Сергей
я могу творить
Не теряй времени, его и так осталось мало.
Сергей Шклюдов
Все записи
текст

Муравьи тоже люди

Мы не хотим жить в тесных перенаселенных «муравейниках», но завидуем трудолюбию и организованности настоящих муравьев. Как же устроена муравьиная утопия, где все трудятся ради общего блага?
Муравьи тоже люди
Матриархат, классовая борьба и жизненное пространство 
Если человек разумный гуляет по планете около 40 тысячелетий, то эволюция муравьев насчитывает более 100 млн лет. За это огромное время трудолюбивые насекомые выработали для себя идеальную форму общежития, создали институт, который позволяет им выживать и сохранять свои «эгоистичные гены». Ведь что такое муравейник? Инженерное сооружение, единственная цель которого – оградить и защитить колонию насекомых от внешнего мира. Благодаря тому, что муравьи смогли прийти к собственной идее «города-государства», они распространились по всей планете (за исключением Арктики и Антарктики). Сложно себе представить, но Землю вполне можно назвать Планетой муравьев, ведь их суммарный вес превышает суммарный вес 7,5 млрд людей. На данный момент науке известно около 15 тыс. видов муравьев, причем – совсем как по Карлу Марксу – разные виды находятся на разных стадиях общественного развития. Где-то, как при феодализме, муравьи-крестьяне устраивают бунты и свергают (и съедают) своих цариц, а у кого-то (как, например, у рыжих лесных муравьев) уже давным-давно наступил коммунизм. Можно смело заявить, что история муравьев, как и история человечества, – это история классовой борьбы. Иногда бывает, что царица не может добиться монополии на кладку яиц, иногда в муравейнике конфликтуют несколько «монархинь», иногда королева царствует, но не правит, и рабочие муравьи распоряжаются ею по своему усмотрению, в зависимости от интересов колонии. Могут и убить, если перестанет давать потомство. Бывает, что конфликты занимают больше времени, чем работы по благоустройству муравейника.

ДОЛЬШЕ ВСЕХ ЦАРИЦА живет у муравьев-листорезов – насекомых, достигших одного из самых высоких уровней коллективизации. Она может прожить до 20 лет и принести за это время до 150 млн особей потомства – нарожать целую Россию. При этом у большинства видов муравьев абсолютный матриархат. Самцов крайне мало. После первого и единственного брачного полета отложенные яйца разделяются на оплодотворенные и неоплодотворенные. Из первых на свет появляются будущие царицы и рабочие бесплодные муравьи – самки с неразвитой репродуктивной системой, которые жертвуют собой и буквально кладут свою жизнь на алтарь благополучия муравейника. Если же яйца не оплодотворены, то на свет появляются самцы. Нет ничего печальней жизни самца в муравейнике. Ни у одного отца нет сына (так как оплодотворенные яйца приносят только дочерей), и ни у одного сына нет отца, а лишь только мать (так как самцы появляются только из неоплодотворенных яиц). И конечно же, после спаривания самец погибает. Его миссия выполнена. Цель же у всех одна – дать жизнь новым муравьям, основывать новые муравейники, сохранить свою генетическую программу! 
Чтобы отслеживать поведение каждого муравья из колонии, исследователи помечают их разной краской. www.alexanderwild.com
ГОРОДА МУРАВЬЕВ похожи на города людей. Сходство замечено в далекой древности – еще «отец всех наук» Аристотель и энциклопедист Плиний Старший любили наблюдать за этими насекомыми. Средний муравейник существует как настоящий город-государство. Население его составляет около 1,5 млн особей – как в Барселоне, Мюнхене или Харькове. Здесь есть королевский дворец и ясли, овощебазы и животноводческие фермы, зимовья и вентиляционные шахты, дома престарелых, свалки и кладбища. Территорию города составляет не только сам муравейник, но и земля вокруг него – обычно это около четверти гектара. На несколько сотен метров в стороны могут отходить дороги, которые прокладывают муравьи, помечая свой путь феромонами. По краям территории могут находиться «летние» муравейники, своеобразные торговые фактории или башни-засеки. Они служат для охраны границ и перевалки грузов. Так муравьи расширяют свое Lebensraum – жизненное пространство. «Летний» муравейник – своеобразная копия основного, только без царицы и разветвленной сети подземных коммуникаций. Осенью население фактории переселяется в город. 
Солдат и рабочий, www.alexanderwild.com
Иногда территория колонии может достигать и бóльших размеров. Например, песчаные муравьи, которые не строят куполообразных муравейников и чья жизнь протекает под землей, могут расширять колонию (устроенную по сетевому принципу, когда множество воронок связано друг с другом) до нескольких гектаров, а их коммуникации растягиваются на сотни метров. Своими подземными ходами они могут даже повредить проходящее рядом асфальтовое шоссе. 
«Сады дьявола». english.cas.cn
В Амазонии встречаются участки леса, где растут деревья только одного вида. Местные жители называют их «садами дьявола». Объясняется аномалия тем, что в стволах определенного вида деревьев устраивают свои общежития «лимонные» муравьи. Потому они и «культивируют» только этот вид, уничтожая другие ростки, впрыскивая в них муравьиную кислоту. Когда в «садах дьявола» пытались высадить другие деревья, все они погибли в течение суток. Один из самых больших «садов дьявола» известен более семи веков, со времен открытия Америки. Его площадь превышает 4 га. 

Как быть фермером, если ты муравей? 
Муравейник – настоящая коммуна, здесь все делают сообща. В одиночку муравей не сможет ни прокормить себя, ни построить жилище. Он просто ляжет и умрет. Никто не отрывается от коллектива, только так и выживают. При этом компанией муравьи способны не только решать сложные задачи (например, охотиться на насекомых гораздо больше себя и ставить на них ловушки), но и поддерживать в рабочем состоянии целую животноводческую или сельскохозяйственную ферму. Поскольку основа выживания колонии – умение делать запасы пищи, то со временем муравьи, как и люди, перешли от примитивного собирательства и охоты к осознанному животноводству. Муравьи разводят тлей («муравьиных коров»), которые выделяют падь – богатое углеводами «молочко». У многих видов муравьев, например у лесного рыжего, падь составляет основу рациона – 62 % продуктов, потребляемым муравейником. Еще 33 % приходятся на насекомых. Падью питаются до 300 других видов, в том числе пчелы, но только муравьи целенаправленно культивируют тлей для того, чтобы получать от них пищу. Муравьи-пастухи «доят» тлей, щекоча их усиками, а фуражиры, получив «молочко», в своих зобиках разносят его по муравейнику – совсем как курьеры по доставке еды. Один муравей может накормить до 8–10 коллег. Весной муравьи рассаживают тлей по окрестным деревьям, пасут их, строят навесы от солнца, защищают от вредителей; зимой самок тлей переносят в теплые камеры муравейника. Регулируется и поголовье «скота» – лишние особи съедаются. А скорость размножения тлей на муравьиных фермах выше, чем в самостоятельных колониях. В общем, перед нами весьма прогрессивное животноводство! 
Также муравьи – прогрессивные фермеры. Например, листорезы (названные так потому, что уничтожают до 20 % листвы в своем ареале обитания) выращивают грибы, благодаря чему превращают полученную с листвой целлюлозу в сахар. Грибные плантации занимают большие площади в недрах муравейника. В специальных камерах создается особый грунт из измельченной листвы, смешанной со слюной, экскрементами и антибиотиками. 
Для борьбы с грибками-паразитами листорезы создали специальный антибиотик узкой направленности, а чтобы вредители к ним не привыкали, культивируется несколько штаммов. Когда создается новый муравейник, царица переносит туда и культуру гриба, и культуру антибиотиков. 
А еще муравьи-фермеры культивируют раздельный сбор семян – для каждого вида в муравейнике имеется отдельный сухой «амбар». После дождя все семена выносят сушиться на солнце. Перед едой семена очищают, измельчают в муку, которую со слюной замешивают в тесто, и этим тестом кормят подрастающих личинок.

Зачем муравьям сверхразум и кто такие «ленивые» муравьи? 
Надо признать, что каждый муравейник – инженерное чудо. Тепловые камеры, вентиляция, спецификация комнат. Однако эта сложность складывается из сотен тысяч простых действий рядовых муравьев. Купол муравейника состоит из 4–6 млн хвоинок. Муравьи не любят сырость и опасаются плесени, поэтому после дождя весь купол остается сухим – он просто оперативно перекладывается «вручную», чтобы каждая хвоинка подсохла. Это доказали эксперименты с покраской купола в ярко-красный цвет: когда хвоинки перевернули, муравейник снова приобрел природный оттенок, а потом опять стал красным. А как согревается муравьиный город после зимы? Рабочие греют его собой. Они выбираются на солнце, нагревают свои тела на 10–15 градусов, а потом возвращаются «остывать» в муравейник, отдавая тепло родным «стенам». 
М
уравьи-портные строят свои гнезда на деревьях, скрепляя их листья шелком, который выделяют яичники. Фото: Mark Moffett
Главный вопрос мирмекологии (науки о муравьях) можно сформулировать так: как объяснить вопиющее несоответствие между цветущей сложностью социального устройства муравейника и микроскопическими размерами нервной системы муравья? Ведь в его мозге всего 500 тыс. нейронов – меньше, чем у таракана! Как «винтики» сложились в систему, похожую на единый организм? И он отлично выживает в условиях ограниченных ресурсов, ведет политику настоящего «хищного города», адаптируется к смене времен года, а также быстро восстанавливается после форс-мажорных ситуаций, будь то дождь, вмешательство человека или нападение муравьеда, способного за сутки съесть около 30 тыс. муравьев. Даже после пожара в муравейнике остается достаточно рабочих, чтобы отстроить жизнь колонии заново. Главная сила муравьев – их количество. Именно поэтому они неубиваемы как цивилизация. 
Листорезы - прогрессивные фермеры, www.alexanderwild.com
Военный коммунизм 
В Латинской Америке обитает уникальный вид муравьев – бродячие, или эцитоны. Они не строят городов и большую часть жизни проводят в пути, кочуя на большие расстояния. Остановки делают лишь на ночь, а иногда и вовсе могут находиться «на марше» до 20 дней подряд. Вся огромная колония снимается с места и отравляется в фуд-тур, съедая все на своем пути, от фруктов и насекомых до крыс и воробьев. Нашествие – прямо как в фильме ужасов «Термиты» – не остановить. При этом мы имеем дело не с ордой, а с дисциплинированной армией, которая перемещается в строгом порядке. Внешний периметр составляют агрессивные солдаты, которые, чуть что, бросаются в бой. В центре движутся царицы и рабочие, переносящие личинок и запасы пищи. Когда приходит время размножаться, армия строит лагерь из собственных тел, напоминающий звезду смерти из «Звездных войн». Шар внутри полый, в него царицы откладывают яйца. Лагерь покидают только фуражиры. Когда личинки немного подрастают, армия снова отправляется в путь. Фактически «блуждающий» муравейник устроен так же, как у оседлых соседей. Только здесь коммунизм не обычный, а военный.  
СПЕЦИАЛИСТЫ СПОРЯТ О ТОМ, что влияет на распределение ролей среди муравьев и кто «руководит» муравейником. Царица только «рожает», информационные каналы между муравьями очень слабые, их «пропускной мощности» явно недостаточно для одновременной координации миллионов особей. Феромоны, благодаря которым муравьи на своей территории прокладывают дороги, являются сугубо сигнальным инструментом, ведь если замкнуть феромоновую дорожку в круг, муравьи будут просто ходить друг за другом, пока не умрут от голода. Ряд ученых сходятся во мнении, что муравьи существуют в ситуации так называемого «распределенного мозга», когда единый командный центр распределен между всеми членами коммуны. Что есть своего рода «облако» информации, где хранятся «программное обеспечение» муравейника и «резервные копии». Очень похоже на теорию эфира, популярную в XIX веке. 
Поведение «распределенного мозга» муравейника напоминает поведение человеческого мозга, когда в случае повреждения одного участка его функции могут быть перераспределены между другими отделами. При жесткой ролевой специализации внутри муравейника роли все же могут гибко меняться, если речь идет о выживании. Муравьи-разведчики должны быть осторожны, их задача – сбор информации и сбережение себя, поиск новой кормовой базы. Муравьи-фуражиры должны быть быстры, выносливы и ответственны, ведь если фуражир несколько раз вернется без еды – его самого пустят на корм. Муравьи-охранники агрессивны до самозабвения и при первой же опасности готовы драться. Но если появится необходимость (например, в случае гибели большого количества муравьев), разведчики переквалифицируются в охранников, а охранники – в нянек, которые будут, пусть и неумело, перекладывать куколок.

ВАРИАНТ ОТВЕТА на вопрос об «информационном облаке» появился при исследовании в лаборатории Стэнфорда так называемых «ленивых муравьев». В любом муравейнике живут около 20 % особей, которые ничего не делают. Они не ранены, не на пенсии – они просто не хотят работать. Если удалить из муравейника часть рабочих, то оставшиеся жители просто перераспределят нагрузку между собой, но ленивые муравьи в работу не включатся. Значит, это не трудовой резерв? Пока ученые пришли к выводу, что эти 20 % хранят «резервную копию» поведения и организации муравейника. Они как жесткий диск «супермозга». В ходе эксперимента под руководством нобелевского лауреата Ильи Пригожина из муравейника взяли две контрольные группы/семьи. В первую вошли только «ленивые муравьи», во вторую – только рабочие. В итоге новые семьи скопировали поведение материнского муравейника. В рабочей семье 20 % муравьев сразу прекратили работать, а в «ленивой» 80 % муравьев сразу включились в работу. 
В итоге получается, что миллионы маленьких «роботов», которыми руководят лишь простые инстинктивные команды (если случилось А – делай В, если случилось С – делай D), смогли создать искусственный «сверхорганизм», функционирующий как часы, умеющий культивировать другие организмы, производить яды, муравьиную кислоту и антибиотики, преобразующий среду вокруг себя. Условно можно сказать, что каждый муравей – как компьютер, подключенный к Интернету. Однако по сей день ученые так и не пришли к единому мнению о том, как происходит регулирование всех процессов в муравейнике, как миллионы муравьев, словно по команде, бросаются делать то или другое – тем более если этой команды ниоткуда не поступало. Когда мы узнаем, где прячется муравьиный «сверхразум», – может быть, мы что-то новое узнаем и о себе.

1  /  4
 
У медовых муравьев не самый обычный способ хранить пищу, www.alexanderwild.com
Муравьи разводят тлей. Фото: Adrian Langdon
 

Наука

Машины и Механизмы
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен
Всего 1 комментарий
Открыть Свернуть Комментировать
Комментарии
  • Борис Акулин
    19:12   /  01 апреля 2019
    развернуть
    Борис Акулин
    Пример диссертации про муравьев. 
    Тема: Этологические аспекты взаимодействия муравьев и тлей. 
    Автор: Новгородова Т.А.

    ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Трофобиоз муравьев и тлей - один из наиболее интересных и дискуссионных примеров мутуалистических отношений свободно живущих видов. В рамках данной работы мутуализм рассматривается как частный случай симбиоза, а симбиоз понимается в широком плане как совместное существование разных видов (Sapp, 1994). Муравьи получают от тлей углеводную пищу в виде пади, охраняя их от хищников (Мордвилко, 1936; Гринфельд, 1961; Bradley, Hinks, 1968). К настоящему времени исследованы лишь отдельные аспекты трофобиотических отношений муравьев и тлей, в частности, совокупность морфологических и анатомических адаптаций партнеров к симбиозу, различные степени мирмекофилии тлей, преимущества и затраты насекомых при взаимодействии. До сих пор остаются спорными такие вопросы, как роль хищничества во взаимодействии муравьев с тлями (Cherix, 1987; Rosengren, Sundstrom, 1991), вклад муравьев разных видов в поддержание численности тлей (Burns, 1973; Bristow, 1984). Нерешенными являются вопросы, касающиеся разделения ресурсов - как со стороны муравьев (использование общих симбионтов разными видами), так и со стороны тлей: косвенная конкуренция среди разных видов за "заботу" муравьев (Cushman, Addicott, 1989; Fischer et. al., 1997). Исследования взаимодействия муравьев и тлей в едином многовидовом комплексе, которые могли бы пролить свет на эти проблемы, до сих пор не проводились. Этологические аспекты взаимодействия насекомых почти не исследованы: с тех пор как были выявлены последовательности поведенческих реакций, обеспечивающих контакты симбионтов (Мордвилко, 1901), поведенческие аспекты их взаимодействия практически не изучались. Для немирмекофильных тлей, живущих в галлах, выяснено, что они обладают достаточно сложным поведением (Aoki, 1977; Foster, 1990). Наименее изучены в этологическом плане виды тлей, не образующие галлов, соответственно, почти ничего не известно и о различиях в поведении мирмекофильных и немирмекофильных видов.

    Цель и задачи исследования. Целью работы является экспериментальное исследование поведенческих аспектов взаимодействия муравьев и тлей в едином многовидовом комплексе. 




Рекомендуем

Актуальное
Петросити
Поэма здоровья
Биосфера
Бесконтактная примерка обуви
OK OK OK OK OK OK OK