Приключения среди муравьев. Путешествие по земному шару с триллионами суперорганизмов
Шрифт:
Как члены муравьиного сверхорганизма обеспечивают пищу для всех? В отличие от тела обычного организма, семья может отделять от себя части – рабочих – для поиска пропитания. Независимо от вида, как только муравей замечает еду, его поисковое поведение прекращается и замещается серией очень разнообразных действий по сбору добычи: выслеживанием, убоем, расчленением, переноской и защитой. У большинства видов один муравей может мобилизовать остальных себе на помощь. Этот способ коммуникации называется рекрутированием или мобилизацией и обычно включает использование химических сигналов, а именно феромонов. Передвигающийся муравей испускает из одной из железок на теле пахучую смесь, которая служит для стимуляции или указания пути сородичам. То, как мародеры толпой наваливаются на добычу, отражает скорость и эффективность этой мобилизации.
Я уже с детства знал о мобилизации, не зная, как это называется. На семейных пикниках я бросал крошку хлеба перед одиноким рабочим муравьем. В течение нескольких минут к хлебу подходила колонна из сотни муравьев. Если бы я мог проследить успешного охотника, который первым нашел крошку, то увидел бы, как он при возвращении в гнездо ведет концом брюшка по земле, нанося испаряющийся на воздухе следовой феромон – обычная, хотя и не всеобщая, практика у муравьев. Когда муравьи строятся в шеренгу или передвигаются колонной, они прослеживают этот запаховый шлейф своими чувствительными антеннами, двигая ими вправо-влево перед собой, в то время как, сравнимо со своим размером, бегут быстрее, чем гончая собака.
Каждый муравей, следуя правилам взаимовыручки, добавляет к следу еще феромона, так что запах со временем накапливается. Затем, когда запас еды заканчивается и муравьи начинают возвращаться ни с чем, феромонный след больше не поддерживается, запах рассеивается, привлекая все меньше муравьев. (Фараоновы муравьи обладают еще более эффективным способом разметки дороги, которая перестала быть прибыльной, сигнализируя «не беспокойтесь» путем нанесения другого феромона в начале пути [24] .) Веществ для передачи сообщения может требоваться самый минимум. У одного вида муравьев-листорезов тысячной доли грамма мобилизационного феромона – крохотной части одной капли – будет достаточно, чтобы провести колонну рабочих вокруг света шестьдесят раз [25] .
24
Суть сигнала остается неизвестной; См.: E. J. H. Robinson, D. E. Jackson, M. Holcombe, F. L. W. Ratnieks (2005). Insect communication: “No entry” signal in ant foraging // Nature 438. P. 442.
25
C. J. Kleineidam, W. R"ossler, B. H"olldobler, F. Roces (2007). Perceptual differences in trail-following leafcutting ants relative to body size // J. Insect Physiol. 53. P. 1233–1241.
Поскольку трафик рабочих зависит от силы феромона, он зависит от общей оценки муравьями того, что предлагает тропа, – мы называем это массовой коммуникацией. Эта техника может привести к тому, что кажется свободным выбором семьи, несмотря на незнание отдельными муравьями таких понятий, как размер пищевого объекта, к которому они идут, и числа рабочих, нужных для его переноса в гнездо. Например, семья быстрее разведает близлежащий источник еды, чем более удаленный, просто потому, что у муравьев уйдет меньше времени на то, чтобы пройти более короткую дистанцию. Это приведет к скорейшему накоплению феромонного следа, который в свою очередь привлечет больше муравьев к трапезе [26] .
26
Телекоммуникационная индустрия может однажды воспользоваться этой системой массовой коммуникации с такой программой, чтобы, по сути, выпустить в телекоммуникационную сеть цифровых муравьев, которые оставят цифровые феромоны, чтобы укрепить путь, по которому легко путешествовать. Электронные феромоны со временем распадаются, поэтому текущий лучший маршрут всегда будет отмечен наиболее сильно, ограничивая дорожные пробки. См.: E. Bonabeau, C. Meyer (2001). Swarm intelligence: A whole new way to think about business // Harvard Business Review 79. P. 106–114.
Среди масличных пальм Суллии, однако, такие тонкости индивидуальной реакции и массового ответа были скрыты от меня. Вместо этого я фиксировал кажущиеся спонтанными вспышки муравьиной численности, за которыми следовало внезапное массовое отступление, как будто рука была протянута, убрана и затем вытянута куда-то еще. Что же происходило на самом деле?
Я вызвал в памяти сходную вспышку численности с участием муравьев-кочевников, которую видел в студенчестве, изучая бабочек в Коста-Рике. Как-то утром я проснулся от шороха в комнате гасиенды, где гостил. Муравьи-кочевники Eciton burchellii были повсюду, волнами передвигаясь по полу, просачиваясь в щели в стенах, падая с мебели в попытке прицепиться к спинам жуков и чешуйниц. Я услышал шлепок, и на ковер у моей кровати приземлилось дюймовое тело: с потолка упал скорпион, весь покрытый муравьями. Муравьи не набросились на меня самого только потому, что жена владельца гасиенды поставила каждую ножку кровати в плошку с маслом. Хвала небесам, а то я сомневаюсь, что сеньора Перес оценила бы мое явление голышом, покрытым муравьями, в ее гостиную. Я нацепил халат и сбежал в свободный от муравьев коридор, а потом пережидал рейд муравьев за тостом и яичницей.
Что же делали те муравьи? Добывали себе пропитание [27] . У всех муравьиных семей поиск еды выполняется множеством рабочих одновременно. Но, в то время как фуражиры большинства видов действуют независимо друг от друга, муравьи-кочевники фуражируют все вместе, почти как волки, идущие на лося [28] . Однако, в отличие от волчьей стаи, охотничьи группы муравьев-кочевников не ограничены в количестве. В рейде могут участвовать тысячи особей, но одни рабочие приходят из гнезда, а другие возвращаются в гнездо. Эта поисковая стратегия называется групповым, или (что мне больше нравится, потому что здесь нет определенных «групп») массовым, фуражированием [29] .
27
К сожалению, большинство ученых используют слово «фуражир» для обозначения любого рабочего вне гнезда. Чтобы выяснить, ищет ли рабочий пищу или выполняет такие действия, как поиск врагов, строительство тропы или уборка, требуются усилия. Иногда это дело вероятности: пока рабочие сосредоточивают свои усилия на областях, которые могут дать пищу или даже определенные виды пищи, они могут взять на себя и другие функции по мере необходимости, как если бы в их голове щелкнули выключателем. Например, на севере Аргентины Дэвид Холуэй, Эдвард Лебран и я наблюдали рабочих Ectatomma после затопления входа в их гнездо: первые рабочие, вышедшие из гнезда, несколько минут не обращали внимания на насекомых-жертв, пока расчищали вход. Я наблюдал, как муравьи-амазонки переключаются с поведения «уходить от гнезда», когда они игнорируют пищу, к «фазе фуражирования», когда они ищут муравейник, чтобы совершить набег на расплод (см. главу 13). Дебора Гордон описывает, как первые муравьи-жнецы, которые каждый день покидали гнездо, чтобы оценить местные условия, не возвращались с семенами; фуражиры появились позже (D. Gordon (1999). Ants at Work: How an Insect Society Is Organized. New York: Free Press. P. 34).
28
Webster’s Unabridged определяет «муравья-кочевника как любой вид муравьев, который ходит на поиски еды в компании» (Webster’s Unabridged International Dictionary, 2d ed. New York, 1939). Фуражирование «компаниями» – уникальный и архетипический признак трех подсемейств муравьев, хотя есть дополнительные характеристики, широко связанные с «синдромом» муравьев-кочевников, такие как групповое хищничество (ловля добычи в группе), групповое возвращение в гнездо (используется применительно к описанию групповой транспортировки; см. главу 5), перенос пищи по общей дороге, кочевничество, морфология самки и способ основания семьи (см. главу 4), как первоначально обсуждалось у E. O. Wilson (1958). The beginnings of nomadic and group-predatory behavior in ponerine ants // Evolution 12 (1958). P. 24–36.
29
Групповое фуражирование и групповая охота – самые распространенные термины, хотя группа слишком легко вызывает в воображении дискретные стаи (то есть с ограниченным членством) мобилизованных рабочих, характерные для некоторых видов «рейдовых» муравьев, которых не следует путать с муравьями-кочевниками. Некоторые муравьи демонстрируют промежуточные стратегии между одиночным и групповым поиском пищи, например аргентинский муравей (см. главу 16).
Многие свирепые хищники разбираются с трудной добычей, не разыскивая ее группой. У определенных видов муравьев рабочие, действуя поодиночке, могут и найти, и убить мелкое позвоночное. Рабочие одного из видов бразильских муравьев расправляются с головастиками больше себя размером [30] . Но большинство хищных муравьев не могут одолеть такую добычу без помощи. Чаще бывает, что успешный фуражир, называемый разведчиком, пока другие особи занимаются независимой рекогносцировкой, рекрутирует отряд фуражиров в рейд, часто направляя его за много метров к конкретному месту, где была найдена добыча [31] .
30
K. G. Facurel, A. A. Giarettal (2009). Semi-terrestrial tadpoles as vertebrate prey of trap-jaw ants (Odontomachus, Formicidae) // Herpetol. Notes 2. P. 63–66.
31
Были описаны несколько категорий фуражиров-разведчиков и мобилизованных фуражиров, например такие, которые находят не ту пищу, на которую они были мобилизованы; но большая часть подобных различий кажется ограниченной ценностью. См., например, J. C. Biesmeijer, H. de Vries (2001). Exploration and exploitation of food sources by social insect colonies // Behav. Ecol. Sociobiol. 49. P. 89–99.
В Западных Гатах в Индии я видел такую схему действия, используемую муравьями Leptogenys. Плотная группа стройных блестящих муравьев двигалась через сухую подстилку со скоростью столь же отчаянной, что у индийского автобуса. Я последовал за ними и далее наблюдал, как они входят в глиняные галереи термитов. Скоро муравьи вышли оттуда, каждый с пачкой термитов в челюстях. Наблюдать эту регламентированную форму группового хищничества было одно удовольствие, покуда я оставался достаточно далеко от игловидных жал, которыми Leptogenys обездвиживает в схватке свою добычу. Позже я установил, что этот вид использует разведчиков, которые затем возвращаются в гнездо и мобилизуют несколько десятков сородичей, совместно выполняющих потенциально опасную работу по добыче и транспортировке громоздких термитов.
Муравьи-кочевники используют совершенно другую технику фуражирования. Вместо того чтобы следовать по указке разведчика к уже найденной еде, рабочие массово несутся вперед не глядя, а отсутствие конкретной цели превращает весь рейд в азартную игру.
Некоторые муравьи-кочевники регулярно наводняют дома, и в доиндустриальном мире их появление приветствуется (хотя они и выгоняют людей на улицу на пару часов), потому что они вычищают всякую пакость вроде тараканов и мышей. Муравьи-мародеры оказывают подобные же услуги – хотя они также доставляют и неприятности, убегая с зерном и прочей едой, как описывал капитан Бингэм.
В самом деле, это было впечатляющее зрелище – смотреть, как в Индии толпы муравьев-мародеров нападают на многоножек и лягушек. Там я видел, что, подобно кочевникам, мародеры взрывоподобно рекрутируют рабочих, как только находится любая добыча, затем убивают ее и все вместе переносят тушку. Но, чтобы понять фуражировочное поведение муравья-мародера, нужно было для начала узнать, как они вообще обнаруживают свою добычу.
Через некоторое время Раджа устал от муравьиных укусов и стал оставаться дома, занимаясь игрой на гитаре. К тому моменту я уже пробыл в Суллии три недели, выживая на клейком рисе, заляпанном красным карри, таким острым, что после него частенько дышал, высунув язык. На такой диете я был постоянно зверски голоден и, чтобы подзаправиться, купил в придорожной лавке карамелек. (У того магазина было больше амбиций, чем товаров, что прекрасно подтверждалось его названием, Friendly Mega Supermarket Store («Дружественный Мегасупермаркет»), грубо намалеванным на доске.) Ночами я тайком пожирал конфеты, опасаясь ранить чувства принимающей меня семьи, и избавлялся от фантиков, запихивая их в норки грызунов на плантации.
Однажды прохладным вечером, пока я рассматривал мародеров, шуршащих в древесном опаде, столь же жадных до калорийной пищи, как и я, у меня выкристаллизовалось видение муравья как сверхорганизменного существа. Я задумался о стратегии кочевых муравьев по фуражированию «группой». Внутри такого сверхорганизма что может означать для отдельного муравья членство в подобной группе? Это близость? У людей такие древние техники, как тамтамы, и такие новые, как Twitter, позволяют образовывать группы без физического сближения. И наоборот, пребывание рядом с другими не дает автоматически значимого членства в группе. Довольно часто я бывал в толпе людей на городской улице – в толпе, но не то чтобы в группе.