Планета муравьёв

Уилсон Эдвард Осборн

Способ приобретения отдельными особями уникального запаха муравьиной семьи был открыт пионером в области поведенческой биологии Адель Филде в начале XX в. Используя это открытие, исследователи научились создавать смешанные семьи, члены которых радикально отличаются по размеру и анатомии, – например, объединяя в одном гнезде крупных муравьев с шипиками на теле и представителей мелких гладких видов.

В умеренном климатическом поясе Северной Америки, Европы и Азии муравьиное рабство – распространенное явление, особенно в подсемействе Formicinae. Группа рабовладельческих видов из рода Polyergus с характерным красновато-коричневым окрасом развила ярко выраженные поведенческие и анатомические адаптации,

необходимые для такого образа жизни. Одна из таких адаптаций – мощные саблевидные, с зубцами жвалы, которыми они орудуют с поразительной скоростью и умением в ходе своих регулярных рейдов на семьи более слабых представителей рода Formica.

В богатой муравьиной фауне Новой Англии есть несколько пар налетчиков и жертв, которые подходят на роль описанных Торо воюющих сторон. К сожалению, мы не можем идентифицировать их с научной точностью, поскольку, будучи гениальным наблюдателем, Торо лишь обратил внимание на их цвет и размеры, но не потрудился собрать образцы для более точного анализа. Это упущение тем более прискорбно, что среди его друзей, помимо Ральфа Уолдо Эмерсона, был и Луи Агассис, который в то время как раз занимался созданием Гарвардского музея сравнительной зоологии, где сегодня хранится крупнейшая в мире научная коллекция муравьев.

Между тем, изучая феномен рабства в муравьином мире, я и мои коллеги во время полевых исследований отметили поразительное разнообразие форм паразитического и воинственного поведения. Еще будучи магистром в Гарвардском университете, я обнаружил в Национальном парке Йосемити семью муравьев-рабовладельцев Formica wheeleri сразу с несколькими видами рабов. Я застал их во время рейда. Рабочие двух порабощенных видов Formica бежали рядом с хозяевами, вероятно, играя роль вспомогательных солдат и помощников мародеров. Когда я раскопал гнездо, то внутри увидел представителей четвертого вида Formica, которые служили няньками, заботясь о яйцах, личинках и куколках.

Тридцать с лишним лет спустя, выступая перед собранием руководителей Национальных парков США, я признался в том, что раскопал муравейник в Йосемитском парке, и покаялся в проступке. Через несколько лет, когда меня снова пригласили выступить на этом мероприятии, директор Системы национальных парков великодушно даровал мне прощение и красиво оформленную «лицензию на отлов еще одного рабочего муравья указанного рабовладельческого вида в Национальном парке Йосемити».

Становится ли рабовладельческий образ жизни эволюционным тупиком для тех видов, которые его приняли? Не совсем, однако он может привести к еще большей деградации. Наглядный пример тому – род социальных паразитов Strongylognathus, который встречается по всей Европе и Азии. Тогда как большинству видов Strongylognathus присуще типичное поведение с регулярными разбойничьими набегами, ожесточенными схватками и кражей расплода, представители одного вида, Strongylognathus testaceus, напрочь утратили воинственный дух. Вместо этого недавно спарившаяся самка пробирается в хозяйскую семью и устраивается рядом с ее самкой-хозяйкой. В результате рабочие-хозяева начинают заботиться о самке-паразите так же хорошо, как о своей собственной. Дочери, рожденные паразитической самкой, дружелюбны по отношению к хозяевам, но не выполняют никакой работы, живя на их иждивении.

Следующий шаг по пути рабовладения был сделан американским видом муравьев Formica subintegra, которые в своей неприглядной деятельности, если так можно выразиться, используют мощное пропагандистское оружие. Дюфурова железа у муравьев этого вида – та самая, которая вырабатывает феромон тревоги, предупреждающий сородичей об опасности, – достигла гигантских размеров и занимает до трети объема брюшка (заднего сегмента муравьиного тела). В ходе налета солдаты F. subintegra буквально поливают защитников этим феромоном.

Сигнал тревоги настолько силен, что вызывает панику в атакуемой семье, открывая налетчикам путь в нижние камеры с расплодом.

20

Живые мертвецы

Любой труп – это экосистема. Погибшая птица, выброшенная на берег рыба, упавшее дерево, сорванный цветок – всему этому суждено превратиться из организованного конгломерата гигантских молекул, самой сложной системы во Вселенной, в разрозненную россыпь гораздо более простых органических молекул. Процесс разложения в природе запускается сначала с участием падальщиков вроде грифов и мясных мух, а потом грибов и бактерий.

Как обстоят дела со смертью в муравьином мире? У многих видов, если муравей тяжело ранен или искалечен, товарищи отнесут его в гнездо и съедят. Если травма средней тяжести, ему могут позволить остаться в живых и вылечиться. Большинство муравьев-солдат, погибающих в битвах за пределами гнезда, становятся кормом для хищников.

Муравей, который умирает от старости или болезни внутри гнезда, просто застывает в обычном положении или падает на бок с подогнутыми ногами. В большинстве случаев его труп лежит так несколько дней. В конце концов кто-нибудь из сородичей обращает на него внимание, выносит труп из гнезда или относит в специальную камеру, которая служит одновременно кладбищем и свалкой для разного мусора, включая несъедобные остатки добычи. Никаких траурных церемоний.

Когда я заинтересовался химической коммуникацией муравьев, мне пришла в голову мысль, что муравьи могут распознавать мертвецов по специфическому запаху разложения. Если живые муравьи используют химические вещества как триггеры определенного инстинктивного поведения на благо семьи, то разумно предположить, что мертвые делают то же самое. Другими словами, одно или несколько веществ, образующихся в теле мертвого насекомого, могут служить для других муравьев сигналом, что нужно утилизировать труп.

Примерно в то же время мне попалась статья, хотя по понятным причинам малоизвестная, в которой были представлены результаты идентификации веществ, найденных в мертвых тараканах. Используя эту работу как руководство, я решил узнать, какие химические вещества стимулируют некрофорическое (связанное с избавлением от трупов) поведение муравьев.

Первым делом я изготовил экстракт из разлагающихся муравьиных тел. Когда я капнул немного этого экстракта на «макеты» мертвых муравьев, сделанные из крупинок смолы, и поместил их в гнезда лабораторных семей муравьев-жнецов, те быстро их обнаружили и отнесли на кладбище-свалку. Итак, теперь я располагал биопробой, которая вызывала нужный эффект, – первый важный шаг в биологических экспериментах был сделан. Затем я приобрел синтетические, химически чистые образцы веществ, найденных в разложившихся тараканах. На какое-то время в моей лаборатории воцарился слабый, но устойчивый запах склепа и канализации (среди вышеупомянутых субстанций, в частности, были терпеноиды индол и скатол, присутствующие в фекалиях млекопитающих). Большинство протестированных мной веществ вызывали у муравьев возбуждение, и те начинали агрессивно бегать по кругу. На кусочки смолы, обработанные некоторыми веществами, муравьи нападали или попросту их игнорировали. Однако ни одно из этих веществ не вызывало некрофорического поведения. Но когда я обработал макеты индолом, а затем и скатолом, муравьи немедленно их подобрали и отнесли на кладбище.

Для биолога нет ничего приятнее, чем успешный эксперимент. Мой эксперимент сработал по крайней мере на муравьях-жнецах из Флориды, и я повторял его перед восхищенными зрителями множество раз, пока мне не надоело. Тогда у меня родилась еще одна идея: что, если нанести одну из «трупных» субстанций на живого и здорового муравья?

Результат был потрясающим. Когда другие рабочие муравьи встречали в гнезде обработанных таким образом сородичей, они хватали их, относили живыми на кладбище, бросали там и уходили. При этом «похоронная команда» вела себя спокойно и даже буднично. Место мертвых – среди мертвецов.