Журнал «Вокруг Света» №04 за 2009 год

Универсальный труженик

Эти насекомые обитают в еловых и сосновых лесах средней полосы России. Стоит на минуту остановиться практически в любом месте — и по ногам уже начинают карабкаться муравьи. Если постучать рядом с ними пальцем, они не убегают, не падают, поджав лапки, как другие насекомые, а встают в боевую стойку, опираясь на четыре задние ноги, разворачивая челюсти и кончик брюшка в сторону предполагаемой угрозы. Даже вдали от родного дома крохотный воин всегда готов дать бой любому врагу. Умереть, но не отступить — таково кредо рыжего лесного муравья. Фото вверху: НИКОЛАЙ ШПИЛЕНОК

Зоосфера

Рыжий лесной муравей — Formica rufa

Тип — членистоногие

Класс — насекомые

Отряд — перепончатокрылые

Семейство — муравьи

Род — Formica Распространен в лесной зоне Европы и Западной Сибири, от Хибин до Кавказа и от Британских островов до Байкала. Населяет в основном хвойные и смешанные леса, в чисто лиственных лесах редок. Размер взрослой рабочей особи 4—9 миллиметров, крылатых форм (самцов и самок) — 9—11 миллиметров. Окраска головы и задней части брюшка — темная, груди, стебелька и сочленений — рыжая. На конце брюшка находится аппарат для выбрызгивания едкого секрета — муравьиной кислоты. Живет большими семьями в характерных постройках-муравейниках. В зрелом муравейнике (диаметр купола около метра) насчитывается 600 000—700 000 особей, в наиболее крупных (диаметром до 1,8 метра) — до 2 миллионов. Семья функционально и пространственно разделена на несколько (2—5) колонн — подразделений с собственной иерархией. Число колонн совпадает с числом отходящих от муравейника основных дорог, иногда (но не всегда) — с числом маток. Между колоннами происходит постоянный обмен кормом, взрослыми особями и расплодом. Питается сахаристыми выделениями тлей, насекомыми, соком растений, семенами, падалью. Развитие с полным превращением: личинка непохожа на взрослое насекомое, между ними имеется стадия неподвижной куколки. В широком смысле понятие «рыжий лесной муравей» включает в себя группу близкородственных видов рода Formica. Особенно близок к F. rufa (и до 1950-х годов считался одним видом) малый лесной рыжий муравей F. polyctena, чрезвычайно сходный с ним экологически, но отличающийся рядом морфологических особенностей, а также более северным распространением (в северных лесах преобладает, в южных — редок), большими максимальными размерами гнезда (до 4 метров в диаметре и до 6 миллионов особей) и некоторыми биологическими чертами.

Муравьи живут по всей суше, кроме Антарктиды , Гренландии , Исландии , ряда наиболее отдаленных от континентов островов и крайних высокогорий, но подавляющее большинство видов все-таки находится в тропиках. Однако и в наших краях обитают многие десятки видов, среди которых есть более крупные и заметные: скажем, черный садовый и муравей-древоточец кампонотус. И все же самыми многочисленными представителями являются рыжие лесные муравьи. Именно они строят самые крупные и заметные муравейники — рыжевато-бурые холмики, обычно «прислонившиеся» к дереву или пню.

На первый взгляд муравейник больше всего похож на кучу растительного мусора из хвоинок и мелких веточек. Только внимательно присмотревшись к нему, можно разглядеть малозаметные отверстия. Это входы в галереи, пронизывающие все гнездо: не только его надземную часть (купол), которую мы чаще всего и называем муравейником, но и довольно толстый слой почвы под ним.

Внешний слой купола сложен таким образом, что практически не пропускает внутрь дождевую воду. Однако влажность воздуха внутри муравейника остается достаточно высокой для того, чтобы растительные остатки, из которых он построен, начали медленно разлагаться — преть — и таким образом обогревать жилище. При необходимости муравьи обновляют свой дом, вынося отсыревшие детали наружу и заменяя их новыми или уже просушенными. Наружу, но уже за пределы муравейника, они также выносят трупы умерших особей, пустые оболочки яиц и коконов, несъедобные остатки пищи. Полностью подавить тление все равно не удается, да это и не нужно. Благодаря медленному окислению материала купола в его внутренней части образуется зона (так называемый центральный конус), где температура и влажность постоянны и достаточно высоки. Именно здесь сосредоточен расплод семьи — яйца, личинки и куколки. Тут же находятся и хоромы главной фигуры лесного сообщества — матки, непрерывно откладывающей яйца, забота о которых сразу переходит к многочисленным нянькам.

1. Жвалы муравья — универсальный инструмент. Они пригодны нянчить личинок и перекусывать стебли, доить тлей и удерживать тяжелый груз. И всегда готовы превратиться в оружие. Фото:ANIMAL AFTAIRS/FOTOLINK (x2)

2. Встретившись с незнакомым существом, муравей первым делом должен определить, к какой категории оно принадлежит: считать ли его источником опасности или потенциальной добычей?

От каждого муравейника идет несколько магистральных дорог, по которым в светлое время суток в обоих направлениях непрерывным потоком движутся его обитатели. Некоторые из них несут добычу — насекомых или части их тел, крупную добычу тащит в гнездо целая команда охотников. За световой день зрелый муравейник с диаметром купола около метра собирает 13 000— 14 000 насекомых общей массой 300—400 граммов. Урон, который они наносят другим шестиногим обитателям леса, — и того больше. Как показали наблюдения, даже если гусеница, подвергшаяся нападению муравьев, сумела отбиться, ее шансы дожить до окукливания составляют всего один к десяти.

Впрочем, большинство муравьев возвращается в муравейник с пустыми руками (точнее, челюстями). Это не значит, однако, что они ничего не добыли. У многих из них зобики полны медовой пади — выделений тлей, сбрасывающих таким образом избыток высосанного из растений сахара. По отношению к тлям муравьи ведут себя как настоящие пастухи: они не только регулярно «доят» свой «скот», но и защищают его от хищных насекомых, переносят на подходящие для «выпаса» части растений, строят для него затенения от прямых солнечных лучей и даже уносят на зимовку. Высокоэнергетическая, легко усваиваемая, неограниченно делимая на порции падь составляет более 60% всех продуктов, потребляемых семьей лесных муравьев, еще треть приходится на добытых насекомых и совсем малая часть на все остальное.

В муравейнике принесшие пищу муравьи (фуражиры) делятся ею с теми, кто работает дома: строителями, наблюдателями, няньками, уборщиками. Накормив 8—10 собратьев (точнее, сестер: рабочие муравьи — это самки с неразвитой репродуктивной системой), фуражир отправляется за новой порцией, а принесенная им еда продолжает движение внутри гнезда, многократно переходя из одного зобика в другой. Ею же кормят матку и личинок. Даже бесполезные приживалы муравейника — жуки из семейства стафилинов — получают свою долю. Всеобщее взаимное кормление (трофоллаксис) является не только «экономической основой» существования муравейника, но и способом распространения гормональных сигналов, который поддерживает единство семьи, служит для различения своих и чужих. Свой — это тот, кто входит в цепочку пищевого обмена, угощается и угощает. У рыжих лесных муравьев известны случаи объединения исходно неродственных соседских семей (как правило, очень разных по размеру), и решающим шагом в этом процессе оказывается как раз возникновение регулярного трофоллаксиса между их членами.

1. Сахаристые выделения тлей составляют основу рациона муравьев. Неудивительно, что муравьи не только защищают свою «дойную скотину» от хищников, но и заботятся о ее пропитании и самочувствии. Фото: AGE/EAST NEWS

2. Первое и последнее свидание самца и самки лесного муравья проходит сразу после их первого и последнего полета. Затем самец умирает, а сбросившая крылья самка может прожить еще многие годы. Фото: НИКОЛАЙ ШПИЛЕНОК

Для многих видов муравьев «профессия», полученная при рождении, будь то фуражир, солдат, нянька, — это судьба, которую нельзя изменить. Личинка вместе с пищей получает набор гормонов, предопределяющий, кем она будет во взрослой жизни. Для каждой функции есть особая каста, отличающаяся от других даже внешне. Свирепый стражник ни при каких обстоятельствах не может переквалифицироваться в заботливую няньку или расторопного фуражира. Но рыжий лесной муравей не заходит так далеко в своей специализации. Профессиональных солдат здесь нет вовсе (все рабочие муравьи вооружены и всегда готовы к бою), а род занятий зависит от возраста. Сразу после выхода из кокона юные муравьи приступают к уходу за маткой и молодью, потом роют ходы или строят ячейки, а спустя какое-то время становятся фуражирами. Более того, муравей до некоторой степени может выбирать сам себе профессию. Некоторые на всю жизнь остаются в няньках или в свите матки, другие, пройдя «ускоренный курс» внутригнездовых работ, уже через несколько дней становятся фуражирами. Есть и более тонкая специализация: муравей-фуражир может избрать роль разведчика или охотника, прокладывающего новые тропы и вступающего в схватки с опасной дичью, а может стать пастухом тлей и всю жизнь ходить одной и той же дорожкой на «дойку» и обратно.

Впрочем, муравьи не вполне вольны в своем выборе. Во многом это зависит от нужд семьи в целом. Если, скажем, муравейник потерял много фуражиров, например, при обработке леса ядохимикатами, то часть строителей и нянек бросает свое дело и отправляется на поиски еды. И наоборот: если вдруг муравейнику не хватает нянек, часть фуражиров возвращается к своей прежней профессии. Польские ученые создавали искусственные семьи, в которых все обязанности должны были выполнять муравьи только одной функциональной группы. Фуражиры-охотники неуверенно и неуклюже ворочали жвалами куколки. Но почти все такие семьи выживали и восстанавливали нормальное соотношение профессий.

Единственная группа в муравейнике, специализацию которой не может разделить никто, — это самцы и самки. Самцы выходят из неоплодотворенных яиц и несут одинарный набор хромосом. Оплодотворенное же яйцо может развиться и в самку, и в рабочую особь — механизм выбора между этими возможностями до сих пор остается неизвестным. Так или иначе в конце мая — июне на поверхности муравейников появляются крупные крылатые существа, отправляющиеся в свой единственный в жизни полет. В отличие от многих других видов муравьев у рыжего лесного самец и самка спариваются не в воздухе, а на земле, после полета. Сразу после этого самка сбрасывает крылья, а самец умирает. Спермы, которую он ввел в половые пути самки, хватит, чтобы дать жизнь всем тем миллионам муравьев, которых ей предстоит произвести на свет за годы жизни.

Устройство муравейника так же сложно, как и социальная структура населяющей его семьи. Фото: PICTURE PRESS/FOTOLINK

Но для этого самке должна сопутствовать удача. У многих видов муравьев молодая матка сама строит первую камеру, выкармливает личинок и лишь с появлением первых рабочих особей сосредоточивается только на откладке яиц. Но матка рыжего лесного муравья ничего этого не умеет. Чтобы основать новое гнездо, ей нужно найти семью муравьев одного из близких видов. Так могут поступать многие муравьи — их самки убивают «законную царицу» захваченного гнезда или даже побуждают ее собственное потомство убить ее. Самка рыжего лесного такого не делает: она может захватить только осиротевшую (лишившуюся матки) семью, вернув ее членам смысл жизни, и сразу приступить к своим обязанностям, постепенно замещая хозяев гнезда (по мере их естественной убыли) своим потомством. Но гнезда-сироты попадаются редко, поэтому возникновение нового муравейника таким путем — событие также довольно редкое. Чаще новое гнездо возникает путем почкования: молодая самка уводит с собой из гнезда часть рабочих муравьев и основывает филиал. Или превращает в полноценное гнездо один из «летних павильонов» — небольших вспомогательных куполов, населенных только рабочими и используемых для пережидания непогоды или перевалки еды. Бывает и так, что молодая матка просто остается в семье, если размеры гнезда и число рабочих особей позволяют создать «рабочее место» для еще одной царицы. В самых крупных муравейниках маток чаще всего несколько.

Долгое время муравьев рассматривали как массу одинаковых роботов, не имеющих собственного опыта, отличного от нужд колонии. В последние десятилетия выяснилось, что эти существа не только прекрасно обучаются и могут определять абстрактные признаки предмета (например, число углов в многоугольнике), но и обладают несомненной «индивидуальностью». «Если вы посидите, понаблюдаете несколько часов за индивидуально помеченными особями, вы заметите, что они разные, у каждого свой характер», — говорит один из самых авторитетных знатоков таких насекомых профессор Геннадий Длусский. Их жизнь не сводится к одной только работе: муравьев заставали за занятиями, наводящими на мысль об играх. Скажем, муравей может подолгу катать взад-вперед какой-нибудь шарик. Или два муравья сцепляются словно бы в схватке, но не пускают в ход яд, не наносят повреждений и через некоторое время мирно расходятся.

Возможно, только крайняя непохожесть муравьев на нас и всех наших «родственников» в животном мире мешает оценить всю сложность и своеобразие их внутренней жизни.

Борис Жуков