 or 18 workers. New daughter queens were produced only by colonies with a worker-to-queen ratio of 60 or 90, suggesting that only colonies with sufficient worker numbers and garden growth are stimulated to produce new queens. A single queen lays only 1.12 ± 0.06 (SE) eggs within 24 h, therefore, limiting growth of monogyne colonies. The transition from monogyny to polygyny through the addition of supernumary queens, as well as a worker-to-queen ratio of around 60, are, therefore, critical for colony growth and reproduction in M. smithii.

中文翻译：

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无性真菌生长蚂蚁 Mycocepurus smithii（Attini，Formicidae）的菌落适应性和花园生长

在真菌生长的蚂蚁 Mycocepurus smithii 中筑巢通常是由单个蚁后（一夫一妻制）和殖民地过渡到多个蚁后（一夫多妻制）随着它们变大。在这里，我们研究了实验室条件下 M. smithii 从一夫一妻制到一夫多妻制的转变。我们假设工蜂与蜂后的比例会影响菌落生长、真菌花园生长和菌落存活。具有小花园 (0.1 g) 的 Monogyne 殖民地比 polygyne 殖民地有更大的花园生长，这表明在最初筑巢后，monogyne 可能是小殖民地的优越策略。在具有小花园和 30、60 或 90 名工人的单雌性殖民地中，具有 60 名工人的殖民地产生了最大的花园，这表明中间工人与女王的比例对于具有小花园的单雌性殖民地来说是最佳的。对于具有较大花园 (0.45 g) 和 6、18、60 或 90 名工人的单雌性菌落，具有 60 或 90 名工人的菌落比具有 6 或 18 名工人的菌落的花园生长明显更大。只有工蜂与蜂后比例为 60 或 90 的群体才会产生新的子代，这表明只有具有足够工人数量和花园生长的群体才能产生新的蜂后。单个蜂王在 24 小时内仅产下 1.12 ± 0.06 (SE) 卵，因此限制了单雌生殖群的生长。因此，通过增加额外的皇后，以及大约 60 的工人与皇后的比例，从一夫一妻制到一夫多妻制的过渡对于 M. smithii 的群体生长和繁殖至关重要。拥有 60 或 90 名工人的殖民地的花园生长明显高于拥有 6 名或 18 名工人的殖民地。只有工蜂与蜂后比例为 60 或 90 的群体才会产生新的子代，这表明只有具有足够工人数量和花园生长的群体才能产生新的蜂后。单个蜂王在 24 小时内仅产下 1.12 ± 0.06 (SE) 卵，因此限制了单雌生殖群的生长。因此，通过增加额外的皇后，以及大约 60 的工人与皇后的比例，从一夫一妻制到一夫多妻制的过渡对于 M. smithii 的群体生长和繁殖至关重要。拥有 60 或 90 名工人的殖民地的花园生长明显高于拥有 6 名或 18 名工人的殖民地。只有工蜂与蜂后比例为 60 或 90 的群体才会产生新的子代，这表明只有具有足够工人数量和花园生长的群体才能产生新的蜂后。单个蜂王在 24 小时内仅产下 1.12 ± 0.06 (SE) 卵，因此限制了单雌生殖群的生长。因此，通过添加额外的皇后以及大约 60 的工人与皇后的比例，从一夫一妻制到一夫多妻制的过渡对于 M. smithii 的群体生长和繁殖至关重要。表明只有具有足够工人数量和花园生长的殖民地才会被刺激产生新的皇后。单个蜂王在 24 小时内仅产下 1.12 ± 0.06 (SE) 的卵，因此限制了单雌性菌落的生长。因此，通过增加额外的皇后，以及大约 60 的工人与皇后的比例，从一夫一妻制到一夫多妻制的过渡对于 M. smithii 的群体生长和繁殖至关重要。表明只有具有足够工人数量和花园生长的殖民地才会被刺激产生新的皇后。单个蜂王在 24 小时内仅产下 1.12 ± 0.06 (SE) 卵，因此限制了单雌生殖群的生长。因此，通过增加额外的皇后，以及大约 60 的工人与皇后的比例，从一夫一妻制到一夫多妻制的过渡对于 M. smithii 的群体生长和繁殖至关重要。