Приключения среди муравьев. Путешествие по земному шару с триллионами суперорганизмов

За время студенчества я узнал, что наиболее изученные полиморфные муравьи – те, которых я видел во время первого путешествия в Коста-Рику: Atta, муравьи-листорезы, и муравьи-кочевники Нового Света, Eciton burchellii. Эти муравьи образуют одни из наиболее сложных сообществ, известных среди животных, – сообщества, обеспечивающие им исключительное влияние на окружающую их среду. Сложность социальной организации их колоний отчасти обусловлена разделением труда, ставшим возможным за счет разнообразия рабочих муравьев, которые благодаря различиям в физических характеристиках и поведении могут исполнять разные роли в социуме. Эти группы специализированных рабочих, называемые субкастами[3], прицельно занимаются добыванием еды, ее переработкой или хранением, выращиванием потомства или обороной, тогда как крупные особи служат солдатами. В свете существования субкаст рабочих мелкого, среднего и крупного размера семья вида Pheidologeton должна была быть настоящим шедевром общественной организации.

Начитавшись книг Джейн Гудолл и других современных натуралистов, я пришел к выводу, что лучший карьерный путь для биолога – найти малоизвестную группу организмов и объявить ее, по крайней мере временно, своей вотчиной. Я тогда мог, как старомодный исследователь, изучающий карту для подготовки к путешествию, точно указать регионы, которые наиболее подходят для пожинания богатых научных плодов. Поддерживаемый этой уверенностью, я решил, что Pheidologeton станут моим вариантом шимпанзе Джейн Гудолл.

Я скоро обнаружил, что моя точка зрения устарела. Решительно все студенты вокруг меня – с горящими глазами, пришедшие в биологию, потому что любили природу, – были лабораторными отшельниками, погруженными в высокие технологии. Глядя на сокурсников, я понял, что в современной биологии точность математических методов одерживает верх над озарением. Несомненно, лабораторные технологии позволяют проводить беспрецедентно точные измерения, но что толку в рядах чисел, если неясно, как их приложить к природе? Я уже перенял от Эда Уилсона ту идею, как многого можно добиться, вооружившись лишь простой ручной лупой, бумагой и карандашом. Я был полон решимости провести жизнь в полях.

Осенью 1980 года я предложил профессору Уилсону, что проеду по Азии для исследования Pheidologeton, с уверенностью заявив, что этот вид будет среди главных общественных видов. Мой энтузиазм, а также графики и таблицы, описывающие полиморфизм этого вида, убедили профессора. Я получил его благословение и через считаные дни после сдачи устных экзаменов сел в самолет, следующий в Индию. Больше двух с половиной лет без перерыва посещал страну за страной, бродя по Шри-Ланке, Непалу, Новой Гвинее, Гонконгу и многим другим.

С той поры муравьи привели меня во все края, о которых я мечтал в детстве. Это куда больше, чем я мог бы описать в книге, а потому сосредоточу свой рассказ лишь на нескольких замечательных видах муравьев. Начнем с очень подробного рассказа о муравье-мародере, как потому, что с этого вида началось мое знакомство с муравьями, так и потому, что он демонстрирует разновидности поведения, которые будут потом упоминаться неоднократно, такие как фуражирование и разделение труда. Дальнейшее повествование организовано, как если бы я писал об историческом развитии человеческого общества: от отрядов ранних охотников-собирателей и кочевых мясоедов (муравьи-кочевники) к скотоводам (муравьи-портные), рабовладельческим обществам (муравьи-амазонки) и фермерам (муравьи-листорезы), заканчивая завоевывающими мир аргентинскими муравьями, которые сейчас триллионными ордами прочесывают Калифорнию[4].

В этой книге я буду говорить о том, что значит быть индивидом, организмом и частью общества. Муравьи и люди обладают сходными чертами общественной организации, потому что и их, и наше сообщества предназначены для решения сходных задач. Также есть смысл в уподоблении муравьиной семьи целому организму, такому как человеческое тело. Как семьи муравьев – иногда называемые из-за этого сходства «сверхорганизмами» – регулируют свою сложную организацию, чтобы функционировать как единое целое? Кому в семье добывать еду, убирать отходы, растить новое поколение? И чему применительно к этим задачам могут нас научить муравьи?

Чтобы выяснить это, начнем наши приключения среди муравьев.

Муравьи

Краткий справочник для начинающих

Анатомически муравьи подобны остальным насекомым: у них три основные части тела – голова, грудь (торакс) и брюшко (абдомен), хотя наличие тонкой талии придает брюшку муравья дополнительную подвижность, за счет чего рабочий, например, имеет возможность использовать жало или разбрызгивать отпугивающую жидкость из заднего конца тела[5]. Почти у каждого муравья есть поры около задней части груди, через которые две метаплевральные железы выпускают фенилуксусную кислоту, а также другие фунгициды и бактерициды, необходимые для здоровой жизни в почве.

Антенны муравьев имеют сочленения посередине, так что ими можно манипулировать, как руками, хотя, в отличие от челюстей, обычно называемых мандибулами, антеннами нельзя ничего схватить. Муравьи держат свои антенны постоянно настороже ровно затем же, для чего мы используем глаза: чтобы отслеживать происходящее вокруг нас. Помимо сочленения, антенны обладают гибкостью, а также снабжены органами осязания и обоняния, эти чувства для большинства муравьев важнее, чем зрение. Глаз муравья состоит из множества прилегающих друг к другу фасеток, считывающих кусочки изображения, компонуемые мозгом в мозаику. У глаз большинства муравьев низкое разрешение, хотя есть и некоторые исключения: дюймовые австралийские муравьи-бульдоги видят настолько хорошо, что я сам наблюдал, как они пристраиваются около цветка и ловят пчел, буквально выхватывая из воздуха[6].

Мандибулы, или жвалы, – это инструменты, которые муравьи используют для взаимодействия с материальными объектами. Мандибулы бывают различных форм и служат для разных целей в зависимости от вида муравьев. Многие муравьи могут захватывать яйца не только жвалами, но и шпорами на передней ноге над лапкой, это бывает очень похоже на то, как белка держит в лапах желудь[7]. Каждая лапка, или тарзус, гибкая, состоит из многих сегментов и цепляется к поверхностям не основанием, а двумя коготками на конце и адгезивными подушечками.

Рабочий муравей рода Thaumatomyrmex в Типутини (Эквадор) пользуется длиннозубыми мандибулами, чтобы удерживать свою щетинистую добычу – многоножку, – пока ощипывает ее перед тем, как съесть. Этих мелких одиночных фуражиров чрезвычайно трудно найти

Муравьи высокосоциальны. Они относятся к отряду Hymenoptera, как осы и пчелы, среди которых некоторые виды, такие как медоносная пчела и шершни, тоже высокосоциальны. Высокосоциальны и все представители другой группы насекомых – термиты[8].

Самые маленькие семьи муравьев, не больше четырех особей, известны у мельчайших тропических американских муравьев Thaumatomyrmex[9]. Семьи в десятки миллионов особей типичны для некоторых муравьев-кочевников из африканского Конго. Суперколонии, подобные таковым у аргентинского муравья, в настоящее время сражающегося за монопольный контроль над Южной Калифорнией, исчисляются миллиардами особей.

Социальность муравьев, как и у общественных ос, пчел и термитов, проявляется через разделение труда, при котором потомство, которое не размножается, то есть рабочие особи, помогает своей матери – самке (у муравьев и термитов) или матке (у ос и пчел) – в заботе о ее расплоде, о своих будущих сестрах и братьях. Несмотря на персонажей студий Disney и Pixar, любой муравей, похожий на муравья, – это самка; самцы существуют, но они бесполезны для общества и скорее напоминают ос, чем муравьев[10]. Поэтому, называя муравья «она»[11], я просто отражаю реальность. За свою короткую жизнь самцы выполняют одно-единственное деяние: они вылетают из гнезда, спариваются с неоплодотворенной самкой (часто несколько самцов с одной самкой), а потом умирают. Оплодотворенная самка проживет гораздо дольше – ей предстоит основать собственное гнездо и годами производить потомство, расходуя сперму, собранную в этом единственном брачном полете. Поскольку семьям муравьев предназначена долгая жизнь, самка и ее рабочие, которые живут от нескольких недель до пары лет, будут держаться вместе. Единственное исключение из этого правила случается, когда рабочие выращивают следующее поколение самок и самцов, покидающих материнское гнездо, чтобы основать новые семьи. Когда самка в семье умирает, то, за несколькими оговорками, о которых позже, семья умирает вместе с ней: ее рабочие становятся вялыми и постепенно погибают.

3

В семьях общественных насекомых выделяют разные касты: размножающиеся особи (самки, самцы) и рабочие особи. Внутри рабочей касты иногда выделяют субкасты или подгруппы в зависимости от морфологических или возрастных различий. – Прим. науч. ред.

4

Это не означает, что муравьи эволюционируют от одного из этих обществ к другому. Человеческие общества не обязательно идут по этому пути; например, сегодня существуют даже группы охотников-собирателей. – Здесь и далее, если не указано иное, прим. автора.

5

У муравьев первый сегмент брюшного отдела тела слит с заднегрудью, образуя эпинотум. Переднегрудь, среднегрудь и эпинотум образуют мезосому, часто называемую грудью. За эпинотумом располагается стебелек – подвижное сочленение, состоящее из одного или двух сегментов. За стебельком располагается брюшко, а вместе они образуют метасому. Первый, часто единственный, членик стебелька называется петиолюсом, второй – постпетиолюсом.

6

Я также видел, как муравьи-бульдоги поворачивались, чтобы посмотреть, как я иду мимо, прежде чем броситься за мной и запрыгнуть мне на ноги, – нежелательная ситуация, учитывая их похожие на мечи жала. См.: M. W. Moffett (2007). Bulldog ants: Lone huntress // National Geographic 211. P. 140–149.

7

Как выразилась Деби Кэссил, «у нас на руках есть сегментированные пальцы и ладонь из одного сегмента. У муравьев односегментный палец-шип и ладонь из многих сегментов» (в личном сообщении). См. также: D. Cassill, A. Greco, R. Silwal, X. Wang. (2007). Opposable spines facilitate fine and gross object manipulation in fire ants // Naturwissenschaften 94. P. 326–332.

8

Другие примеры «эусоциальных» животных и обсуждение этого термина и других см.: J. T. Costa (2006). The Other Social Insects. Cambridge, MA: Harvard University Press и N. C. Be