Муравьи-пожарники

Лабораторная колония муравьев Иллинойского университета, 24 июля 2012 года.

Этого рабочего муравья из рода Pseudoneoponera что-то очень сильно обеспокоило (возможно, он испугался фотографа), о чем свидетельствуют характерные белые «нити», струящиеся из его брюшка. Способность выделять такие вспененные вещества, присущая этому австрало-восточноазиатскому роду муравьев, и обусловила говорящее прозвище его представителей — «муравьи-пожарные» (иногда встречается также вариант «муравьи-пожарники»).

В этот род на данный момент включают 29 видов муравьев, обитающих на большей части Восточной Азии, на островах Борнео, Суматра, Ява, Новая Гвинея, а также в Австралии и на Филиппинах. Все представители рода — довольно крупные хищники и падальщики подстилки (размер рабочих особей составляет примерно 9–18 мм). Как и многие представители семейства Ponerinae, эти муравьи довольно примитивны, охотятся и фуражируют поодиночке, не имеют развитой социальной структуры семьи и очень малочисленны, так как размер семьи обычно не превышает 10–20 рабочих. В семье роль яйцекладущей самки зачастую выполняет оплодотворенный рабочий (напомним, что у муравьев рабочие — это самки) — так называемый гамэргат, а настоящих маток (то есть самок, морфологически отличающихся от рабочих особей, способных к полету и имеющих гораздо большую продуктивность) нет. Однако у некоторых видов, например у Pseudoneoponera tridentata, в семье могут уживаться одновременно несколько яйцекладущих гамэргатов и настоящих маток. Интересно, что гамэргаты, в отличие от настоящих маток, оплодотворяются в основном самцами из своего же гнезда.

Рабочий Pseudoneoponera sp. c личинкой в мандибулах. На фото также можно увидеть коричневые коконы, в которых находятся куколки — предпоследняя стадия развития муравьев. Из коконов выходят уже сформировавшиеся имаго. Фото © Steve Shattuck с сайта antwiki.org, остров Борнео, 12 марта 2012 года

Но настоящий интерес к этим муравьям был вызван именно их необычным поведением. Во время их сбора мирмекологами рабочие особи обильно поливали исследователей белой вспененной массой, выходящей в виде «нитей» длиной до 10 сантиметров или сгустков из анального отверстия муравьев. Оказалось, что это вспененный секрет ядовитой железы муравьев, представляющий собой коктейль из кислот (в частности, муравьиной) и белков. Рабочие муравьи P. tridentata забрызгивают пеной нападающих на них мелких насекомых, главным образом мелких высокосоциальных муравьев, и других членистоногих, а также выделяют пену просто при прикосновении (например, пинцетом). Дело в том, что Pseudoneoponera довольно медлительны, так что мелкие и быстрые муравьи, отлавливающие крупных понероморфных муравьев, представляют для муравьев-пожарников большую угрозу.

Муравей Pseudoneoponera sp. выделяет пену в ответ на захват пинцетом. Фото © Alex Wild с сайта alexanderwild.com, Камбоджа, лабораторная колония муравьев Иллинойского университета, 24 июля 2012 года

Ядовитая железа у Pseudoneoponera сильно увеличена и может занимать две трети брюшка. Пена состоит в основном из белков, а сама жидкость вспенивается непосредственно перед выделением за счет атмосферного воздуха, попадающего в резервуар ядовитой железы через трахеи (которые сообщаются с резервуаром непосредственно перед анальным отверстием), отходящие от дыхалец (см. картинку дня Дыхальце муравья). Также для этих муравьев было отмечено практически полное отсутствие железы Дюфура, которая развита у большинства видов муравьев и вырабатывает различные гидрофобные соединения, в том числе углеводороды. По-видимому, отсутствие секрета этой железы, который бы смешивался с выделениями ядовитой железы, способствует эффективному вспениванию яда.

Внутреннее строение муравья. На картинке можно разглядеть как ядовитую железу, так и железу Дюфура. Рисунок из книги С. А. Тимоханов, 2008. Муравьи, богомолы, стрекозы

Как уже упоминалось выше, муравьи пользуются пеной только для механической защиты, чтобы обездвижить мелких и быстрых насекомых, например муравьев из рода Pheidole, так как жало против них неэффективно: могут улизнуть. Но хотя пена и состоит из секрета ядовитой железы, какого-либо нейротоксического действия она не оказывает, а просто затрудняет движения насекомых и требует времени для очистки: пока те приходят в себя, муравей-пожарник успевает уйти от опасности.

Надо сказать, что далеко не все виды рода Pseudoneoponera выделяют пену — этой способностью обладают в основном муравьи P. bispinosa, P. insularis, P. rufipes, P. sublaevis и P. tridentata. Потенциально, вспениваться под действием атмосферного воздуха могут секреты ядовитых желез многих видов, что было изучено на примере искусственного вспенивания яда муравьев Diacamma (из того же семейства понерин) в лабораторных условиях, однако на практике муравьи этим не пользуются.

Подобный механизм защиты наблюдается также у некоторых видов бабочек и прямокрылых. К примеру, кузнечики Romalea microptera в ответ на раздражение выпускают из передней пары дыхалец, расположенных на груди (тораксе), буроватую сильно пахнущую пену, которая, в отличие от пены муравьев, состоит из большого разнообразия фенолов и терпенов (они и придают ей запах). Жидкость секретируется железами, связанными с трахеями, и вспенивается также за счет атмосферного воздуха. Что интересно, таким образом кузнечики отпугивают чаще всего муравьев, представляющих для них большую угрозу.