Глава вожак у муравьев

Какая иерархия существует у муравьев и кто главный в муравейнике?

Муравьи – одни из наиболее древних видов живых организмов, обитающих на Земле. По мнению энтомологов, их возраст не менее 100 млн лет. В мире насчитывается около 14 тыс. видов, которые расселены по всем странам и континентам (за исключением Антарктиды).

Наша статья о том, какая существует иерархия в отдельно взятой муравьиной колонии. Эта тема лишь на первый взгляд может показаться скучной. Чем ближе человек познает все тонкости устройства жизни этих насекомых, тем больше приходит в изумление. Достаточно привести такой пример: мозг муравья составляет 25% от массы его тела. Если эту цифру спроецировать на человеческий организм, то наша голова была бы в восемь раз больше, а масса мозга – в десять раз, т. е. почти 20 кг.

Иерархия муравьёв в муравейнике

Муравьиная колония – это единая семья, состоящая из десятков тысяч особей, объединённых единой целью – жизнеобеспечение муравейника. Каждая особь имеет свою чётко определённую задачу, которую и выполняет изо дня в день. Все муравьи разделены между собой на группы по виду деятельности. Это так называемое профессиональное разделение. Каждая группа специализируется на выполнении какой-то одной задачи. Например, няньки занимаются уходом за новорождёнными, фуражиры – добычей пищи, строители – улучшением условий обитания семейства и т. д.

Совершенно недавно учёные установили, что профессии можно выбирать в соответствии со способностями и физическими особенностями муравьёв, выявляемых ещё в детстве. Так, все муравьи начинают свою карьеру с профессии няньки. Затем более крупные становятся воинами или охранниками, некоторые – пастухами, а часть предпочитает до конца жизни ухаживать за молодняком. По мере старения, когда особь слабеет (а продолжительность жизни работяг – 2-3 года), она вправе перейти в другую профессию, более простую, и больше находиться вблизи муравейника, где безопаснее.

Если же в колонии возникает критическая ситуация – гибель отдельной профессиональной группы или потеря слишком большого числа особей, то все остальные перераспределяются и берут на себя любые другие обязанности, необходимые для поддержания жизнеспособности гнезда в связи с ситуацией. Это объясняет, как муравьям удалось прожить 100 млн лет и почему их крайне сложно вывести из квартир.

Королева

Её ещё называют маткой. Это центральная фигура в гнезде (кстати, их может быть и несколько). Её задача – беспрерывное (на протяжении 10-20 лет) воспроизведение жизнеспособного потомства. Матка спаривается с самцом раз в жизни. Это происходит в воздухе (в полете). Накопленная сперма используется на протяжении всех оставшихся лет для оплодотворения яиц.

После спаривания самка строит гнездо, где первое время живет одна и активно выводит рабочих муравьёв, которые позже организуют колонию. Теперь королеве больше не нужны крылья и она их себе отгрызает.

Некоторые считают, что матка – руководит всей колонией. На самом деле это вовсе не так. Она занимается только воспроизведением. Все вопросы решают рабочие муравьи. Они могут:

• перемещать королеву в разные части гнезда;
• сместить (а точнее убить), если видят, что воспроизводство клана под угрозой из-за снизившегося количества откладывемых яиц;
• обменять на другую в соседней колонии.

Самки и самцы

Эта каста предназначена исключительно для спаривания. Её представители не работают, а живут за счет работяг. После спаривания самки могут остаться в этом же клане, а могут организовать собственное гнездо. Самец после акта гибнет. Продолжительность его жизни не превышает нескольких недель.

Рабочие

Эта каста сформирована из недоразвитых самок. Они не могут спариваться, и их основная задача – забота о благосостоянии семьи. Продолжительность их жизни не превышает 3 лет.

Среди рабочих выделяются такие профессии, как:

1. Работники роддома. Они отвечают за перенос и хранение кладки, а также поддержание оптимальной температуры в инкубаторе.
2. Няньки. Они смотрят за новорожденными.
3. Санитары, осуществляющие уход за больными и ранеными сородичами. В их задачу входит изоляция пациента, его кормление и лечение, если это возможно. Например, если у него сломана лапка, то санитар её откусит.
4. Строители. Это большая группа рабочих, которые постоянно оптимизируют жилищные условия: прорывают новые ходы и тоннели, строят убежища и защитные сооружения. При необходимости занимаются расширением гнезда. Отдельная функция – это защита от плесени. Для этого ежедневно осуществляется перенос хвои из нижних слоев наверх (чтобы просыхала), а из верхних – в нижние. Таким образом поддерживается постоянная влажность.
5. Пастухи, ухаживающие за стадами тли (это домашние животные муравьёв), обитающей неподалеку от муравейника, и добывающие у неё так называемую падь – вкусную, сладкую и полезную жидкость.
6. Хранители нектара, который является неприкосновенным запасом продуктов питания на случай, если возникнут проблемы с добычей или доставкой еды.
7. Фуражиры, отвечающие за поиск и доставку еды. Эта группа имеет основные силы и помощников. К основным относятся разведчики, заготовители и транспортировщики. Задача первых – обнаружить еду и рассказать об этом своим, вторых – складирование продуктов, третьих – доставка еды в гнездо. Если сил основной группы не хватает, то мобилизуются помощники.

Солдаты

Это тоже работяги, но особая и обособленная подгруппа. Прежде всего воины отличаются телосложением: это самые крупные муравьи с сильно развитой мускулатурой головы и жвалами. У некоторых видов голова воинов настолько видоизменилась, что они потеряли способность принимать пищу самостоятельно. Их кормят другие муравьи.

Воины выполняют следующие функции:

• защищают жилище и всех членов своего клана от врагов;
• сопровождают в качестве охраны фуражиров;
• при необходимости помогают фуражирам перенести еду в муравейник, а если добыча слишком крупная, то при помощи мощных челюстей помогают расчленить её.

Отдельная группа внутри воинов – это муравьи-захватчики. Из названия ясно, что их главная задача – завоевание новых территорий, а также добыча рабов. Да, муравьи часто и активно используют рабских труд особей, захваченных при нападении на соседние муравейники. Точнее похищаются только личинки и коконы, из которых потом выращивают рабов. В существующей иерархии, какая существует у муравьев, они станут самой низшей кастой.

Источник

Иерархия муравьев

• Факт: У каждого жителя муравейника свои конкретные обязанности, но все усилия направлены только на одно – защиту, укрепление и процветание своей многочисленной семьи.
• Факт 2: Отдельные муравьиные разновидности имеют насекомых – солдат, неспособных питаться самостоятельно. Рабочие вынуждены их кормить.
• Факт 3: Рабочие муравьи делятся в своей группе на несколько подгрупп. Кому какие обязанности выполнять, зависит от индивидуальных качеств каждого насекомого.
• Факт 4: Маленький муравьишка способен поднимать и носить вес, больше его самого в 50 раз! А если несколько насекомых объединят свои усилия, то цифра увеличивается до 70-80!

Муравьи насекомые стадные. Нет муравьев одиночек или отшельников. Все разновидности этих мелких тружеников живут колониями. У каждого жителя муравейника свои конкретные обязанности, но все усилия направлены только на одно – защиту, укрепление и процветание своей многочисленной семьи.

Муравьиный «табель о рангах»

Общение и взаимный контакт между соплеменниками производится с помощью каналов (сигнальных и пищевых). Колония условно разделена на «отряды»:

Во главе этого легиона стоит матка, она же королева. У матки самые большие размеры. Это настоящий конвейер по производству яиц. Рабочий отряд муравьев обязан ухаживать за яйцами, куколками, искать и заготавливать пропитание, ремонтировать и укреплять муравейник. Отряд муравьев-стражников, так называемые солдаты осуществляют защитные функции, охраняют входы и расправляются с чужаками. Для самок и самцов уготована роль участников в процессе воспроизведения потомства.

Муравьи-солдаты

Защитники муравейника – это подвид рабочего муравья, но с немного большими габаритами. Отдельные муравьиные разновидности имеют насекомых – солдат, неспособных питаться самостоятельно. Рабочие вынуждены их кормить.

Основная функция солдата защитная . Он охраняет муравейник, пищевые запасы и муравьев-фуражиров. Второстепенная задача – это помощь при расчленении крупной добычи на части, если рабочий муравей не в состоянии унести ее целиком.

Муравьи-рабочие

Это самая многочисленная группа жителей муравейника. Первые, кто появляется после того, как матка заложит первую камеру будущего муравейника – это муравей-строитель. Он расширяет и укрепляет будущее подземное царство, ухаживает за будущим потомством.

Рабочие муравьи делятся в своей группе на несколько подгрупп . Кому какие обязанности выполнять, зависит от индивидуальных качеств каждого насекомого. Например, особи с инициативными наклонностями и реакцией идут в охотники или разведчики. Более степенные пасут и разносят по растениям тлю, собирают ее сладкую падь. Повлиять на смену деятельности может только возраст, когда старый муравей уже не годится для разведывательной деятельности или охоты или внезапная гибель большей части колонии.

Молодые экземпляры работают под землей, внутри муравейника . Строят новые ячейки, роют проходы, ухаживают за личинками и самками.

Сила и выносливость муравьев

Про некоторых людей говорят: «Трудится как муравей». И не имеется ввиду, что результат его труда микроскопический. Наоборот, это похвала, обозначающая гигантскую работу, сделанную в одиночку. Сравнение с насекомым не случайно. Мало кто в животном мире может похвастаться такой силой и выносливостью. Маленький муравьишка способен поднимать и носить вес, больше его самого в 50 раз! А если несколько насекомых объединят свои усилия, то цифра увеличивается до 70-80! Это потому, что в строении тела у муравья преобладает мышечная ткань. Учитывая численность муравейника и количество «нахлебников», которых рабочий муравей обеспечивает пищей, понятно, что сила ему совсем не лишняя. Упорное насекомое, если не в состоянии поднять и нести большую добычу, будет волочить ее по земле за собой, пока не подоспеет помощь.

Удивительно, что при возникновении преграды на пути, муравьи сцепляются лапками и образуют живые мостики длиной до нескольких метров . Обычно это нужно для преодоления ручья, расселины, любых мест, где нет возможности пройти по земле. Так вот, такой мост способен выдержать груз в несколько кг.

Кто же главный?

Образование новой колонии начинается с матки. Это королева колонии. Она не выполняет никаких функций (заготовка, защита, строительство), кроме одной – увеличивать и поддерживать численность муравьиного семейства. Матка образуется из обычной самки, которую оплодотворил самец, и она смогла организовать собственное «королевство» . У матки единственной есть крылья, которые она откусит себе сама после выхаживания первого помета.

Продолжительность жизни муравьиной королевы доходит до двух десятков лет и более. Пока матка жива, у колонии есть все шансы восстать из пепла после любых, самых сокрушительных потерь . За весь биологический цикл она откладывает полмиллиона яиц.

За королевой-матерью по статусу идут рабочие, самое многочисленное поголовье колонии. Затем следуют охранные войска. И замыкают цепочку самцы и самки, среди которых, конечно же, есть особи, которые при успешном оплодотворении сами станут матками и образуют собственное муравьиной царство.

Видео «Первые шаги муравья-солдата»

Источник

Все за сегодня

Политика

Экономика

Наука

Война и ВПК

Общество

ИноБлоги

Подкасты

Мультимедиа

Наука

Муравьиные войны

Перевод осуществлен проектом Newочём

Если рассматривать муравьев как общество, для них существует два варианта вступления в так называемые «войны». Один из них довольно близок к привычному для людей пониманию «войны», а именно, схватки между колониями одного вида. Другой подразумевает столкновения между муравьями разных видов. И оба типа конфликтов интересны биологам, изучающим муравьев.

Войны муравьев — агрессивная форма взаимодействия непосредственно между муравьями из разных колоний. Муравьи вовлечены в конкуренцию друг с другом. К примеру, если одна из колоний присваивает себе некий источник еды, он уже недоступен для других муравьев. Это — косвенная конкуренция. В контексте конкуренции муравьиные войны — форма конфликта, при которой муравьи напрямую вступают в схватки друг с другом. Особенный интерес к муравьям вызывает тот факт, что такие конфликты могут происходить как внутри одного вида, так и между видами.

История исследования

О существовании муравьиных войн знали даже до того, как биологи всерьез заинтересовались этим феноменом. Например, о конфликтах между муравьями писал Чарльз Дарвин. На протяжении тысячелетий люди с интересом наблюдали за этим явлением, и упоминания успеха муравьев как общества можно найти в Библии. Отчасти, муравьиные войны привлекали такое внимание по причине драматичности сражений между колониями. Но, как и люди, муравьи социальны, и сложно удержаться от проведения параллелей между нашими обществами. Довольно занимательно рассматривать историю этих сравнений как диалог: с одной стороны, интерес вызывал вопрос, может ли борьба между муравьями подкрепить уже существовавшие идеи или открыть новую сторону людских конфликтов; с другой — возможность применения по отношению к муравьям тех учений, которые мы разработали для понимания природы людских конфликтов.

Методы исследования

Муравьи — социальные насекомые. Как правило, в обществах насекомых колония действует как единое целое и в определенной степени сохраняет генетическую целостность. Другими словами, колонию скрепляет родственная структура, которая иногда бывает довольно запутанной. Внутри колонии вырабатывается способность выделять и узнавать каждого из ее членов. Муравьи склонны довольно просто делить мир на два класса: члены колонии и все остальные. Внутри колонии вырабатываются очень яркие отличительные черты, призванные объединять ее. По крайней мере, у большинства видов и при большинстве обстоятельств.

Муравьи довольно часто сталкиваются с другими муравьями, особенно в тропиках. Недавнее исследование, проведенное в горах Аппалачи в США, показало, как плотно могут селиться муравьи. Исследователи собирали мертвых насекомых в лесу, оставляли их на земле и наблюдали за тем, сколько времени пройдет, прежде чем на пищу наткнется потенциальный хищник или консумент. Большинство этих кусочков еды было найдено муравьями, и им ни разу не потребовалось больше пары минут. В тех местах, где муравейники расположены ближе всего к земле, муравьи постоянно просматривают и патрулируют почву, практически не оставляя незатронутых в течение долгого времени участков.

Таким образом, муравьи с большой вероятностью сталкиваются с членами других колоний, а бывает, что и других видов. В местах обитания, занимаемых сразу многими видами, вероятность межвидового столкновения колоний крайне высока. Подобное взаимодействие происходит регулярно. Если колония понимает, что существует угроза потери ресурсов или территории со стороны как муравьев другого вида, так и муравьев из других колоний того же вида, за этой угрозой следует организованный агрессивный ответ, который иногда может вылиться в настоящее сражение.

Эволюция вооружений

Муравьи — древние насекомые, они существовали задолго до раскола суперконтинента Гондваны. Он произошел более ста миллионов лет назад, а муравьи появились задолго до этого. Разумеется, муравьи вступали в войны на протяжение многих десятков, если не сотен, миллионов лет. У муравьев есть ряд приспособлений, которые они могут применить во время схватки. Можно предположить, что войны сыграли очень важную роль в их эволюции. Ученые, изучающие процесс их эволюции, рассказывают об изменении объекта агрессии по мере их развития. В далеком прошлом главными врагами ранних муравьев были позвоночные (такие крупные сухопутные животные, как динозавры, птицы и млекопитающие). Многие виды муравьев были оснащены очень мощным жалом — и они были очень хорошо приспособлены к нападению на человека, но их «оружие» не было очень эффективно в борьбе с другими насекомыми.

Контекст

Муравьи, которые не стареют

В мире животных

Кошки — домашние или дикие животные?

Эра трансгенных животных

По мере того, как муравьи эволюционировали и их виды становились более разнообразными, воздействие этих видов друг на друга становилось все более существенным. Это стало причиной того, что место главных врагов муравьев заняли другие муравьи. Казалось бы, это противоречит здравому смыслу, но некоторые виды муравьев утратили жало. Во многих случаях жало трансформировалось в систему подачи химических средств нападения, которые можно было с успехом использовать в борьбе против других муравьев. Это выглядит так, как будто муравьи намеренно отказались от возможности борьбы с позвоночными вроде нас в пользу способности нападать, отбиваться и выигрывать в противостоянии с другими муравьями.

Сейчас многие виды муравьев обладают особым арсеналом вооружения, который не очень эффективен в борьбе против млекопитающих, но хорошо работает против других муравьев. Такие детали, как место в теле муравья, где производятся химикаты, и какие химические соединения используются, довольно сильно разнятся среди разных видов. Если рассматривать различные виды муравьев, то можно заметить, что особые железы, используемые во время муравьиных боев, могут располагаться буквально в любой части тела. Химические соединения тоже крайне разнообразны. В ходе эволюции каждый вид развивался независимо, и по такой разнице в вооружении можно понять, как по-разному они подходили к решению общей проблемы.

У муравьев есть множество видов вооружений. Обычно применяются укусы. Зачастую муравьи действуют слаженно — члены нападающей колонии могут удерживать членов другой колонии или же самостоятельно разрывать муравьев на кусочки в то время, как их сородичи задерживают врага. На самом деле муравьи очень гадкие. Существует по крайней мере один вид, в котором у рабочих муравьев в теле есть очень крупная железа. Если эти муравьи достаточно сильно встревожатся, они могут усилить давление на нее и буквально взорваться, забрызгивая все вокруг клейкой субстанцией. Другие муравьи также обладают разнообразными железами, расположенными иногда в голове, а иногда в брюшке и выделяющими токсичные вещества, которые сбивают их врагов. Таким образом, их конфликты включают методы, начинающиеся со схваток и заканчивающиеся химическим оружием, что роднит их с людьми.

Занимайтесь любовью, а не войной

Существует интересный феномен, который почти наверняка связан с производимыми человеком изменениями естественной среды. Вторжения инвазивных видов неоднократно происходили по всему миру. Когда завезенный человеком вид получает возможность освоить новую среду, он может расплодиться до немыслимых масштабов, достигая беспрецедентной для его родной среды обитания плотности. Ареал распространения инвазивных видов муравьев может достигать огромных площадей — тысяч квадратных километров.

Почему эти вторжения достигают такого успеха? Преимущества биологии этих видов связаны с потерей у некоторых видов, по тем или иным причинам, способности различать границы колоний. В нормальных условиях каждая колония имеет свою химическую подпись, с помощью которой муравьи различают своих и чужих. Но многие инвазивные виды ее утратили. Внутри своего вида они ведут себя с другими особями так, словно те являются членами их собственной колонии.

Возможность избежать муравьиных войн внутри вида и стремление принимать членов других колоний в свою собственную позволило снизить количество затрат. Поэтому они смогли увеличить размер популяции и стать более успешными в конкурентной борьбе. Они сохраняют способность рассматривать представителей других видов как врагов или чужаков, но не проявляют внутривидовой агрессии. В результате, практически одна колония муравьев распространяется на тысячи километров. Муравьи с одного ее края могут без всякой агрессии взаимодействовать с муравьями с другого. Этот эффект наблюдался неоднократно и является весьма удивительным. Виды, добившиеся успехов во вторжениях, не связаны близким родством, а происходят из разных подсемейств муравьев, что делает их очень разнообразными.

Это говорит нам о том, что кооперация — верный путь к успеху. Разумеется, многое зависит от уровня, на котором она выражена. Мы снова можем обратиться к сравнению между муравьями и человеческим обществом. Люди являются социальными животными: мы сотрудничаем, мы образуем союзы. Но колонии муравьев имеют такой уровень кооперации и интеграции, который практически недостижим для человека. Человек почти всегда отличается от муравья тем, что даже существуя в семье или другой социальной группе, сохраняет значительную часть индивидуальной идентичности.

Мы всегда с большим волнением воспринимаем случаи самопожертвования и щедрости, и в конечном счете наша жизнь заключается в деликатном лавировании между эгоизмом и сотрудничеством. В этом смысле муравьи отличаются от нас. Внутри колонии эгоизм и индивидуальные интересы в большей степени перестали существовать. Муравьи продолжают вступать в конфликты между разными колониями, но интересно то, что отказавшиеся от барьеров колоний инвазивные виды, по видимости, достигают большего успеха.

Солдаты против кочевых муравьев

Солдаты — это особый тип муравьев, встречающийся в колониях некоторых видов. Они являются частью рабочей силы и специализируются на обороне. Не у всех видов муравьев есть солдаты, большинство ограничивается лишь одним типом рабочих особей. Но у остальных видов специализированные солдаты отличаются от простых рабочих увеличенными размерами тела и поведением. Если колонию атакуют, то именно солдаты принимают важнейшее участие в ее обороне.

Кочевые муравьи (далее — КМ) — это подсемейство муравьев, представители которого имеют несколько уникальных особенностей поведения. Они развили свои социальные навыки сильнее, чем любая другая группа социальных насекомых или даже любой другой вид известных нам животных. КМ интересны благодаря их особенности совершать все действия сообща. Любая деятельность осуществляется в тесном взаимодействии больших групп отдельных особей. Они не совершают единоличных независимых действий, а отдельно взятые работники никогда не ходят сами по себе.

Единственные члены колоний КМ, которые способны действовать независимо — это мужские особи. Время от времени они рождаются колонией для спаривания; для поиска молодых женских особей за пределами колонии у них есть крылья. Любая другая деятельность в колониях КМ производится группой, состоящей из членов одного гнезда. Среди них не существует отдельно взятых разведчиков или фуражиров. Все делается путем массовой работы роя насекомых. Можно подумать, что колония КМ представляет собой неделимую единицу, почти как организм, как ложноножка амебы. Словно рейд КМ ради поиска пищи представляет собой руку или ногу, никогда не теряющую связи с телом. И все, что они делают, происходит с высокой степенью координации и взаимодействия.

Кочевые муравьи дают отличный материал для исследования муравьиных войн. В этом они также немного отличаются от всех других муравьев. Для них мир разделяется на 3 категории: другие колонии того же вида, другие виды КМ и другие животные (включая и другие виды муравьев, не являющихся кочевыми). Их реакция на каждую из категорий совершенно различается. В целом, КМ не принимают участия в муравьиных войнах с другими КМ. Однако, одной из любимых жертв для КМ являются именно другие виды муравьев.

Кочевые муравьи с личинками из разоренного осиного гнезда

Между относящимися к КМ видами встречаются два типа реакции: игнорирование или избегание. Представьте процесс фуражирования КМ: они высылают большую рейдовую группу, целый ковер муравьев-работников, проносящийся через лес. Иногда подобный рой приближается к рою представителей другого вида КМ. В такой ситуации мы ожидаем увидеть захватывающую битву между двумя массами КМ. Однако, чаще всего они просто игнорируют друг друга: два огромных роя спокойно проходят сквозь друг друга. Вид этого явления поистине удивителен.

Мультимедиа

После людей: животный мир зоны отчуждения

Редкие животные Дальнего Востока

Жираф попался!

Животные в космосе

Спасать нужно и некрасивых животных!

Животные, которым не грозит исчезновение

Другой тип реакции встречается очень редко. Когда две колонии одного вида КМ вступают в контакт, они очень быстро распознают, что встретились с членами другой группы. Но вместо того чтобы начать битву, обе колонии отступают в противоположном друг от друга направлении. Они готовы преодолеть довольно большие расстояния, чтобы максимально отдалиться друг от друга, что может повлечь за собой даже сдвиг всей колонии. Таким образом, внутри своего вида КМ показывают явное избегание, а представители разных видов просто игнорируют друг друга.

Когда КМ сталкиваются с представителями другого, не кочевого вида муравьев, происходит обратное: они почти наверняка начнут атаку и попытаются убить каждого муравья из этой колонии. КМ нападают на очень большие колонии других видов муравьев, рассматривая их как добычу. Разумеется, другие муравьи во многих случаях дают им отпор. Такие битвы могут оборачиваться большими потерями с обеих сторон. Войны между колониями КМ и их жертвами являются одними из самых впечатляющих и катастрофических сражений в природе. Чаще всего КМ одерживают верх, но и они могут понести огромные потери в процессе битвы.

КМ способны рекрутировать большое число своих собратьев по гнезду, когда находят какой-либо ценный ресурс. Существуют доказательства наличия у них специального вещества для использования в таких случаях — рекрутирующего феромона. Это область для новых исследований КМ и их химического инструментария. Было экспериментально обнаружено, что у них имеются функционально различные феромоны и химические сигналы для сообщения различной информации, но мы почти ничего не знаем об их конкретном химическом составе.

С точки зрения физических размеров, КМ не всегда очень уж большие. Существует множество других видов муравьев с намного более крупными размерами тела, чем КМ. Но успеха они достигают благодаря количеству. Их колонии огромны, а все действия совершаются в больших согласованных группах. Если вы сталкиваетесь с представителями колонии КМ, то речь идет не об одном разведчике, а сразу о значительной части колонии. Одновременно появляется множество отдельных особей, с которыми придется бороться, и, в отличие от других муравьев, им не приходится ждать до завершения рекрутирования. Они взаимодействуют со всеми элементами среды как отдельная социальная единица.

Кочевые муравьи против муравьев-листорезов

Одна из разновидностей КМ в тропических лесах Нового света регулярно предпринимает попытки вторгнуться на территорию развитых колоний муравьев-листорезов. КМ и муравьи-листорезы — венцы муравьиной эволюции: они способны создавать обширные колонии, достигать высокого уровня социализации и участвовать в многогранном разделении труда. Когда КМ нападают на высокоразвитые популяции муравьев-листорезов, солдаты обоих видов выстраиваются друг напротив друга и начинают катастрофические схватки, которые могут длиться днями, пока КМ не прорывают линию обороны, добираются до гнезд листорезов и начинают разграблять их запасы.

Муравьи-листорезы строят огромные муравейники и основывают обширные колонии с многомиллионным населением. Муравьи-солдаты этого вида отличаются внушительными размерами: грузоподъемность муравья-солдата в сотни раз превышает аналогичный показатель у муравья-работника. Впрочем, солдаты не могут выполнять большое количество работы для колонии: они слишком массивны, их содержание дорого обходится популяции, а точное предназначение до сих пор не до конца разгадано биологами.

Тем не менее, когда биологи, специализирующиеся на изучении КМ, начали наблюдать регулярные нападения КМ на колонии муравьев-листорезов, они заметили, как листорезы реагируют на эти вторжения. Тысячи огромных листорезов-солдат отправились на передовую, где они должны были попытаться отразить атаку КМ. В большинстве случаев их усилия были безуспешны, и в конечном счете КМ все равно прорывали линию обороны. Однако можно предположить, что именно защита от КМ является причиной существования листорезов-солдатов. Это наблюдение подкрепляет теорию о том, что войны или схватки с другими муравьями представляют собой важный аспект муравьиной эволюции.

Если пристально взглянуть на то, как остальные муравьи отвечают на атаки КМ, можно выделить широкий спектр реакций. Некоторые виды муравьев пытаются отбиться, другие начинают паниковать, едва завидев первых солдат КМ, и бросаются спасать гнездо. Обычно они эвакуируют потомство и пытаются отойти на как можно большее расстояние. Почувствовав себя в безопасности, они останавливаются и выжидают. После того, как насытившиеся КМ покидают разоренную колонию, жертвы нападения могут вернуться домой.

Современные исследования

В настоящее время биологические особенности инвазивных видов муравьев вызывают значительный интерес. Ученые начали понимать, что информация о том, ввязывается ли та или иная колония в столкновения, помогает нам узнать больше о биологических вторжениях и их возможных негативных последствиях. Некоторые виды инвазивных муравьев вызывают экологические проблемы глобального масштаба — не только для людей, но и для подорванных экосистем мест их вторжения. Учитывая, что они стирают с лица исчезающие виды и своим поведением способствуют изменению структуры места обитания, они могут оказывать ужасный по своему масштабу эффект на экологию.

Они также представляют собой проблему для людей: эти муравьи забираются в еду, некоторые виды источают неприятный запах, вызывают заболевания. Понимание муравьиных войн может оказаться ключом к обнаружению черты, присущей инвазивным видам муравьев и провоцирующей в них подобное поведение. Вероятно, это открытие поможет нам выработать реакцию на муравьиные демарши или даже предсказывать, когда нечто подобное случится вновь. Поэтому на сегодняшний день проводится огромное количество исследований муравьиной агрессии и муравьиных войн, которые, как ожидается, позволят дать ответ на вопрос о биологических вторжениях.

Неплохой идеей было бы внимательнее присмотреться к видам животных, непосредственно извлекающих выгоду из муравьиных войн. В колониях многих подвидов муравьев живут представители других видов, получившее название «мирмекофилов» (организмы, живущие в ассоциации с муравьями и какое-то время (временно или постоянно) зависящие от них — прим. Newочём). Эти представители животного мира добывают пропитание в основном за счет муравьиной колонии. Обычно речь идет о паразитах, но их негативное воздействие на жизнь колонии как правило минимально. Мирмекофилы развивают в себе способность прятаться от муравьев. Принятый в колонии механизм распознавания соплеменников не распространяется на них, однако они каким-то образом обходят его. И виды, чья судьба связана с судьбой муравьиной колонии в эволюционном плане, демонстрируют живую заинтересованность исходом муравьиных войн. Другими словами, если колония разорена, им тоже приходится несладко. Однако на настоящий момент ученые не располагают сведениями о непосредственном участии мирмекофилов в сражениях. Хотя идея-то неплохая.

В моей лаборатории мы сейчас работаем по двум направлениям. Во-первых, мы исследуем эволюцию муравьиного мозга в попытках понять, каким образом нервная система реагирует на различные экологические условия, предопределяет ли она социальные роли и размеры тела муравьев. Во-вторых, мы заинтересованы в понимании того, как можно использовать КМ для изучения колебаний температуры и, возможно, воздействия климатических изменений на генетику и психологию представителей животного мира. Мы считаем КМ отличной моделью для исследования, отчасти потому что представители подвидов КМ, распространенных в тропиках, могут выдерживать широкий диапазон температур: идентичные подвиды в ходе исследований были подвергнуты воздействию очень высоких температур в низинных местностях и очень низких — в горах.

Нерешенные вопросы

Из шквала научных статей, появившихся в 2015 году, мы узнали, что структура муравьиного мозга в последнее время претерпела значительные изменения, в частности, в аспекте превращения вида из энтомофага в социальных существ. Это изменение теоретически подтверждает предположение, что, став социальным существом, представитель вида не нуждается в прежнем высоком уровне развития своего мозга и познавательной активности, поскольку теперь он может делиться информацией и интегрироваться с другими представителями своего подвида. Почти так же, как если бы нейронные связи могли быть выведены на групповой уровень. Это открытие стало настоящим прорывом; необходимо проанализировать схожие тенденции у представителей других видов, чтобы понять, применима ли она для всех представителей фауны. Это важно, поскольку, если взглянуть на представителей класса позвоночных — млекопитающих, птиц, рыб — большинство из них в основном демонстрирует прямо противоположную тенденцию. Другими словами, если ваш вид становится более социализированным, мозговая деятельность также возрастает; насекомые же демонстрируют прямо противоположную зависимость. Это направление исследований может таить в себе много захватывающих открытий.

Открытыми остаются вопросы о мега-колониях, о которых мы уже разговаривали ранее. Насколько глубока существующая в них интеграция? Возможно, все ограничивается локальным уровнем и они обмениваются информацией только на небольших расстояниях. Интересно воображать глубоко интегрированные колонии, хотя маловероятно, что они способны обмениваться информацией на больших расстояниях. Впрочем, это неплохая идея для научно-фантастического романа.

Шон О’Доннелл — доктор наук; заместитель декана, профессор, факультет биоразнообразия, Земли и исследований окружающей среды Дрексельского университета.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Источник