Все мы знаем басню про легкомысленную стрекозу и трудягу муравья. Как помним, песни и пляски героиню до добра не довели. Другое дело — пчелиные танцы. И приведут, куда надо, и закрома мёдом набить помогут. Ну а муравью важнее всего сила духа — и это отнюдь не метафора.
Общественные насекомые — пчёлы, осы, муравьи, термиты — знамениты, в первую очередь, своим строительным мастерством. Выражается оно по-разному: кто-то возводит грандиозные для своего мира постройки, но из простых материалов, а кто-то изо-брёл уникальную строительную технологию с применением новых субстанций. И то и другое в высшей мере оправданно. Природное строительное сырьё хорошо тем, что легкодоступно и имеется в достатке. Из минусов — оно нетехнологично. Обработанный материал в деле куда удобнее, да и качество выходит совсем другое. Никто ведь не станет спорить, что строить дом из кирпича на порядок легче, чем из природного камня. Вот и насекомые пришли к такому же выводу. Разве могли бы пчёлы и осы создавать столь совершенные с точки зрения геометрии конструкции, не будь у них для этого своего «пластилина»! Общественные пчёлы и шмели (Apis, Bombus и другие) используют для изготовления сот собственные восковые выделения, а многие осы и одиночные пчёлы (Vespa, Vespula, Chalicodoma, Megachile и другие) при строительстве гнезда тщательно перерабатывают какой-либо естественный продукт.
Бумажные осы (Polistes spp. и другие), как можно догадаться из названия, делают жильё из грубого, но тонкого пергамента. По совести, именно эти насекомые должны считаться изобретателями бумаги, а вовсе не китайцы. И не исключено, что секрет её изготовления был подсмотрен людьми в природе.
Итак, сначала осы скоблят древесину челюстями, а затем старательно перемалывают-пережёвывают её, смачивая водой и клейкой слюной. Размазанная тонким слоем масса после просыхания превращается в сероватую бумагу. Шершни (Vespa spp.) для бумаги берут кору, и потому она у них коричневатая. Пчёлы-шерстобиты (Anthidium manicatum) валяют мягкий растительный войлок, для чего челюстями состригают с растений опушение. Набранную вату насекомое долго мнёт и расчёсывает, уплотняя в конце головой. Пчёлы-смолёвщицы (A. septemdentatum, A. bellicosum) применяют в своём строительстве смолу хвойных деревьев. Муравьи строят коллективные жилища из разнообразнейших материалов. Располагаться те могут где угодно — на деревьях и внутри них, в трухлявой древесине, на земле и под ней. В наших лесах большие муравьиные кучи не редкость. И хоть выглядят они как хаотичные нагромождения лесного мусора, на самом деле это хорошо «продуманные» инженерные сооружения. В недрах муравейника, как внутри высотного дома, скрыто множество размещённых ярусами камер. Чтобы в каждой из них поддерживалась нужная влажность и температура, система вентиляции должна быть поистине совершенной. А на лугах и полях можно увидеть скопления внешне непримечательных земляных холмиков. Такие детали ландшафта ничуть не похожи на упомянутые выше кучи рыжих лесных муравьёв (Formica rufa и другие). Но и это — муравейники, причём внутри тоже сложно организованные. Например, так живут обычные у нас чёрные садовые муравьи (Lasius niger).
Однако о каких бы шестиногих зодчих мы ни вспоминали, никто из них не сравнится по мастерству с термитами, возводящими многометровые башни из сцементированной глины. В масштабах мира насекомых это гигантские небоскрёбы, но они — только вершина айсберга. Вглубь почвы термитники уходят, по меньшей мере, на такую же глубину. Ведь то, что возвышается над землёй, — лишь техническая надстройка с лабиринтом вентиляционных тоннелей, а жилые камеры, в меру прохладные и влажные, находятся ниже. Поэтому неудивительно, что термитный замок, по сути представляющий собой саманный конгломерат, трудно разрушить даже с помощью лома. В дождливых регионах надземная часть термитника нередко напоминает по форме гриб, хотя правильнее назвать её спасающим от затопления зонтиком. Массивные термитные постройки, похожие на загадочные наросты, возникают и на деревьях.
Рекордный по габаритам термитник, найденный в Центральной Африке, достигает высоты пятиэтажного дома. Если соотнести размеры термита и человека, то в нашем мире такая постройка выглядела бы просто нереально, потому что сравнялась бы со знаменитым сицилийским вулканом Этна. Но самое удивительное, что термитные поселения подобного масштаба в массе встречаются и в не столь экзотических местах, например в Средней Азии. Разница лишь в том, что расположены они под землёй, точнее под песком, а снаружи почти незаметны. Надо признать термитов гениальными архитекторами, однако с точки зрения строительной технологии их нельзя назвать выдающимися, поскольку строят они из обычной окружающей их почвы.
Как же насекомые умудряются соорудить всё это? Кто руководит стройкой, какие проектировщики и прорабы? Никто и — все. Когда термиты только приступают к делу, их действия лишены чёткости и слаженности. Но стоит двум комочкам земли случайно оказаться рядом, как остальные начинают добавлять к ним свои «кирпичики». С этого момента строительство движется по чертежу, запечатлённому в голове каждого из маленьких ваятелей. Сначала возникают столбики, затем они смыкаются в арки, которые, в свою очередь, объединяются в тоннели.
О некоторых аспектах строительной деятельности пауков, общественных и других насекомых журнал уже рассказывал (см. «Наука и жизнь» № 11, 2016 г. и № 2, 2017 г.). Разговор тогда закончился на том, что слаженные действия многих особей приводят к появлению сложных конструкций, будто спроектированных искусными архитекторами. Теперь мы попытаемся разобраться, каким же образом это у них получается.
Со стороны жизнь общественных насекомых выглядит крайне разумной и целесообразной, о чём говорят приведённые примеры. Всё в ней вроде бы рационально и чётко спланировано. Каждый член общины занят своим делом и трудится не покладая рук, объятый духом коллективизма. Удивительная слаженность действий позволяет достичь, казалось бы, неподъёмной для букашки цели — построить громадное жилище, притащить крупную добычу, сделать солидные запасы. Ведь с тем, что не по силам одному, удаётся справиться сообща. Впору позавидовать такому порядку, недаром муравьи и пчёлы — популярные герои сказок и назидательных притч. Как же возможна столь тонкая организация, напоминающая человеческое общество, без культуры, традиций, законов, центральной власти и всего того, что регулирует нашу жизнь?
Надо сразу оговориться, что представление о сугубой рационально- общественных насекомых сильно стяпреувеличено, равно как и миф о непрестанном труде. Никто в гнезде, ни царица, ни рабочий, не способен оценить общее положение дел и поэтому не может ничего планировать заранее. Насекомые не раздают друг другу поручения. Согласованность действий тоже относительная, каждый делает то, что считает в данный момент нужным — достаточно вспомнить, как строят термиты. И тем не менее результат налицо — всё у общественных насекомых выходит как надо. Есть у них несколько секретов, и кое-что было бы неплохо позаимствовать.
Перво-наперво насекомых в колонии много, даже избыточно много. Поэтому всегда есть резерв, который в случае необходимости можно задействовать на разные нужды. Рабочие, занятые внутри жилища, тоже в большинстве своём слоняются без дела, но, надо отдать им должное, при этом зорко следят, не нужно ли чего предпринять. И как только видят какой-то фронт работ, мигом выполняют. Оттого в гнезде всегда порядок. По сути, работа безработного и состоит в поисках работы. А как только он её находит (сам, без чьей-либо указки), сразу перестаёт быть безработным.
Насекомые, занятые на внешних работах, таких как добыча пропитания или доставка воды, регулируют свою активность по-иному. Они ориентируются на то, как быстро у них забирают принесённое. Когда потребность в продуктах, то есть в их деятельности, велика, это происходит почти мгновенно. В противном же случае никто не торопится, и работник теряет усердие. Кстати, разделение обязанностей — как раз и есть пример рационального устройства сообщества. Каждый член семьи овладевает определённой специальностью. Разведчики ищут, фуражиры носят корм, водоносы — воду, солдаты охраняют гнездо, няньки пестуют малышей, строители строят и ремонтируют, прислуга поддерживает порядок, свита обихаживает царицу и так далее.
При этом только солдаты муравьёв и термитов выделяются среди прочих своей рослостью и мощными челюстями, тогда как между рабочими разных профессий нет особых различий. Поэтому ничто не мешает насекомому пробовать себя на разных поприщах. Более того, у многих карьерные изменения — это норма. Молодая пчела, к примеру, начинает свой послужной список с уборщицы и няньки и только потом вылетает из улья. Такое правило имеет смысл — сложная работа поручается опытным. А свой трудовой стаж пчела заканчивает сторожем (и у нас такое не редкость). У муравьёв даже бывают старейшины — хранители традиций, хорошо знающие местность. Обычно они сидят дома, но в случае чего оказывают молодёжи помощь.
Вот ещё одно важное свойство общественных насекомых, позволяющее им достигать совместного успеха. Начатое одним насекомым привлекает внимание остальных, и те спешат к нему присоединиться. Иными словами, результат работы одного побуждает к труду другого и таким образом усилия умножаются. При этом каждый из них действует независимо от всех, но с учётом того, что уже сделано товарищами. Поэтому и может подключиться к общему делу на любом этапе. Принцип «поступай сообразно ситуации» сказывается на любой деятельности колонистов и особенно в строительстве.
Муравьи-портные (Oecophylla spp.) обустраивают свои колонии в кронах деревьев, и при строительстве гнёзд им приходится сворачивать либо стягивать листья. Нередко можно встретить рисунки или фотографии, на которых муравьи дружно тянут край листа, уцепившись за него челюстями. Что же они, обсудили и договорились, с какого боку тащить? Вовсе нет. Муравьи принимаются за работу с разных сторон — кому как заблагорассудится. Но чуть только у кого-нибудь начинает получаться, все бегом устремляются к нему и вместе завершают дело. Совсем как термиты-строители.
Пока вроде бы всё выглядит рациональным. Однако не будем забывать, что насекомых в семье много, а это наряду с плюсами имеет свои минусы. Иной раз переизбыток рабочей силы порождает суету и толкотню, мешающую делу, как бывает и у людей. У семи нянек дитя без глазу — гласит известная поговорка. Точно так и у насекомых: личинкам только хуже, если нянек слишком много. Случается, работники вообще действуют наперекор друг другу, пытаются что-то переделать, когда это не нужно. Но вот какая арифметика — делающих правильно гораздо больше, поэтому и итог таков же. На этот раз, как видите, вместо умножения имеет место сложение и вычитание.
Благодаря подобному суммированию в семьях общественных насекомых царит настоящая демократия. Решающим является мнение большинства. Как они голосуют? По-разному, иногда и запахом. Допустим, муравьи устремились к новому источнику корма. Пока число добытчиков не превышает оптимума, каждый из них уходит довольным и по пути домой оставляет пахучий след. Когда же возле пищи начинается давка, раздосадованные муравьи тропу не метят. Запах ослабевает, а с ним и поток фуражиров. Полагаются-то они на мнение большинства, выраженное в данном случае силой запаха.
Тут мы подошли к интереснейшей теме — общению насекомых. Ведь как бы ни были самостоятельны отдельные особи, им нужно обмениваться информацией, сигнализировать, проявлять эмоции, наконец. Для этого используются звуки, жесты, касания и даже танцы. Медоносные пчёлы (Apis mellifera) в своём удивительном танце кодируют массу информации — направление, расстояние, параметры движения относительно солнца. Так пчела-разведчица, обнаружившая привлекательную делянку, направляет туда нужное число фуражиров. И они безошибочно находят это место. Правда, после танца «иностранки», принадлежащей иной географической расе, могут и промахнуться.
Танцующая в улье пчела выделывает кренделя наподобие толстой восьмёрки. Когда она проходит «по талии» восьмёрки, то виляет брюшком. Кончик его словно стрелка компаса показывает направление по отношению к солнцу. При этом считывается угол между солнцем и указующим брюшком, если пчела находится на горизонтальной поверхности, либо между ним и силой тяжести, если пчела ориентирована по-иному. Именно эта величина задаёт остальным азимут между солнцем и вектором движения. Темп танца передаёт расстояние, а нектар, которым танцовщица угощает подруг, указывает на вид цветов. Если корм находится вблизи улья, то пчела просто кружит на месте. Способность к танцу и его распознаванию у пчёл врождённая, но уверенным и чётким он получается далеко не с первого раза. Да и внимание к чужим пируэтам, восприятие их как сигнала — тоже дело наживное.
Пчёлы пользуются языком танца не только при сборе корма, но и в любой ситуации, когда нужно объяснить местоположение. Так, например, обмениваются информацией разведчики, обследовавшие местность в поисках нового жилья. Благодаря этому каждый квартирмейстер имеет возможность осмотреть все предложенные участки и выбрать лучший, опять рассказав о нём в танце. Обсуждение длится до тех пор, пока разведчики не сойдутся в едином мнении. Иными словами, пчёлы танцем ещё и голосуют. Расшифровка пчелиного танца стала в научном мире настоящей сенсацией. В том числе и за это открытие австрийский этолог Карл фон Фриш был удостоен Нобелевской премии.
Даже из нашего короткого рассказа о жизни пчёл понятно, насколько интересно и сложно их общение. Но всё же главный язык насекомых — химический, то есть запаховый. На него они реагируют безоговорочно, с чёткостью автомата. Именно на этом языке царица общается с подчинёнными. Выделяемые феромоны побуждают их к работе в гнезде, а саму матку холят и лелеют. Если у пчёл и муравьёв плодущая самка ещё сохраняет приличный облик, то у термитов она превращается в гигантскую, по сравнению с рабочими, раздувшуюся «сосиску». Она даже на бок перевернуться не способна.
При этом царица не вмешивается в дела семьи, в которой, как мы помним, царит власть большинства. «Монархия» здесь чисто номинальная, что, в общем-то, нетрудно понять. Жизнью семьи заведуют рабочие, на них лежит ответственность за потомство. Самку же, после того как она основала семью, заботит лишь собственное благополучие. Пчелиной матке и того проще — она при отселении получает в приданое целый рой работниц, которые берут на себя все хлопоты по обустройству нового гнезда. Недаром мозг самок развит меньше, чем у рабочих, и ещё слабее он у самцов. С ними, к слову сказать, пчёлы не церемонятся, трутней нередко убивают или изгоняют, что, в принципе, равноценно. Но если царица не вторгается в политику, то физиологию своих подданных она контролирует чётко. Царский феромон подавляет половое развитие других самок и делает их бесплодными. Из них-то и выходят рабочие и «солдаты» пчёл и муравьёв. И только у термитов эти касты рекрутируются из великовозрастных личинок обоих полов.
В заключение отметим, что жизнь общественных насекомых, которая кажется стороннему наблюдателю такой разумной, — плод их длительной эволюции. За время своего существования они достигли совершенства телесной организации, а по сложности поведения и развитию инстинктов признаются наряду с некоторыми другими группами вершиной мира беспозвоночных. Тем не менее их «коллективный разум» складывается из довольно простых объяснимых шаблонов.
0
210.00
