Несколько лет назад ученые из Мюнхенского университета нашли на экзотическом архипелаге Фиджи новую разновидность дружбы между фауной и флорой: симбиоз местных муравьев Philidris nagasau и растений рода Squamellaria. Вообще взаимовыгодный обмен с растениями – не редкость в муравьиной жизни: например, представители рода Pseudomyrmex ferrugineus, живя и питаясь на акции, не подпускают к ней травоядных животных. А полукустарник мирмекодию, который живет в Азии и Австралии, муравьи защищают от своих же сородичей – муравьев-листорезов. Всегда быть «на посту» им позволяет место жительства: «комнаты» в стеблях той же мирмекодии, которые сильно разрастаются у основания. Однако отношения со сквамелляриями, живущими на Фиджи, у муравьев на порядок серьезнее: насекомые сами выращивают эти растения – свой будущий дом и источник калорийного сока. Сквамеллярии – это эпифиты, которые поселяются на других, более мощных растениях, только не паразитируют на них, а используют просто для опоры. Рабочие муравьи «сажают» семена сквамеллярий под кору больших деревьев, причем очень кучно, формируя целый жилой комплекс. Пока побеги растут, муравьи прокладывают между будущими домами магистрали, а главное – удобряют молодые растения своими испражнениями, обеспечивают сквамеллярии азотом, который ей больше неоткуда взять. Постепенно растение взрослеет, у него формируются разросшиеся стебли с пустотами (как у мирмекодии). И муравьи поселяются внутри – других гнезд они не строят.
(статья о нем опубликована изданием Nature Plants в 2016 году) науке были неизвестны случаи, когда муравьи контролировали бы весь цикл развития высшего растения. Немецкие биологи выяснили, что заниматься таким «садоводством» предки Philidris nagasau начали примерно 3 млн лет назад. То есть, когда люди еще только пробовали выращивать первые злаки, муравьи уже научились удобрять свои культуры.
Многие их навыки до сих пор остаются непревзойденными для человека, даже вооруженного современными технологиями. Например, у муравьев есть чутье на подземные воды, и они строят свои жилища поблизости от талых вод, но как можно дальше от мерзлых. К такому выводу пришли ученые института нефтегазовой геологии и геофизики имени А. А. Трофимука Сибирского отделения РАН, наблюдая за расположением муравейников в районах вечной мерзлоты. Получается, что, используя муравьев, ученые могут без бурения определять зоны залегания подземных вод, а также искать участки с нарушениями целостности мерзлоты и анализировать сейсмическую активность районов (поскольку сплошная мерзлота отсутствует в местах тектонических разломов).
ДАЖЕ ПОСЕЛИВШИСЬ СРЕДИ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ, муравьи делают новое место лучше. Например, ни одному фермеру не под силу так, как они, заботиться о почве. Чтобы семена быстро трогались в рост, а большим и маленьким корням было легко всасывать и проводить воду и питательные вещества, почва должна быть рыхлой, насыщенной кислородом, не слишком кислой и не чересчур щелочной. Все это контролируют земляные муравьи, которые, строя свои подземные дома и коммуникации, рыхлят и перемешивают почву, делают ее зернистой, «проветривают», освобождая от парниковых газов, уносят на глубину питательные вещества с поверхности, обогащая нижние слои органикой и минералами. Почва, в которой трудятся муравьи, лучше пропускает воздух и воду, обогащается калием и фосфором, а благодаря этим веществам растения становятся сильнее и устойчивее к болезням, быстрее созревают плоды. Муравьи приносят с собой под землю и органические вещества – в виде пищевых запасов, излишки которых перегнивают, и собственных тел – ведь каждый год в гнезде погибает до 100 % рабочих. Также муравьи создают в своих гнездах благодатную среду для почвенных бактерий, водорослей, грибов. Все эти организмы тоже активно участвуют в почвообразовании. Так что даже в сухом и жарком климате, где не выживают дождевые черви, или на территориях, истощенных земледелием, муравьи создают для растений (а значит, и для животных) условия, в которых вполне можно жить. А в компании других почвообразователей – например термитов – даже способны серьезно поднять урожайность: до 36 %, как это получилось в эксперименте австралийских ученых в середине 2000-х годов (статья об этом опубликована в журнале Nature Communications в 2011 году).
Фуражир нападет на многоножку, которая может повредить выращиваемым растениям. Фото: Alex Wild. www.alexanderwild.com
МУРАВЬИ САМИ СОСТАВЛЯЮТ почти 2 % всего видового многообразия планетарной фауны (существует около 30 тыс. видов муравьев, из них нам известно меньше половины), да еще и распространяют разнообразие флоры. Делая пищевые запасы, фуражиры собирают по окрестностям семена и таскают их в гнездо, а часть теряют при транспортировке. Потерянное семечко может взойти совсем на другом краю леса, а может оказаться в желудке птицы и вообще «переехать» в другой регион, сохранив свою всхожесть. Среди насекомых больше никто не рассеивает семена в таких количествах и практически повсюду на земле. Иногда муравьи – единственные «перевозчики», на которых могут рассчитывать растения в засушливых районах, а иногда они – главные распространители для конкретного вида: в мире таких видов почти 3000, а в Европе – около 300. Семена растений, «специализированных» под муравьев (по-научному их называют мирмекохорными), имеют вкусные выросты на кожуре, чем и привлекают фуражиров. Есть отдельные зерноядные виды муравьев – жнецы, уж они-то собирают семена профессионально. Но и обычные рыжие лесные муравьи в течение летнего сезона приносят в гнездо свыше 10 тыс. зерен.
СОЗДАВ УСЛОВИЯ ДЛЯ РОСТА ТРАВЫ, кустарников и деревьев, муравьи продолжают о них заботиться уже на поверхности, уничтожая насекомых-вредителей, которые пожирают листву и корни: гусениц, слизней, а также яйца паразитов. Если по каким-то причинам муравьев в лесу мало, их заселяют туда целенаправленно. Подсчитано, что за лето хищная команда одного лесного муравейника может освободить от вредных насекомых более гектара – уничтожить до 5 млн особей, причем в первую очередь сосредоточиться на самых многочисленных вредителях. Когда будете в лесу, обратите внимание: поблизости от муравейника почти нет подъеденных гусеницами листьев.
КОНЕЧНО, НИКАКОМУ ХИЩНИКУ не вырваться из пищевой цепи. «Жук ел траву, жука клевала птица, хорек пил мозг из птичьей головы» – круг жизни! И муравьи тоже служат едой: в наших широтах – для ящериц, ежей, кротов, лягушек, землероек, барсуков, лисиц, медведей, в тропиках – для муравьедов, броненосцев. Птицы тоже едят муравьев, а еще используют их в борьбе с паразитами: для этого они, как медведи, ложатся в муравейник.
Гусеницы бабочек-голубянок прикидываются муравьиными личинками, и муравьи-няньки растят их как своих. Иллюстрация: Alexanadar Popovic and Milos Popovic, commons.wikimedia.org
Муравьелюб техасский. В брачный период муравьев-листорезов эти паразиты заползают на крылатых самок и путешествуют вместе с ними. Фото: Alex Wild, www.alexanderwild.com
Есть у муравьев и свои паразиты: например, гриб кордицепс заражает муравья спорами, а потом прорастает из его тела. Примерно так же поступает муха-горбатка, которая откладывает яйца прямо в живого муравья, а потом его добивает личинка. Но самые хитрые паразиты муравьев – бабочки-голубянки и жуки ломехузы. Очаровательные бабочки используют муравейник как бесплатный детский санаторий: их гусеницы прикидываются муравьиными личинками, выделяя идентичные пахучие вещества, и няньки растят их как своих, а диверсантки тем временем пожирают муравьиные куколки. Ломехузы поступают еще циничнее: они живут в колонии, высасывая из нее все ресурсы, а для этого буквально подсаживают муравьев на наркотик. В обмен на еду, что им приносят, ломехузы выделяют особую жидкость, которую муравьи слизывают с их брюшек. Постепенно жизнь в гнезде затормаживается: муравьи под действием вещества уже не заботятся о добыче еды и сидят дома, их потомство вырастает с отклонениями в развитии. Муравейник, пораженный ломехузами, неизбежно деградирует и погибает, самостоятельно ему не спастись. Трудно не провести аналогию с человеческим обществом, которое тоже легко разложить, подсадив на искусственное удовольствие.
Изучение того, как муравьи развивают свои отношения с грибами, может помочь людям в сельском хозяйстве, в том числе в разработке методов борьбы с болезнями и вредителями. такие исследования уже проводят в специальных лабораториях. Фото: James DiLoreto, www.si.edu
Исследователи из Смитсоновского института запечатлели грибную камеру, вырытую муравьями вида Cyatta abscondita. Фото: Ted Schultz, www.phys.org
КСТАТИ, О РАЗЛОЖЕНИИ. Поскольку муравьи бывают не только хищные, но и всеядные, а их личинкам и царицам (которые есть не у всех видов) необходим белок, они могут питаться всем без разбора, включая останки других животных и погибшие деревья. И это одна из их важнейших функций в экосистеме – возвращение питательных веществ в круговорот. Муравьи селятся в мертвой древесине, разрушают ее механически и ускоряют разложение на минеральные вещества. То же происходит со всем, что муравьи тащат домой, собирая поблизости, – с травинками, хвоей и т. д. В гнезде, где температура и влажность выше, живут свои бактерии и грибы, этот мелкий мусор разлагается быстрее, чем снаружи. Да что там – муравьи ускоряют даже эрозию минералов и даже могли повлиять на охлаждение Земли, которое началось 4 млн лет назад и продолжается по сей день. В 2014 году в журнале Geology была опубликована статья Рональда Дорна из Университета штата Аризона, в которой он представил результаты своего 25-летнего исследования. Ученый сравнил, с какой скоростью муравьи, термиты, дерн, земля и обнаженная почва растворяют силикаты кальция и магния. Дорн изучил почву под муравейниками и установил, что муравьи ускоряют преобразование этих минералов в карбонат кальция и магния в десятки и даже сотни раз быстрее, привлекая на помощь атмосферный углекислый газ. По мнению Дорна, эту способность муравьев связывать СО2 людям стоит использовать. Кроме того, ученый предположил, что среди причин похолодания климата, помимо тектонических и гидрологических процессов, может быть и эрозия минералов за счет деятельности насекомых – особенно муравьев.
Поедающие улитку муравью помогают взрыхлять почву и снабжать ее кислородом для развития различных микроорганизмов. www.twitter.com/wizzyagro
МУРАВЬИНЫЙ ТАЛАНТ собрать жилой купол из ничего, а из мертвой материи – еду, помог им заселить планету почти целиком, не считая самых холодных мест, и жить хоть под землей, хоть в горах, а хоть прямо на человеческой кухне. Эта их бесцеремонность – еще одно напоминание о том, что и наша популяция – всего лишь часть большой экосистемы, которой муравьи нужны гораздо больше. Потому что их потерю Земля восполнить не сможет.
