Муравьи – общественные насекомые подотряда жалящих перепончатокрылых (Aculeata, отряд Hymenoptera), ближайшие родственники ос и пчел, но жало и ядовитые железы есть далеко не у всех видов. Благодаря своим недюжинным способностям к кооперации муравьи стали доминирующей группой членистоногих. В теплых странах на 1 га земли можно насчитать до 20 миллионов особей этих вечно спешащих, деловитых созданий.
Более чем 10000 видов муравьев распространено по всему земному шару, кроме Крайнего севера и Антарктиды. Самые интересные, разнообразные и высокоорганизованные из них обитают в тропиках, но у нас тоже встречаются некоторые «муравьиные мудрецы». Например, рыжие лесные муравьи (Formica rufa) – неисчерпаемый источник исследований и открытий. Наверняка вы видели их великолепные муравейники в наших лесах, где маленькие рыжие трудоголики участвуют в почвообразовании и спасают растения от гусениц.
Цивилизация муравьев – интереснейший объект для изучения и созерцания. Муравьи привыкли жить сообществами. Если рассадить муравьев по отдельности и группами, то те, которые остались в одиночестве, быстрее погибнут. Куда муравьи всё время торопятся, куда бегут? Они вынуждены ухаживать за яйцами и постоянно возится с личинками. Куколки у пчел, например, содержатся каждая в полном покое и строгой изоляции; муравьи же своих куколок переносят с места на место даже чаще, чем личинок или яйца.
Когда муравей созреет и ему приходит пора вылупиться из шелкового кокона, он его не сам покидает. Челюсти молодого муравья слишком мягки, чтобы справиться с жесткой скорлупой. Выход из кокона открывают выполняющие роль повивальной бабки старшие муравьи. Они извне разрезают кокон и помогают своему новому собрату выйти. Самцам или самкам, выходящим на свет, муравьи расправляют слежавшиеся в коконе крылья. Этих своих крылатых сестер и братьев рабочие муравьи кормят с первого до последнего дня их жизни. Молодые рабочие муравьи получают пищу от старших только в первые дни. Проще говоря, жизнь будущего поколения муравьев находится в лапах рабочих муравьев, вот они и суетятся постоянно.
Попробуйте однажды понаблюдать за «муравьиными мудрецами», и очень скоро подобное хобби может перерасти во что-то большее. Можно провести простой и безобидный эксперимент по выявлению муравьиного «интеллекта»: поставьте низенькую свечу на купол «домика» рыжих лесных муравьев, и вы обнаружите, что они способны потушить огонь с помощью прицельных выстрелов муравьиной кислоты. Загадочное поведение насекомых породило и новую моду – в некоторых европейских зоомагазинах продают специальные формикарии (нечто вроде крепких террариумов) с небольшими колониями муравьев внутри.
Муравьи едят не все подряд, как можно было бы подумать при взгляде на вездесущих фараоновых муравьев (Monomorium pharaonis). Например, южноамериканские муравьи-листорезы (Atta cephalotes и другие Attinae) готовят из листьев специальный субстрат, на котором выращивают съедобные грибы рода розитес (Rhozites) в подземных «грибных садах».
Очень интересно наблюдать, как муравьи срезают листья и несут их в гнездо. Сначала на дерево забираются крупные муравьи и мощными челюстями вгрызаются в черешки. Листья падают, и на земле их подбирают более мелкие муравьишки. В гнезде муравьи выделяют специальные капельки из брюшка, которыми удобряют кусочки листьев. В одних муравейниках растут плесневые грибы, в других – шляпочные. Розитес – родственник мухоморов – встречается только в гнездах муравьев.
Молодые самки перед вылетом из муравейника прячут за щеку кусочек грибницы. Так в новом гнезде они смогут создать новую «оранжерею» с грибами, которыми будет кормиться все разрастающаяся семья.
Для муравьев характерен трофоллаксис (от гр. trophe – питание и allaxis – обмен, обмен пищей и гормонами) – сытый кормит голодного. Во время трофоллаксиса муравьи обмениваются информацией.
Муравьи-жнецы из рода мессор (Messor), обитающие в Средней Азии и на юге России, строят в муравейниках «амбары» для хранения семян растений. Они кормят личинок изысканными «булочками», приготовленными из муки измельченных семян. У некоторых видов жнецов можно обнаружить в «амбарах» до 55 кг зерна, возможно, по этой причине у народов Юго-Восточной Азии существует легенда о муравье, который даровал им рис и зерно. Многие муравьи-вегетарианцы очень миролюбивы, чем и пользуются местные жители. Так, в колумбийской провинции Сантандер все местное население гоняется за беспомощными крылатыми самками листорезов атта (Atta laevigata). Аборигены едят жареные филейные части «широкозадых» муравьев в качестве «Виагры», а также поставляют их в магазины Лондона. Говорят, в крупнейших универмагах столицы Британии печенье с муравьями пользуется огромной популярностью.
В Австралии обитают муравьи-медосборщики (Honeypot ants, Myrmecocystus, Camponotus inflatus и еще пять родов). Худые рабочие собирают сладкие выделения других насекомых и кормят ими специальных муравьев-бочек. Эти муравьи хранят нектар в своих желудках, раздуваясь до размеров виноградин. Они бывают красные, синие, желтые. Медовые бочки обитают в подземных камерах, где по просьбам других муравьев отрыгивают немного нектара и кормят их.
Муравьи-бочки настолько вкусны, что иногда их воруют налетчики из других муравейников. Для австралийских аборигенов муравьи-медосборщики – национальное лакомое блюдо. Они откапывают их и отправляют в рот целиком. Термитов тоже едят во многих странах, но они родня вовсе не муравьям, а тараканам. В Таиланде тоже любят готовить блюда из муравьев, например, добавляют красных муравьев в соус.
К счастью, у людей по отношению к муравьям интерес не только гастрономический. Муравьи – самые-самые по многим показателям, и было бы неплохо чему-нибудь у них поучиться. Например, если провести нехитрые математические расчеты, получится, что муравьи бегают быстрее людей. То есть, будь они нашего размера, то достигали бы скорости 80 км/час. Помимо небывалых скоростей, эти насекомые демонстрируют и феномен долгожительства. Обычно муравейник обновляется каждый год, но некоторые самки доживают до 10–20 лет. Быть может, секрет их долголетия в муравьином «государственном строе»? Не могут не вызывать восхищения и архитектурные таланты этих маленьких насекомых.
Многие человеческие корпорации ласково называют «муравейниками», но куда нам тягаться с муравьями! Любая человеческая фирма нестабильна, поскольку какой-нибудь «рабочий» рано или поздно обязательно начнет плести интриги и попытается занять место «королевы». У муравьев подобное кощунство невозможно, поскольку с рождения существуют определенные касты, а все рабочие – недоразвитые самки, которые никогда не станут королевами.
Среди муравьев есть и рабовладельцы, например, муравьи-амазонки (Polyergos rufescens), ворующие куколок других видов муравьев. Если вам повезет, и вы встретите муравьев-амазонок, обязательно понаблюдайте за ними. Их разбойничьи походы в соседние муравейники – захватывающее зрелище. Самое любопытное – рабы, выполняющие за амазонок всю работу, никогда не узнают о своем происхождении и не предъявят поработителям обвинение в расизме.
В анимационном фильме «Гроза муравьев» («The ant bully») одухотворенные муравьишки демонстрируют чудеса кооперации – сооружают живые «мосты» и «лестницы» для переправы через ущелье, совещаются, разрабатывают стратегию войны. Думаете, все это сказки? Некоторые виды действительно способны к подобным трюкам, например, бродячие муравьи-эцитоны (род Eciton) постоянно кочуют и вынуждены преодолевать множество препятствий.
Так называемый гипотетический язык муравьев пока слишком сложен для человеческого понимания, но эксперименты по его расшифровке ведутся уже давно. Язык этот, скорее всего, состоит из комплекса запахов (феромонов), жестов (движений конечностями) и антеннальных контактов (прикосновений усиками). Наиболее популярный объект для изучения «лингвистики» насекомых – медоносные пчелы, родственники муравьев. Именно на них австрийский зоолог Карл фон Фриш (Karl von Frisch), получивший в 1973 году Нобелевскую премию, доказал существование символического языка танцев.
Окончательное подтверждение наличия «языковых» способностей у пчел получил в начале 1990-х инженер из Дании Бент Бах Андерсен (Bent Bach Andersen). Он провел воистину удивительный эксперимент, создав искусственную пчелу-робота, которая передавала настоящим пчелам команды, куда лететь за нектаром. И они их выполняли! Подобные эксперименты невероятно сложны по ряду причин. Например, у пчел из разных местностей отличаются диалекты, примерно как у людей из разных республик.
Но это не мешает нам помечтать, как было бы удобно научиться «говорить» муравьям, заполонившим квартиру или дачный участок: «Опасность! Всем срочно убраться из этой местности!». Менее фантастический способ борьбы с муравьями – синтезировать запах муравьиных врагов и внедрить его в муравейник. Насекомые перестанут различать, кто свой, а кто – чужой, и устроят «братоубийственную» войну. Подобные опыты уже проводятся в Калифорнийском университете в Ирвайне (UC Irvine) над аргентинскими муравьями Linepithema humile, также завезенными из Южной Америки и потеснившими местных членистоногих. Группе ученых под руководством Нила Цуцуи (Neil Tsutsui) удалось получить вещество, которое «аргентинцы» воспринимают как метку муравьев другого вида.
Хотя человек издавна восхищается муравьями, уживаться с ними не всегда легко. В США ведется многолетняя война с красными огненными муравьями (Solenopsis invicta). В состав их яда входит алкалоид, поэтому укусы весьма болезненны и опасны для аллергиков.
Опасных захватчиков случайно завезли по морю в США из Южной Америки в начале 1900-х, когда наладилась активная торговля крупным рогатым скотом. Климат эмигрантам подошел, естественных врагов не нашлось. Через несколько лет огненных муравьев стало больше, они продвигались из одного штата в другой. По пути они больно жалили фермеров. Министерство сельского хозяйства США (USDA) взялось за решение проблемы радикальным способом – распылили пестициды с вертолетов. Вместо муравьев исчезли все дрозды, и заболели люди. К 1990-м годам огненные муравьи, в отличие от дроздов, восстановили и приумножили свою популяцию. Теперь муравьи покушаются на цыплят, а так же набиваются в провода, кондиционеры и светофоры, выводя их из строя. Они наносят США экономический ущерб в размере 6 миллиардов долларов в год.
Как бы ни был велик соблазн устроить муравьям «химическую атаку», USDA переключилось с пестицидов на более сложные разработки. Из Южной Америки уже завезены естественные враги огненных муравьев – мухи-горбатки из рода форида (Phoridae). Они откладывают яйца в тело живого огненного муравья. Развивающаяся личинка со временем обезглавливает муравья с помощью специального фермента. В Южной Америке часто можно наблюдать, как горбатки роятся над муравьиными колониями, а их личинки, прикрывшись маской из головы муравья, нагло «шагают» вместе с муравьями.
Помимо мух-горбаток у разных видов муравьев много других паразитов и нахлебников. Многие бабочки-голубянки (Lycaenidae) развиваются в гнездах муравьев. Их гусеницы выделяют те же пахучие вещества, что и личинки муравьев, и муравьи заботятся. Такие гусеницы-сожители называются мирмекофилами. Муравьи кормят гусениц, но тем этого мало – они поедают находящихся рядом куколок муравьев.
Еще один любитель пожить у муравьев – маленький жук-ломехуза (Lomechusa strumosa) из семейства Стафилины. Личинки ломехуз выделяют наркотик, который одурманивает муравьев и побуждает их заботиться о нахлебнике. Если ломехуз слишком много, что муравьи-наркоманы чаще кормят их, чем свое потомство, и муравейник вырождается.
Интересно наблюдать, как муравьи охраняют колонии тлей на листьях ради сладких капелек, которые они выделяют. Во время похолодания муравьи нередко уносят тлей к себе под землю, погреться. Если ветка перенаселена тлями, муравьи так же хватают их челюстями (мандибулами) и несут на свободные ветки.
Кроме внутренних врагов у муравьев много внешних. Бурые медведи обожают муравьев и их куколок. Закусывают муравьями ящерицы, кроты, жабы. В тропиках муравьями кормятся муравьеды. Говорят, мясо муравьедов пахнет муравьями, но в Америки на них все равно охотятся. Питаются муравьями и птицы. Из птиц средней полосы особенно любят муравьев вертишейки и дятлы. У нас можно понаблюдать за зелеными дятлами – обычно они что-то собирают на пеньках и на земле, а не долбят деревья. А собирают они муравьев.
Паразитическая оса афилянтопс (Aphilantops) кормит своих личинок крылатыми муравьями. Разные хищные мухи покушаются на муравьев. Не удивительно, что эти маленькие существа вынуждены производить яд для защиты. У некоторых видов муравьев длинные жала, а в состав яда входит не только муравьиная кислота. Еще муравьи умеют в случае опасности притворяться мертвыми. Но самая главная защита муравьев – их количество. Даже после пожара несколько муравьев остаются живы.
Во многих мифах отражена способность муравьев делать запасы и питаться ими. Возьмем хотя бы Кецалькоатля – одного из главных божеств индейцев Центральной Америки. Это бог-творец, создатель мира, владыка стихий, бог утренней звезды, близнецов, покровитель науки. Он добывал людям пищу так – превратился в муравья, проник в муравейник, украл там зерна маиса (кукурузы сахарной – Zea mays) и передал их людям.
Способность муравьев проникать повсюду также отражена в мифах. Волх – персонаж русских былин – решает покорить Индейское царство. Чтобы проникнуть в город-крепость, он превращает своих воинов в муравьев и вместе с ними по узкой щели проникает в город. Волх убивает индейского царя, берет в жены царицу Азвяковну, женит своих воинов на семи тысячах пощаженных девиц, а сам становится царем.
Зевс является к Эвримедузе также в виде муравья. Их сын Мирмидон («муравьейный») становится родоначальником мирмидонян, «муравейных людей». В русской сказке Иван Царевич превращается в муравья, проникает в хрустальную гору, убивает двенадцатиголового Змея и освобождает царевну.
Лесной муравейник – технически совершенное архитектурное сооружение. Муравьи не зря любят селиться в хвойных или смешанных лесах: иголки – самый совершенный кровельный материал. Просмолённая крыша не гниёт, не промокает даже самой дождливой осенью, отличный теплоизолятор. Большая часть муравейника – под землёй. Его лабиринты уходят на глубину до двух метров не только ради безопасности, но и ради воды, которую муравьи добывают во внутренних колодцах. Влага нужна для питья, опрыскивания куколок и личинок, поддержания микроклимата в доме – даже лютой зимой там плюсовая температура.
В доме до ста «комнат», общая площадь которых достигает 15 квадратных метров. В одних – склады продовольствия: зерно, семена, сушёные насекомые. В других висят, зацепившись за потолок лапками, «бурдюки» с мёдом – живые муравьи, хранящие в раздувшихся зобах жидкое лакомство для всей семьи. В тёплых галереях растут личинки и куколки. Отдельно живёт царица, откладывающая в сутки до 40000 яичек. Есть большие общие залы, где муравьи отдыхают ночью, сбившись в тёплую кучу. Есть комнатки-кладбища, туалеты, мусоросборники. Последние периодически чистятся.
Жители тщательно предохраняют свой дом от плесени, гнили. Всё лето они заняты проветриванием помещений и просушкой скарба. Из глубины выносятся отсыревшие листочки, подгнившие хвоинки. Их прожаривают на солнышке, испорченные заменяют на новые. Ради борьбы с сыростью муравьи, занятые по хозяйственной части, разогреваются в солнечную погоду в специально устроенном на уровне «пентхауса» солярии и затем бегут вниз во внутренние покои, пока не остыли спинки: как «отопительные приборы», они нагревают комнаты, расположенные под землёй. Столь тщательный уход позволяет муравейнику сохраняться на одном месте долгие годы. Швейцарский учёный Август Форель описал жизнь муравейника, которому было более 90 лет.
Все рабочие муравьи – девушки. Самки работают в охране, на строительстве и ремонте дома, служат в разведке, сражаются с врагами, добывают пропитание. До конца неясно, как муравьи передают важную информацию, общаются. Иногда они ощупывают друг друга усиками,обнюхивают дорожки, считывая через оставленные сёстрами ферромоны важные сведения. Но, похоже, могут общаться ещё и ультразвуком: стоит одному муравью увидеть пожар, как через секунды вся колония высыпает к линии обороны и, выпрыскивая кислоту, пытается погасить огонь.
Раз в году в один и тот же час (кто оповестил?) из всех муравейников леса вылетают, перемешиваясь с соседями, тысячи крылатых муравьёв. Это молодые самки и самцы, выращенные специально к означенному дню. Спаривание происходит в воздухе, для этого и нужны крылья. После их сбрасывают. Будущие мамаши пролезают в муравейник, ничего не едят и не пьют несколько недель, пока не появится первое потомство. Самцы же гибнут от голода. Они больше не нужны.
Не всегда муравьи ведут себя прилично. Бывает, они воруют чужие личинки, чтобы вырастить из них рабов. Эти труженики, кстати, склонны к алкоголизму! Они пасут и кормят в своём домике крошечных жучков ломехуз. Их сок приводит мурашей в пьяный восторг, они забывают об обязанностях, работе, потомстве. Если запой охватывает весь муравейник, то семья погибает. По муравейнику можно определить, когда наступит зима. Если летят снежинки, а муравьи ещё ползают, то снег ляжет нескоро. Если же на крыше муравейника только стража - значит, скоро грянет мороз.
Войны муравьев – прямая агрессивная форма взаимодействия между муравьями из разных колоний. Муравьи вовлечены в конкуренцию друг с другом. К примеру, если одна из колоний присваивает себе источник еды, этот источник уже недоступен для других муравьев. Это – косвенная конкуренция. В контексте конкуренции муравьиные войны – форма конфликта, при которой муравьи напрямую вступают в схватки друг с другом. Интересно, что такие конфликты могут происходить как внутри одного вида, так и между видами.
Если рассматривать муравьев как общество, то есть два варианта вступления в так называемые войны. Один из них довольно близок к привычному для людей пониманию «войны», а именно схватки между колониями одного вида. Другой подразумевает взаимодействия между муравьями разных видов. И оба типа конфликтов интересны для биологии муравьев.
О существовании муравьиных войн люди знали даже до того, как биологи всерьез заинтересовались этим феноменом. Например, о конфликтах между муравьями писал Чарльз Дарвин. Отсылки к успеху сообществ муравьев есть в Библии, так как люди интересовались наблюдениями этого феномена на протяжении тысяч лет. Отчасти муравьиные войны привлекали такое внимание, потому что столкновения между муравьями были драматичными и очевидными, но также потому, что муравьи – это такие же социальные существа, как и люди, поэтому сложно удержаться от проведения параллелей между нашими обществами. Интересно рассматривать историю этих сравнений как диалог: с одной стороны, интерес вызывал вопрос, может ли борьба между муравьями подкрепить уже существовавшие идеи или открыть новую сторону людских конфликтов; с другой – возможность применения по отношению к муравьям тех учений, которые мы разработали для понимания природы конфликтов среди муравьев.
Муравьи – социальные насекомые. Как правило, в обществах насекомых колония действует как единое целое и в определенной степени сохраняет генетическую целостность. Другими словами, колонию скрепляет родственная структура, которая иногда бывает довольно запутанной. Внутри колонии вырабатывается способность выделять и узнавать каждого из ее членов. Муравьи склонны довольно просто делить мир на два класса: члены колонии и все остальные. Внутри колонии вырабатываются очень яркие отличительные черты, призванные объединять ее, по крайней мере, у большинства видов и при большинстве обстоятельств.
Муравьи часто сталкиваются с другими муравьями, особенно в тропиках. Недавнее исследование, проведенное в горах Аппалачи в США, показало, как плотно могут селиться муравьи. Исследователи собирали мертвых насекомых в лесу, оставляли их на земле и наблюдали за тем, сколько времени пройдет, прежде чем на пищу наткнется потенциальный хищник или консумент. Большинство этих кусочков еды находили муравьи, и им ни разу не потребовалось больше пары минут. В тех местах, где муравейники расположены ближе всего к земле, муравьи постоянно просматривают и патрулируют почву, практически не оставляя не тронутых в течение долгого времени участков.
Муравьи с большой вероятностью сталкиваются с членами других колоний и даже других видов. В местах обитания, занимаемых сразу многими видами, вероятность межвидового столкновения колоний крайне высока. Подобное взаимодействие происходит регулярно. Если колония понимает, что существует угроза потери ресурсов или территории со стороны как муравьев другого вида, так и муравьев из других колоний того же вида, за этой угрозой следует организованный агрессивный ответ, который иногда может вылиться в настоящее сражение.
Муравьи – древние насекомые. Они существовали задолго до раскола суперконтинента Гондваны. Он произошел более ста миллионов лет назад, а муравьи появились задолго до этого. Разумеется, муравьи вступали в войны на протяжении многих десятков, если не сотен, миллионов лет. У муравьев есть ряд приспособлений, которые они могут применить во время схватки в качестве оружия. Можно предположить, что войны сыграли важную роль в их эволюции. Ученые, изучающие процесс их эволюции, рассказывают об изменении объекта агрессии по мере их развития. В далеком прошлом главными врагами ранних муравьев были позвоночные, такие крупные сухопутные животные, как динозавры, птицы и млекопитающие. Многие виды муравьев были оснащены очень мощным жалом. Они были хорошо приспособлены к нападению на человека, но их «оружие» не было очень эффективно в борьбе с другими насекомыми.
По мере того как муравьи эволюционировали и их виды становились более разнообразными, воздействие этих видов друг на друга становилось все более существенным. Это стало причиной того, что место главных врагов муравьев заняли другие муравьи. Казалось бы, это противоречит здравому смыслу, но некоторые виды муравьев утратили жало. Во многих случаях жало трансформировалось в систему подачи химических средств нападения, которые можно было с успехом использовать в борьбе против других муравьев. Это выглядит так, как будто муравьи намеренно отказались от возможности борьбы с позвоночными вроде нас в пользу способности нападать, отбиваться и выигрывать в противостоянии с другими муравьями.
Сейчас многие виды муравьев обладают особым арсеналом вооружения, который не очень эффективен в борьбе против млекопитающих, но хорошо работает против других муравьев. Источники и особенности этих химикатов – в какой части организма они образуются и какие химикаты используются – различаются у всех типов. У разных видов муравьев можно найти железы, которые используются во время муравьиных боев и располагаются буквально в любой части тела. Химические соединения тоже крайне разнообразны. Существовали эволюционно независимые источники этого оружия, которые развивались у разных видов муравьев. При этом можно понять, как по-разному они подходили к решению общей проблемы.
У муравьев есть множество видов вооружений. Обычно применяются укусы. Зачастую муравьи действуют слаженно: члены нападающей колонии могут удерживать членов другой колонии или же самостоятельно разрывать муравьев на кусочки, в то время как их сородичи задерживают врага. На самом деле муравьи очень гадкие. Существует по крайней мере один вид, в котором у рабочих муравьев в теле есть очень крупная железа. Когда эти муравьи сильно нервничают, они могут усилить давление на нее и буквально взорваться, забрызгивая все вокруг клейкой субстанцией. Другие муравьи также обладают разнообразными железами, расположенными иногда в голове, а иногда в брюшке и выделяющими токсичные вещества, которые сбивают их врагов. Таким образом, их конфликты включают методы, начинающиеся со схваток и заканчивающиеся химическим оружием, и это роднит их с людьми.
Есть интересный феномен, который почти наверняка связан с производимыми человеком изменениями естественной среды. Вторжения инвазивных видов неоднократно происходили по всему миру. Когда завезенный человеком вид получает возможность освоить новую среду, он может расплодиться до немыслимых масштабов, достигая беспрецедентной для его родной среды обитания плотности. Ареал распространения инвазивных видов муравьев можешь достигать огромных площадей – тысяч квадратных километров.
Почему эти вторжения достигают такого успеха? Преимущества биологии этих видов связаны с униколониальностью. Данный феномен заключается в потере у некоторых видов по тем или иным причинам способности различать границы колоний. В нормальных условиях каждая колония имеет свою химическую подпись, с помощью которой муравьи различают своих и чужих. Но многие инвазивные виды ее утратили. Внутри своего вида они ведут себя с другими особями так, словно те являются членами их собственной колонии.
Возможность избежать муравьиных войн внутри вида и стремление принимать членов других колоний в свою собственную позволили снизить количество затрат. Поэтому они смогли увеличить размер популяции и стать более успешными в конкурентной борьбе. Они сохраняют способность рассматривать представителей других видов как врагов или чужаков, но не проявляют внутривидовой агрессии. В результате практически одна колония муравьев распространяется на тысячи километров. Муравьи с одного ее края могут без всякой агрессии взаимодействовать с муравьями с другого. Этот эффект наблюдался неоднократно и является весьма удивительным. Виды, добившиеся успехов во вторжениях, не связаны близким родством, а происходят из разных подсемейств муравьев, что делает их очень разнообразными.
Это говорит нам о том, что кооперация – верный путь к успеху. Разумеется, многое зависит от уровня, на котором она выражена. Мы снова можем обратиться к сравнению между муравьями и человеческим обществом. Люди являются социальными животными: мы сотрудничаем, мы образуем союзы. Но колонии муравьев имеют такой уровень кооперации и интеграции, который практически недостижим для человека. Человек почти всегда отличается от муравья тем, что, даже существуя в семье или другой социальной группе, сохраняет значительную часть индивидуальной идентичности.
Мы всегда с большим волнением воспринимаем случаи самопожертвования и щедрости, и в конечном счете наша жизнь заключается в деликатном лавировании между эгоизмом и сотрудничеством. В этом смысле муравьи отличаются от нас. Внутри колонии эгоизм и индивидуальные интересы в большей степени перестали существовать. Муравьи продолжают вступать в конфликты между разными колониями, но интересно то, что отказавшиеся от барьеров колоний инвазивные виды, по видимости, достигают большего успеха.
Солдаты – это особый тип муравьев, встречающийся в колониях некоторых видов. Они являются частью рабочей силы и специализируются на обороне. Не у всех видов муравьев есть солдаты, большинство ограничивается лишь одним типом рабочих особей. Но у остальных видов специализированные солдаты отличаются от простых рабочих увеличенными размерами тела и поведением. Если колонию атакуют, то именно солдаты принимают важнейшее участие в ее обороне.
Фаэтончик красный – это вид обитающих в Сахаре муравьёв, кормящихся умершими от жары другими насекомыми. В поисках добычи они убегают далеко от своих нор и периодически замеряют угол направления на Солнце, чтобы вернуться обратно кратчайшим путём. Также эти муравьи каким-то образом умеют считать свои шаги, что актуально в условиях пустыни, где запахи быстро исчезают. Учёные подтвердили это в эксперименте: одним фаэтончикам приделывали к лапкам своеобразные ходули, из-за чего на обратном пути к норе они, отмеряя заданное число шагов, забегали слишком далеко. Другим же лапки укорачивали, и они не доходили до своего убежища.
Норвежский биатлонист Магнар Сольберг отрабатывал в летнее время стрельбу, лёжа на муравейнике. По задумке тренера, это упражнение должно было научить спортсмена концентрации на мишени и не отвлекаться на внешние факторы и усталость. Сольберг, до этого не выигрывавший даже медалей на чемпионатах мира, стал олимпийским чемпионом 1968 года в Гренобле и повторил успех через четыре года в Саппоро.
Если муравьи видят, что их сородич заразился спорами грибка-паразита, они не изолируют его, а проводят процедуру вакцинации сообщества. Инфицированный муравей передаёт здоровым небольшое количество спор, которое недостаточно для полноценного заражения, но стимулирует работу иммунной системы.
В 1999 году американка Джоан Мюррей, увлекавшаяся парашютным спортом, совершала очередной прыжок с высоты 4,4 км. Её основной парашют не сработал, а запасной раскрылся очень поздно и не особо затормозил падение. Так получилось, что Джоан приземлилась на муравейник огненных муравьёв и осталась жива. Врачи полагают, что более 200 их укусов вызвали чрезмерный приток адреналина, который заставил биться сердце женщины. Перенеся кому и многочисленные операции, Джоан впоследствии вернулась в парашютизм.
Обитающих на Мадагаскаре муравьёв вида Adetomyrma venatrix за специфичный образ питания прозвали «муравьями-дракулами». Из-за особенностей анатомии взрослые особи не могут усваивать твёрдую пищу, поэтому принесённую в колонию добычу поедают и переваривают личинки. А взрослые муравьи затем прокусывают кожу личинок и пьют их гемолимфу (аналог крови у насекомых).
Учёные Стэнфордского университета обнаружили сходство между принципами сбора еды у красных муравьёв-жнецов и алгоритмами протокола TCP/IP, лежащими в основе организации Интернета. Информация между двумя точками сети отправляется в виде мелких пакетов, и когда они приходят во второй пункт, в первый пункт отправляется подтверждение о получении. Если подтверждения приходят быстро, количество отправляемых пакетов из первой точки увеличивается, и наоборот. Похожий принцип наблюдается у муравьёв: чем больше из какого-либо региона возвращается сборщиков с едой, тем больше новых рабочих уходит туда из муравейника. Также у муравьёв обнаружены и другие параллели с алгоритмами TCP/IP, такими, как «медленный старт» и «тайм-аут».
Аргентинский муравей – это инвазивный вид, изначально обитающий в бассейне южноамериканской реки Парана, но затем благодаря непреднамеренному участию человека распространившийся по всем континентам. В настоящее время выделяют три суперколонии этих муравьёв: на западном побережье Японии, на побережье Калифорнии длиной 900 км, и самая крупная в Европе – 6000 км вдоль берега Средиземного моря. Причём фактически они являются одной глобальной суперколонией, так как в любом муравейнике аргентинского муравья из другого муравейника какой бы то ни было части света принимают за своего.
Муравьи в силу своей агрессивности и малой питательности в большинстве случаев являются непривлекательной добычей для птиц или хищных ос. Из-за этого широко распространена мимикрия под муравьёв среди других насекомых – жуков, клопов, клещей, мух, богомолов. Но лидером в этом отношении являются ещё одни представители членистоногих, пауки, более 100 видов которых так похожи на разные виды муравьёв, что визуально отличить их можно только по количеству ног (8 вместо 6). Причём некоторые их них, например, пауки-муравьеды, мимикрируют не с целью защиты, а с целью охоты на самих муравьёв. Они заходят в муравейник на шести задних ногах, поднимая две передних на манер муравьиных антенн, а когда ловят добычу, то подражают поведению обычных муравьёв, выносящих наружу своих умерших товарищей.
Самый известный представитель животного мира, занимающийся гнездовым паразитизмом, то есть подкладыванием яиц в чужие гнёзда – это кукушка. Но она далеко не единственная – гнездовой паразитизм обнаружен как минимум у 80 видов птиц. Также это явление широко распространено у некоторых видов социальных насекомых – шмелей, пчёл и муравьёв, самки которых проникают в чужую колонию, убивают матку и откладывают свои яйца. Гнездовой паразитизм существует и у рыб, например, у сомов из африканского озера Танганьика, которые подбрасывают икринки другим рыбам, инкубирующим икру у себя во рту.
Среди других видов социальных отношений среди муравьёв существует и так называемое «рабовладельчество». Оно заключается в том, что муравьи похищают куколок из другого муравейника и воспитывают из них особей, которые, в свою очередь, затем выращивают расплод чужого вида. Причём если многие виды муравьёв могут заботиться о потомстве и без «рабов», то некоторые виды, например, муравьи-амазонки, умеют только добывать чужих куколок и не способны даже самостоятельно питаться.
Клопы вида Acanthaspis petax обычно охотятся на муравьёв, причём после убийства жертвы и высасывания её внутренностей не оставляют трупы. Из множества тел муравьёв клоп сооружает своеобразный щит, который носит на своей спине для защиты от пауков, которые являются хищниками уже по отношению к Acanthaspis petax. Паук принимает этот панцирь за живых муравьёв, умеющих собираться вместе и противостоять паукам ядовитыми веществами, поэтому не решается напасть на клопа. А если всё-таки нападает, Acanthaspis petax может сбросить свою ношу и убежать, сбив паука с толку.
Муравьи вида Pseudomyrmex ferruginea образуют мутуалистические отношения с акациями Acacia cornigera. Они начинаются, когда растение запахом привлекает матку, которая откладывает яйца в одно из вздутий у оснований массивных шипов. По мере разрастания колонии муравьи заселяют другие шипы, получая от растения ещё и пищу: у оснований листьев выделяется богатый сахарами и аминокислотами нектар, а на самих листьях – содержащие масла и протеины белтовы тельца. Взамен муравьи отгоняют от акации других насекомых, жалят пытающихся есть её листья животных и уничтожают ростки растений-конкурентов вокруг.
Жвалы обитающих в Африке муравьёв рода Dorylus настолько мощные, что коренное население использует их в хирургических целях при порезах. Пойманного муравья прикладывают к коже вдоль раны, и, благодаря своему защитному рефлексу, он вонзает жвалы в кожу, стягивая таким образом порез. После этой операции нужно провернуть тело муравья, оторвав от головы.
У некоторых видов муравьёв существует специально развитые особи, предназначение которых – быть хранилищами еды, обычно мёда, благодаря способности их желудков сильно растягиваться. Рабочие муравьи наполняют их мёдом, когда наблюдается избыток пищи, а в менее благоприятные времена толкают их антеннами и получают мёд обратно небольшими порциями. Как правило, эти живые бочки прячут в самую глубь муравейника, потому как муравьи из чужих колоний запросто могут их украсть. Австралийские аборигены собирают медовых муравьёв, чтобы есть их словно конфеты.
Известно, что некоторым насекомым – муравьям, пчёлам, осам, термитам – присуща эусоциальность, то есть социальная организация жизни в колониях, где происходит разделение труда, в том числе репродуктивного. Однако существует и эусоциальные млекопитающие – дамарский землекоп и голый землекоп, чьи подземные колонии с туннелями имеют много общего с муравейниками. У них выделяется матка, которую оплодотворяют 2-3 фертильных самца, остальные особи, хоть и могут физически, не участвуют в размножении и делятся на касты рабочих и солдат.
В зависимости от окружающих условий в муравейнике может быть несколько маток (это называется полигиния), а может только одна (моногиния). Во втором случае на звание королевы может быть несколько претенденток, которые устраивают между собой ритуальные бои, стремясь поразить друг друга антеннами. Такие схватки не причиняют самкам значительных повреждений, однако наблюдающие за ними рабочие муравьи делают свой выбор в пользу одной из них, после чего убивают или выселяют остальных.
Некоторые паразиты способны для достижения своих целей кардинально изменять поведение своего хозяина, превращая его в зомби. К ним относится гриб кордицепс однобокий, который проникает в организм муравья через дыхательную систему, а затем каким-то образом заставляет насекомое следовать к месту, оптимальному для развития паразита. Муравей находит растение, забирается на высоту 20-30 см, находит лист с определённой температурой и влажностью и впивается в центральную жилу с нижней части листа. После этого паразит его убивает и начинает созревать в его теле, а через несколько дней из затылка муравья выходит отросток с сотнями тысяч спор. Затем споры распространяются под растением и заражают новых муравьёв, которые будут проходить в том месте.
Муравьи способны объяснять друг другу путь к пище, умеют считать и выполнять простейшие арифметические действия. Например, когда муравей-разведчик находит еду в специально сконструированном лабиринте, он возвращается и объясняет, как пройти к ней, другим муравьям. Если в это время заменить лабиринт на аналогичный, то есть убрать феромоновый след, сородичи разведчика все равно найдут пищу. В другом эксперименте разведчик ищет в лабиринте из многих одинаковых ответвлений, и после его объяснений другие насекомые сразу бегут к обозначенному ответвлению. А если сначала приучить разведчика к тому, что пища с большей вероятностью будет находиться в 10, 20 и так далее ответвлениях, муравьи принимают их за базовые и начинают ориентироваться, прибавляя или отнимая от них нужное число, то есть используют систему, аналогичную римским цифрам.
В групповых походах муравьи передвигаются цепочкой. Если один из муравьёв начинает двигаться по кругу, остальные движутся за ним, образуя так называемый муравьиный круг. Он вбирает в себя всё больше и больше насекомых, которые продолжают бег, пока не упадут замертво. Остановить круговое движение может только случайное отделение от общего потока группы муравьёв, которые увлекут за собой оставшихся в живых. Существует множество гипотез объяснения этого феномена, но чёткого ответа у науки до сих пор нет.
Если огненный муравей попадёт в воду, через несколько часов он утонет. Однако если в воду смывает много огненных муравьёв из одной колонии, они образуют из своих тел единый плот – каждое насекомое зацепляется челюстями за конечности другого. Этот плот не содержит щелей, хорошо гнётся и может оставаться на плаву неделями.
Все известные биологам пауки – хищники. Однако питание вида Bagheera kiplingi на 90% состоит из растительной пищи. Эти пауки обитают на акациях и питаются белтовыми тельцами – особыми структурами на кончиках листьев, богатых липидами и белками. Обычно белтовы тельца входят в рацион муравьёв, которые «культивируют» их и защищают растение, а пауки просто воруют их. Только во время засухи Bagheera kiplingi могут переходить к каннибализму, поедая друг друга.
У некоторых видов муравьёв-древоточцев отдельные особи имеют сильно увеличенные челюстные железы, содержащие сильный яд. Когда муравейнику угрожает опасность, например его пытаются захватить другие муравьи, эти «камикадзе» подходят к врагу и разрывают своё тело путём сильного сокращения мышц. Яд распрыскивается во все стороны и убивает противников.
Если ворошить муравейник, муравьи начинают брызгать в обидчика кислотой. Этим пользуются птицы, которые с помощью муравьиной кислоты избавляются от кожных паразитов.
У муравьёв есть своё «животноводство» – они разводят тлей, которые сосут из растений сок и выделяют его избыток в виде обогащённых сахаром капелек. Тля выбрызгивает такое «молочко» прямо в рот муравья, после того как он помассирует ей брюшко усиками. Для «стада» тлей муравьи строят укрытия, которые защищают их от непогоды и нападения других насекомоядных.
Муравьи общаются с помощью запахов – их железы вырабатывают феромоны в разной концентрации для разных сообщений. Когда муравей умирает, ещё несколько дней с ним обращаются, как с живым, пока запах продуктов разложения не перебивает феромоны. Если веществами, входящими в запах разложения, смазать живого муравья, то его обязательно отнесут на кладбище, и будут относить снова, сколько бы он оттуда ни возвращался.
10 самых невероятных муравьев на Земле
Cardiocondyla obscurior: муравьи-мафиози
В колонии муравьев C.Obscurior может быть только один самец. Если к муравейнику приближается конкурент, правящий мужчина выпускает из ануса химическое соединение, на запах которого сбегаются муравьи-рабочие, чтобы убить незваного гостя. Также альфа-самец следит, чтобы муравьи-няньки уничтожали новорожденных особей мужского пола. Это легко проделать с младенцем-однодневкой. Но на второй день жизни панцирь насекомого укрепляется и соперники вступают в жестокую схватку, вырабатывая «убийственный» аромат и провоцируя муравьев-рабочих на драку. В 14% случаев побеждает молодой самец, в 43% – рабочие в пылу схватки ликвидируют обоих «боссов», а их трупы скармливают личинкам.
Crematogaster Striatula: муравьи-отравители
Африканский муравей C.Striatula – спец по охоте на термитов. При виде добычи хищник поворачивается к ней брюшком и распыляет ядовитое вещество. В считанные минуты термит падает на спину, дергая в воздухе лапками – пока не умрет. Также C.Striatula используют ядовитый спрей для защиты от других муравьев, которым, в отличие от термитов, хватает ума убежать.
Temnothorax Pilagens: муравьи-невидимки
У крошечных T.Pilagens, или муравьев-грабителей, нет своих рабочих, поэтому они крадут личинки еще более мелких сородичей, чья колония помещается в одном желуде. Похитителям удается проникнуть внутрь через единственный вход незамеченными. Ученые полагают, что T.Pilagens пользуются химической маскировкой, которая делает их практически невидимыми для врагов.
Solenopsis Fugax: муравьи-детоубийцы
S.Fugax тоже ворует чужие личинки, но не для порабощения, а для съедения. Детоубийцы прорывают тоннель в «ясельную» камеру, распрыскивают феромоны с отвратительным запахом, обращая в бегство других муравьев, и затем скрываются вместе с приплодом, который поглощают живьем.
Cephalotes Specularis: муравьи-шпионы
C.Specularis или зеркальные муравьи-черепашки шпионят за воинственными муравьями Crematogaster Аmpla, чтобы обнаружить источники еды. А затем начинают двигаться и вести себя, как конкуренты, таким образом получая возможность воровать пищу прямо под. носом у грозного врага. Это единственный известный науке пример визуальной мимикрии у муравьев.
Formicoxenus Nitidulus: муравьи-недотроги
F.Nitidulus или блестящие муравьи-гости могут паразитировать в колониях 11 видов муравьев. Непрошенные посетители не работают, не ищут пищу, не защищают муравейник, а только нахлебничают. Причем безнаказанно. Поймав халявщика, муравьи-охранники тут же его отпускают из-за непреодолимого отвращения. Действительно, мерзкие чувства вызывает существо, у которого лапы растут прямо из глаз.
Dinoponera Quadriceps: муравьи-каратели
D.Quadriceps (муравьи-динозавры) достигают 2,5 см в длину, а вместо единственной репродуктивной матки у гигантов есть альфа-самка, которую окружают 5 бета-самок. Каждая из них в случае необходимости готова занять место «королевы-матери». Бывает, что одна из «фрейлин» устает ждать своего часа и самовольно откладывает яйца. В таком случае альфа-самка выпускает химикалии, приказывая муравьям-рабочим схватить преступницу и пришпилить ее к земле на срок до 4 дней. Отбыв наказание, «бета» теряет свой статус и становится рабочим низшего ранга. Если, конечно, не умирает от голода за время заточения.
Pachycondyla Chinensis: муравьи-иглы
Азиатские муравьи-иглы постепенно вытесняют своих аргентинских собратьев с родных земель. Ученые до сих пор ломают голову над тем, как пришельцам удается победить воинственных аборигенов. По одной из версий, все дело в холодоустойчивости «иголок». Это означает, что у них остается гораздо больше времени для активного спаривания, размножения и поедания кузенов-конкурентов.
Pheidole: муравьи-суперсолдаты
Муравьи вида Pheidole или большеголовые муравьи делятся на три касты: мелких рабочих, крупных солдат и огромных суперсолдат. Размер головы у последних в три раза больше, чем у обычных «рядовых».
Nylanderia Fulva: муравьи-сумасшедшие
N.Fulva, они же – бешеные муравьи Рэсберри, уничтожают ненавистных огненных муравьев на юге США. Яд огненных муравьев в три раза токсичнее инсектицида ДДТ. Большинству насекомых нечего противопоставить этой отраве. Но «бешеным» закон не писан: во время химической атаки они покрываются своим собственным ядом, нейтрализуя чужой токсин.
|
