4 закона муравейника, которые помогают выживать его обитателям

Акробатический этюд: муравьи задались целью перенести тяжелый плод и успешно работают вместе

Источник: Solent News / Legion Media

Не так давно в распоряжении ученых появились методы, позволяющие изучать поведение отдельных муравьев в их повседневной жизни. Результаты таких наблюдений оказались совершенно неожиданными.

Рабы коллективных инстинктов? Одинаковые шестиногие роботы, лишенные индивидуальности? А вот и нет! За последние годы муравьи успели не раз удивить ученых своими способностями.

Вы когда-нибудь пробовали понаблюдать за муравьем? Вот он бежит по поверхности муравейника среди мельтешащих собратьев… Ой, это, кажется, уже не он, это другой муравей, чей путь на мгновение пересекся с путем нашего, а тот — вон, правее. Или нет? Пока мы переводим взгляд с одного муравья на другого, оба навсегда теряются в массе точно таких же созданий.

Муравьи всегда казались человеку одинаковыми, как фабричные изделия. А единообразие внешнего вида и поведения наводит на мысль, что муравьи лишены всего того, что делает нас индивидами: личного опыта, интеллекта, переживаний, симпатий и антипатий, способности принимать решения.

Насекомых вообще долгое время считали существами, напрочь неспособными к обучению и даже к учету обстоятельств, не «прописанных» в их врожденных программах поведения — инстинктах. Но в отношении муравьев (и других насекомых, ведущих сходный образ жизни) это казалось особенно правдоподобным, потому что муравей старается словно бы и не для себя, а исключительно в интересах семьи.

Закон единства: накорми ближнего

Сегодня науке известно свыше 13 тысяч видов муравьев. Они живут в лесах и пустынях, в горах и степях, на земле и под землей, в кронах деревьев и внутри их стволов, в стенах домов и в щелях между блоками бордюрного камня. Некоторые виды вовсе не имеют постоянного жилища и проводят всю жизнь в походах.

После обнаружения капли меда уже через полчаса сотни муравьев организовали живую цепь для переноски его в муравейник

Источник: Solent News / Legion Media

Муравьи разных видов очень сильно отличаются друг от друга по размеру, форме, окраске, характерным позам и движениям, еще сильнее — по тому, чем они питаются. Но в одном они сходны: все без исключения муравьи — общественные насекомые, живущие семьями, которые насчитывают от нескольких десятков до нескольких миллионов особей. Подавляющее большинство членов такой семьи составляют рабочие муравьи.

Вся жизнь рабочего муравья подчинена семье и ее интересам. Он (точнее, она: у всех муравьев рабочие особи — это генетические самки) неспособен к спариванию и размножению и постоянно занят каким-нибудь трудом на благо муравейника: сбором пищи, строительством и переустройством гнезда, уборкой мусора, уходом за личинками.

Добытая им пища муравью не принадлежит: большая ее часть не поступает прямо в желудок, а хранится в жидком виде в расширении пищевода — зобике. Этой едой наш герой всегда готов поделиться с любым собратом, попросившим накормить его. Таким путем пища может передаваться многократно: как показали эксперименты с изотопными метками, еда, принесенная в муравейник одним муравьем, за 20 часов расходится по зобикам примерно сотни особей.

Тем же способом муравьи кормят личинок и матку (самку-производителя). Даже обитающие в муравейниках разного рода нахлебники (жуки-ломехузы, мелкие паразитические виды муравьев и прочие) регулярно получают свои порции еды, подобающим образом попросив ее у рабочих муравьев.

Голова рабочего муравья крупным планом: у насекомого мощные челюсти и небольшие глаза

Источник: SPL / LEGION MEDIA

Вообще, в жизни муравейника практика регулярного взаимного кормления (трофаллаксиса, как это называют ученые) — нечто большее, чем просто механизм более-менее равномерного распределения еды между отдельными особями, это средство поддержания единства муравьиной семьи. Именно этим путем муравьям поступают гормональные сигналы, определяющие их поведение: особи, обслуживающие матку, слизывают ее выделения, а дальше сигнальные вещества передаются «из уст в уста», пока информация не достигнет всех членов семьи.

А иногда случается и так, что муравьи из соседних, но не родственных семей, регулярно встречаясь на границе своих территорий, начинают делиться едой друг с другом, и это становится первым шагом к объединению двух семей в одну. Для муравья, который, естественно, не может помнить «в лицо» сотни тысяч или миллионы своих собратьев, свой тот, кто вовлечен в этот непрерывный обмен едой, кто умеет правильно попросить и сам правильно реагирует на просьбы.

Закон коммуникации: узнал — расскажи

В последние десятилетия в распоряжении ученых появились методы, позволяющие строго исследовать поведение отдельных муравьев в их повседневной жизни — как в муравейнике, так и за его пределами. И результаты таких исследований оказались совершенно неожиданными. Выяснилось, например, что муравьи не просто способны к обучению (общеизвестно, что, обнаружив достаточно богатый источник еды, к примеру, кусок сахара, муравьи приходят к нему снова и снова) — они могут даже оперировать абстрактными идеями.

Например, их можно обучить всегда выбирать определенную кормушку — скажем, помеченную треугольником, а не какой-то другой геометрической фигурой, независимо от того, какого размера, цвета и даже формы будет этот треугольник.

Муравей-древоточец в ловушке цветка саррацении (насекомоядное растение, США)

Источник: Nature PL / Legion Media

Впрочем, еще больше удивляет способность муравьев запоминать довольно сложные маршруты, ведущие к пище или другим важным для них объектам. А исследования новосибирских ученых во главе с Жанной Резниковой показывают, что коммуникативная система позволяет муравьям передавать эту информацию друг другу.

Иными словами, муравей-разведчик может не только лично приводить собратьев к источнику пищи или обозначать дорожку к нему пахучими метками, но и «объяснять» другим насекомым, как самостоятельно добраться до нужного места. Это требует более развитой системы знаков, чем знаменитый пчелиный язык: ведь если летящей по прямой пчеле достаточно знать только направление и дальность, то существу, передвигающемуся по наземным тропам, нужно представлять весь маршрут, всю последовательность поворотов и развилок.

Закон развития: выбирай профессию по душе

Но, пожалуй, еще неожиданнее оказалось то, что у муравьев обнаружились разные характеры, влияющие на выбор ими профессий. Вообще, у общественных перепончатокрылых (к которым принадлежат и муравьи) каждая особь обычно сменяет в жизни несколько профессий. Сразу после выхода из куколки она работает внутри гнезда — нянькой, уборщиком, потом несет охранную службу на входе в гнездо или возле него и, наконец, переходит в разряд сборщиков еды — фуражиров.

У некоторых видов муравьев дело зашло дальше: разные профессии требуют разного строения тела, и уже к моменту окукливания личинки предрешено, выйдет ли из данной куколки солдат, нянька или вообще живой бочонок для хранения сладкого сиропа. Но у большинства видов рабочие особи могут менять свои профессии. Причем, как выясняется, в соответствии не только с возрастом, но и с потребностями семьи и собственными склонностями.

Скажем, практически все взрослые муравьи проходят через профессию няньки, но подавляющее их количество затем переходит к другим занятиям, некоторые же остаются няньками на всю жизнь. С другой стороны, когда в эксперименте ученые поголовно изъяли из некоторых гнезд нянек, часть фуражиров вернулась к этой профессии и в большинстве случаев успешно с ней справилась.

Переноска листьев муравьями-листорезами (Перу)

Источник: Nature PL / Legion Media

Впрочем, и внутри каждой профессии есть возможность выбора. Добывая пропитание для семьи, можно быть охотником, в одиночку обследующим дальние участки в поисках дичи. В случае удачи охотник обеспечит семье солидную порцию ценного животного белка, но этой удачи ему никто не гарантирует.

А можно быть пастухом, каждый день ходить знакомой тропой на одну и ту же веточку растения, где сидит колония тлей, и возвращаться в муравейник с неизменным надоем медвяной пади (сахаристые выделения тлей). Одни фуражиры разведывают богатые источники корма и, вернувшись в гнездо, мобилизуют товарищей на их разработку, другие — лишь откликаются на подобные призывы.

Специальные исследования показали: в обычных условиях (когда в семье нет острого дефицита рабочих той или иной специальности) не профессия формирует индивидуальный характер муравья — инициативу, любопытство, способность увлекать других и т. д., — а этот характер определяет выбор профессии. Разведчики, наблюдатели, координаторы строительной деятельности составляют очень небольшую часть населения муравейника. Но, насколько можно судить, именно они принимают решения.

Закон власти: бери в свои руки

Это, кстати, еще один неожиданный результат исследований: вопреки привычным представлениям, матки вовсе не самодержавные правительницы муравейников. Да, они создают новые муравейники и являются матерями для всех их обитателей. Да, они живут гораздо дольше рабочих особей: например, матки рыжего лесного муравья живут около 20 лет, в то время как рабочие муравьи — максимум три-четыре года, а жизнь большинства особей длится всего около года. Да, матки всегда окружены многочисленной свитой, их кормят досыта. Даже если семья переживает трудные времена, при любой угрозе их спасают в первую очередь.

Обычный муравейник европейского рыжего лесного муравья в сосновом лесу

Источник: Nature PL / Legion Media

Но, как выяснилось, судьбу самих маток (особенно в больших муравейниках, где их, как правило, несколько) решают рабочие муравьи — те, что обладают высоким статусом. Они могут отдать часть молодых маток на обмен в соседнюю семью или даже убить лишних «принцесс».

Впрочем, если о поведении отдельных муравьев мы сегодня знаем значительно больше, чем лет 30–40 назад, то о том, как именно принимаются решения, определяющие жизнь муравейника в целом, нам и сейчас мало что известно. Мы видим, например, что муравейники постоянно достраиваются и перестраиваются. В этой работе участвует множество муравьев, которые не могут непосредственно общаться друг с другом и, соответственно, координировать свои действия. А в то, что у них есть подробные планы всего «объекта», как-то не верится. Но как же тогда они избегают перекосов, обрушений и прочих накладок?

«Сумасшедшие муравьи» (Paratrechina longicornis) пьют нектар на «изнанке» листа. Многие растения приманивают муравьев нектаром, а те взамен избавляют его от вредителей Источник: Nature PL / Legion Media

Это не единственная загадка, ответ на которую мы еще не получили. Вероятно, у нас до сих пор нет даже понятий для адекватного описания поведения муравьев. В одном можно не сомневаться: эти насекомые преподнесут нам еще немало сюрпризов.