Читать книгу Приключения среди муравьев. Путешествие по земному шару с триллионами суперорганизмов - Марк Моффетт - Страница 6

I
Муравьи-мародеры
Абсолютная всеядность
1
Сила в количестве
Питание сверхорганизма

Оглавление

Стоя в поле около Суллии теплым влажным днем под звуки гитары Раджи, создающей не самый подходящий аккомпанемент резне, происходящей возле моих ног, я чувствовал себя генералом, озирающим полки с вершины холма и пытающимся понять, что происходит в толчее там внизу. Голова моя шла кругом: сначала я пытался представить, что происходит в одной из этих маленьких хитиновых головок; потом воображал всех муравьев сразу, образующих что-то вроде опущенной на землю руки с пальцами, роющимися в земле и низкой растительности.

Одновременное существование этих двух уровней, индивидуального и общественного, впервые начал подробно обсуждать философ XIX века Герберт Спенсер, а в 1911 году специалист по муравьям Уильям Мортон Уилер выдвинул термин «сверхорганизм» именно для описания муравьиных сообществ. Оба они рассматривали муравьиную семью не только как единую сущность, как можно подумать о стае или стаде, но более специфически – как полный аналог организма[21]. Они могли с готовностью принять эту точку зрения, потому что другие ученые уже описали человеческое тело как сообщество клеток[22]. Понятие сверхорганизма приобрело для меня реальное значение, пока я смотрел на муравьев-мародеров. До приезда в Индию я прочел сочинение врача и энтузиаста-мирмеколога Льюиса Томаса, который близко к сердцу принял писания Уилера:

Одинокий муравей вдали от дома вряд ли может считаться мыслящим; в самом деле, невозможно представить, что у существа со всего лишь несколькими связанными между собой нейронами вообще есть разум, а тем более мысль. Он больше похож на ганглий на ножках. Четыре муравья вместе или десять, окруживших мертвого мотылька на тропе, начинают больше походить на нечто осмысленное. Они теребят и толкают, постепенно продвигая еду к муравейнику, но как бы по слепой случайности. Только когда вы наблюдаете за плотной черной массой тысяч муравьев, собравшихся вокруг муравьиной кучи, вы начинаете видеть всего зверя целиком, и теперь вы наблюдаете, как он думает, планирует, вычисляет[23].

Как и более традиционный организм, сверхорганизм наиболее успешен, когда его действия выполняются с максимальной продуктивностью на уровне группы. Рассмотрим клетки человеческого организма, скопление триллионов единиц клеток. Хотя клетки довольно мало что могут по отдельности, коллективно они могут получать такие же сложные и согласованные результаты, как у танцоров в кордебалете. Я постепенно начал воспринимать семью мародеров как единый организм. Я смотрел, как муравьи работают вместе, словно органы в теле, чтобы весь ансамбль был здоровым и стабильным; их фуражировочные дороги служили нервной системой, используемой всем сверхорганизмом, чтобы собирать информацию и просчитывать решения. С бездумной гениальностью это общественное существо утверждалось, запасало еду и наращивало жирок в случае избытков пищи, проектировало свою среду в соответствии со своими потребностями и боролось – а иногда и скрещивалось – со своими соседями. Я представил, что, будь у меня достаточно времени, смог бы увидеть, как сверхорганизм взрослеет, отделяет отпрысков, которые точно воспроизводятся из поколения в поколение, и умирает.

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].

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].


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].

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].

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 ви́дение 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.

Я повидал много видов муравьев, у которых находящиеся рядом рабочие вроде бы не производили совместных действий. Неужели близость еще меньше значима для муравьев, чем для людей? Во многих смыслах – да. Рабочие большинства видов муравьев не могут заметить присутствия другого муравья, пока они буквально не окажутся один на другом. Муравьи-кочевники, совершенно слепые по людским меркам, чувствуют собратьев по гнезду только в краткие моменты контакта. Тогда муравьи отличают друга от врага, но то, что они узнают, вряд ли играет роль в организации их армий. Вместо того чтобы реагировать непосредственно на особь, муравьи, как правило, реагируют на информацию, оставленную обитателями их гнезда, которые могли давно уйти, – то есть на социальные сигналы, такие как феромоны, распространяющиеся по всей среде в муравьиной версии интернета.

Подумайте о домашних муравьях, бегущих по пахучему следу к печенью, оставленному на кухонном столе. Что произойдет, если я уберу всех муравьев, кроме одного? Его действия не изменятся ни на йоту, пока он может идти по запаху. Он продолжает участвовать в групповом сборе еды, много ли рядом муравьев или их вовсе нет – не важно. Можем ли мы определить муравья как часть группы, если его действия ограничены или направляются разными сигналами и намеками, исходящими от его сородичей, или как одиночное существо, если он действует самостоятельно?[32]

Как оказалось, муравьи-кочевники подтверждают такую точку зрения на группу. У рабочих ничтожно мало свободы для блуждания вдали от собратьев и оставленных ими любых свежих химических сообщений; сверхорганизм никогда не отсылает никуда одинокие частицы, но толпы рабочих действуют почти как осязаемый придаток, который через постоянный поток муравьев остается прикрепленным к основному телу. Некоторые ученые указывают на другие аспекты жизни кочевых муравьев, как, например, на их способность группами ловить или доставлять добычу в гнездо, но данный аспект их поведения – как именно они фуражируют, а не то, что они делают, найдя еду, – и есть особенность, отличающая муравьев-кочевников от прочих видов.

Моей целью стало определить, используют ли муравьи-мародеры подход муравьев-кочевников к охоте. В Индии я документировал передвижения огромных батальонов, где рабочих насчитывалось десятки тысяч. Но такие детали, как то, полагаются ли рейды на данные разведчиков, были трудны для постижения во время иссушающей до костей жары, которую я перенес на себе и которая вынуждала муравьев скрытно сидеть под землей. Мне еще предстояло продолжить изучение муравьев-мародеров в Юго-Восточной Азии, где этот вид широко распространен.

Раджарам Денгоди, мечтательно улыбаясь и пощипывая гитару, проводил меня на автобус до Бангалора. Когда я поднимался по ступенькам, владелец лавки, где я покупал карамель, подбежал и с энтузиазмом потряс мою руку. Его бизнес пошел в гору, лавка украсилась свежей краской и причудливым плакатом индийского божества Ганеши. Я задался вопросом, какое количество именно моих денег пошло на субсидирование нового, аккуратно написанного ламинированного знака: ДРУЖЕСТВЕННЫЙ МЕГАСУПЕРМАРКЕТ.

21

H. Spencer (1876). The Principles of Sociology. New York: Appleton, 1. P. 447–600; and W. M. Wheeler (1911), The ant-colony as an organism // J. Morphol. 22. P. 307–325. Немецкий пчеловод середины XIX века Иоганнес Меринг был, пожалуй, первым, кто сравнил семьи (пчел) с телами животных как целым; См.: J. Mehring. Das neue Einwesensystem als Grundlage zur Bienenzucht, oder Wie der rationelle Imker den höchsten Ertrag von seinen Bienen erzielt. Auf Selbsterfahrungen gegründet. Frankenthal: Albeck, 1869.

22

См., например, R. Virchow (1860). Cellular Pathology, 2nd English ed. /New York: Robert De Witt. P. 12–13: «Строение основного организма, так называемого индивида, следует уподобить некоему социальному устройству или обществу, в котором ряд отдельных сущностей зависят друг от друга таким образом, что каждый элемент обладает своими собственными особенностями деятельности и выполняет свою задачу собственными силами».

23

L. Thomas (1974). The Lives of a Cell /New York: Viking Press. P. 12.

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. Rössler, B. Hölldobler, F. Roces (2007). Perceptual differences in trail-following leafcutting ants relative to body size // J. Insect Physiol. 53. P. 1233–1241.

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.

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).

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.

32

Признаться, различие между этими ситуациями легче назвать, чем определить. Например, вместо того чтобы выбирать маршруты наугад, одиночные фуражиры могут отдавать предпочтение участкам, где раньше находили пищу. См., например, J. F. A. Traniello, V. Fourcassié, T. P. Graham (1991). Search behavior and foraging ecology of the ant Formica schaufussi: Colonylevel and individual patterns // Ethol. Ecol. Evol. 3. P. 35–47. В результате несколько рабочих могут прийти в одно место, руководствуясь решением отдельной особи, а не в результате скоординированных действий. Также маловероятно, что фуражиры пойдут независимыми курсами, полностью игнорируя любых сородичей, встречающихся на их пути. См., например, D. M. Gordon (1995). The expandable network of ant exploration // Anim. Behav. 50. P. 995–1007. На мой взгляд, пока рабочие не очень сдерживают и не направляют друг друга во время поиска еды, при всех намерениях и целях они действуют в одиночку. 2. Совершенство роя охотников

Приключения среди муравьев. Путешествие по земному шару с триллионами суперорганизмов

Подняться наверх