Журнал «Открытия и гипотезы» - Открытия и гипотезы, 2015 №02

• Название: Открытия и гипотезы, 2015 №02
• Автор: Журнал «Открытия и гипотезы»
• Издательство: ООО "Интеллект Медиа"
• Жанр: Научпоп
• Год: 2015

Научно-популярный журнал "Открытия и гипотезы" представляет свежий взгляд на самые главные загадки вселенной и человечества, его проблемы и открытия. Никогда еще наука не была такой интересной. Представлены теоретические и практические материалы.

---

Среди насекомых самый подлый объект — муравьи. Они очень умные, и потому с ними регулярно конфузы.

Например, в 60-х годах был поставлен знаменитый опыт.

Над муравьиной дорогой на нитке подвешивали чашечку с сиропом. Нить была перекинута через блок, и длинный ее конец свисал над муравьиной дорогой в другом месте, не у самой чашки. Если нитку тянуть, чашка кренилась и сироп капал, его можно было собирать. Так вот, муравьи клубились вокруг этого снаряда, и одни активно тянули за нитку, а другие лопали сироп и тащили еду в муравейник.

Ученые аж заходились от радости, как все это альтруистично и хорошо, как муравьишки друг с другом взаимодействуют: ведь одни не получают награды, а только тянут канат, а другие только кушают.

Все это оказалось ошибкой интерпретации. Потому что у муравьев есть стандартная реакция: если какая дрянь над муравьиной дорогой торчит, надо скусить, чтобы не мешала. Они так дорогу расчищают. А если откуда-то падает сироп, его надо собрать и тащить в муравейник. Так что никакой взаимопомощи — каждый муравей видел стимул и адекватно реагировал. Вместе получалось как бы коллективное поведение.

Как бы коллективное, но все же — сложное, разумное и множественное. Простыми средствами достигается сложный результат.

Муравьи все время обманывают. Вот в 2009 году появилась статья с очередной сенсацией: якобы пустынные муравьи-бегунки спасают попавших в ловушку сородичей. Муравьи не только откапывают своего засыпанного песком товарища и пытаются вытащить его за ноги, но и находят в песке нейлоновую нить, которой он привязан, и перекусывают ее. Муравьи выручают только членов своей семьи. Особи того же вида, но из другого муравейника, вместо этого подвергаются нападению. Муравьи рыли песок вокруг жертвы, оттаскивали крупные частицы грунта на расстояние до 5 мм от нее, тянули жертву за ноги (но никогда не дергали за хрупкие антенны), кусали нейлоновую нить, которой жертва была привязана.

Это, скорее всего, тоже случай обмана со стороны муравьев. Повторность опытов очень мала — такое наблюдали всего девять раз. Шевелится муравей в песке — дерни его. Наткнулся на корешок нитевидный при копании — перекуси. Что муравьи вытаскивали только своих из своего гнезда, а на прочих нападали — просто банальность. Определяется по запаху: чужаков кусай и гони.

Другая Земля

Эволюция животных очень рано разделилась на два крупных ствола — независимо развивались позвоночные животные, рыбы-жабы-змеи-куры-собаки, и огромная ветвь беспозвоночных животных, черви-раки-моллюски-насекомые. Итак, шло, по крайней мере, две независимые эволюции и в результате получились абсолютно разные животные.

С другой стороны, эти две эволюции шли в разных сообществах. Когда корова пасется на лугу, она в очень малой мере взаимодействует со всей кишащей насекомыми жизнью у нее под ногами — упрыгивающими кузнечиками, улетающими жуками, разбегающимися муравьями и прочими букашками. Сообщество крупных позвоночных животных рассматривает всю биосистему как пастбище, подножный корм. А другая ветвь, всякие насекомые, — теснейшим образом сплетена с растительным сообществом: насекомые опыляют растения и паразитируют на них, строят в них свои убежища и истребляют отмершие части растений.

Имеется этакая экологическая матрешка: есть одна система, в основном из блока взаимодействующих насекомых и растений, а внутри у нее, в качестве почти паразита, — сообщество крупных позвоночных животных, от наличия или отсутствия которых мало что меняется — растительно-насекомое сообщество как бы вынашивает ребенка-зверя. выкармливает его, мало что получая взамен.

Одна ветвь животных — позвоночные — сделала ставку на условные рефлексы, у этих животных побольше доля обучения в поведении. Конечно, рыбы не слишком сообразительны, но в целом позвоночные выучивают за свою жизнь, что хорошо и что плохо.

Другая линия эволюции — которая привела к моллюскам и насекомым — сделала ставку на инстинкты, тут ведущую роль играет сложнейшая программа, которая всячески адаптируется к текущей ситуации.

Не о том речь, что муравьи «совсем глупые». Разумеется, муравьи вполне обучаемы.

Речь об общей тенденции психики. Насекомые в большей степени устроены как системы детерминированного от рождения поведения, как довольно жестко определенные системы программ-инстинктов, которые у муравьев и других социальных перепончатокрылых дополнены мощной способностью к обучению. Однако на основе такого инстинктивного поведения насекомые добиваются удивительных результатов.

Человек — вершина мира позвоночных животных. Он создал цивилизацию, в которой возводятся сооружения, строятся дороги, используются другие виды животных для своих целей. Человек решает сложные интеллектуальные задачи и живет в обществе, обучаясь от других особей своего вида разным умениям. Так выглядит вершина одной башни, созданной эволюцией. А там, очень далеко, мы почти не умеем так далеко видеть — на другой вершине, на другой эволюционной башне, — там находятся муравьи. Они тоже умеют из неорганики строить мегасооружения, города, строят дороги, одомашнивают других животных, выпасают свои стада и охраняют их, ведут сельхозработы на одомашненных видах грибов, делают запасы на время сурового сезона, образуют многомиллионные общества со своими взаимоотношениями.

Что это такое? Как это понимать?

Больше всего человек любит говорить о себе и узнавать про себя Но так уж устроено понимание — понять можно лишь в сравнении. Вглядываясь в мир муравьев, человек очень им интересуется, потому что, в конце концов, он надеется понять что-то о себе.

Младший муравей по команде складывается в «чемоданчик», чтобы старший мог его перенести куда надо

Большие батальоны

У муравьев нет цивилизации. Хотя метафоры можно наговорить красивые. Мало того что муравейник — «государство», «полис». У них есть колонии из многих гнезд, есть федерации — десятки и сотни муравейников имеют общий паспортный контроль, общую систему обменов, общие дороги и проч. Но все эти слова — в кавычках.

Паспортный контроль — общий для всей системы гнезд запах, чужого сторожа грызут, своих пропускают. Если сельцо, т. е. гнездо на отшибе, со своими давно не общалось — могут возникнуть проблемы. Так и отделиться можно. Ну, дороги — они и у муравьев дороги. А обмены между гнездами идут в универсальной валюте — внутригнездовыми рабочими, личинками, куколками, яйцами и самками, то есть — населением. Один из важнейших показателей состояния семьи — численность. Так что передача части населения в другую семью в удобной для транспортировки форме — самое милое дело.

Численность очень сильно сказывается на жизни семьи. Обычные наши осы, Vespula, — живут семьями особей по 100–200. В более мягком климате, на Тасмании, нашли гнездо численностью более миллиона ос.

Известно, что, если плотность муравьев в наших умеренных лесах возрастает, снижается численность клещей. Оказывается, грызуны не выдерживают, если муравьев уж очень много, — не живется им в норках. Уходят мышки с таких участков. Клещам нечем питаться, их тоже становится меньше. То есть плотность муравьев в лесу сильно влияет на то, какие животные в этом лесу будут жить.

Если условия очень уж благоприятные, общественные насекомые могут сильно увеличивать свою численность. Встречаются гнезда муравьев до 3 м в высоту, в них живут миллионы особей. А на демографии, как известно, многое можно построить.

Ловушки муравьев Allomerus decemarticulatus, построенные из растительных волокон и нитей грибницы. На фото справа г — увеличенный край отверстия с фото в. Масштабная линейка — на а, б, в 1 мм, на г — 0,2 мм

Чужие: терпеть, понимать, сосуществовать

Главное в социальной организации муравьев — муравейник, семья. Рассмотрим муравейник рыжих лесных муравьев, группа видов Formica rufa. Каждый муравейник образуют сестры (рабочие муравьи — это бесплодные самки), кроме того, в семье муравьев есть несколько (иногда и довольно много) плодовитых самок, «цариц».

Семья устроена очень сложно — внешне единый гнездовой купол состоит на деле из нескольких секторов — «колонн». В каждой колонне свои приписанные к ней рабочие муравьи, свои самки и камеры с расплодом.

Колонна обычно имеет одну дорогу. Если от муравейника отходит несколько муравьиных дорог — три, четыре или пять — значит, в нем, скорее всего, три, четыре, пять колонн, относительно независимых сегментов муравьиной семьи. Муравейник, как подводная лодка, поделен на отсеки, если с одним что-то случится — другие выживут.