Как воюют муравьи
Что такое муравьиная семья (и вообще семья общественных насекомых) – вроде большинство знает. Стандартная схема такова: одна матка-царица, занятая постоянным откладыванием яиц, из которых в период размножения выходят другие самки и самцы, а в остальное время – бесполые особи: недоразвитые самки (у пчел и муравьев) или самки и самцы (у термитов); рабочие и солдаты, занятые добыванием пищи, охраной гнезда, уходом за царицей и ее потомством и всей прочей работой. Жители одной семьи – братья (точнее, сестры), и с делятся друг с другом кормом, все чужие подлежат изгнанию или уничтожению. Это общая, базовая модель, а на деле у разных видов все может быть устроено по-разному.
У рыжих лесных муравьев в одной семье, как правило, не одна, а несколько цариц – так надежнее. Более того – если муравьям кажется, что цариц им не хватает, они в период брачного лёта могут найти и притащить в муравейник несколько самок со стороны, причем иногда даже чужого вида.
Дело в том, что рыжие лесные муравьи – это на самом деле не один вид, а комплекс близкородственных – formica polyctena, formica aquilonia, formica lugubris, собственно formica rufa и так далее. Все они очень похожи между собой, между некоторыми из них даже вроде возможно скрещивание, но вот все-таки – разные виды. И у каждого из них свои, несколько отличающиеся от остальных, привычки, своя излюбленная добыча, свои приемы охоты…
Четкого разделения на рабочих и солдат у рыжих лесных муравьев нет – все рабочие и все в случае чего бросаются на защиту гнезда. Крупные особи чаще занимаются охотой, а те, что помельче — предпочитают собирать падь с тлей и других козявок. Особенностью первых при этом является стремление дальше отходить от проторенных троп и вступать в драки, они гораздо смелее и обладают более агрессивным характером.
В одном муравейнике могут жить несколько семей – внешне единый гнездовой купол состоит на деле из нескольких секторов – колонн. И семьи эти могут принадлежать к разным – хоть и родственным – видам. В каждой колонне свои приписанные к данной колонне рабочие муравьи, свои самки и камеры с расплодом. Муравейник, как подводная лодка, поделен на отсеки, если с одним что-то случится – другие выживут. При этом между колоннами может идти обмен особями – в одной мало работников, в другой, наоборот, избыток…
Если семья одна, а работников все равно не хватает, можно пойти на войну и захватить рабов. Муравьи некоторых видов (среди рыжих лесных это дело особенно любят f. sanguinea) грабят чужие гнёзда, воруют оттуда куколок и приносят их в своё гнездо.
Там за ними ухаживают, как ухаживали бы за своими собственными, из них вылупляются муравьи-«рабы» и начинают жить своей обычной жизнью, как жили бы в своем муравейнике – охотиться, строить, ухаживать за маткой (в данном случае «неродной», но им пофигу), яйцами и личинками – своими сводными сестрами. Никакого насилия (кроме самого акта похищения) – скорее многонациональная семья.
(Рыжий лесной муравей универсален, но есть другие, узкоспециализированные виды — например, муравья-амазонки (Polyergus rufescens – на снимке он только что захватил куколку – будущего нового раба) — существующие исключительно за счет рабовладения. Рабочие этого вида занимаются исключительно добыванием куколок «рабов» и не способны даже самостоятельно питаться)
Впрочем, многоквартирный муравейник – это не самое удивительное. Formica rufa давно прошли в своем развитии античную стадию полисов – городов-государств – и научились создавать союзы и федерации. В федерацию может входить несколько десятков, а то и сотен муравейников, население ее – сотни миллионов муравьев.
Между муравейниками одной федерации идет обмен ресурсами, рабочие переносят куколок и молодых рабочих туда, где они больше нужны. Пропуском служит запах: запаховый паспорт один на всю федерацию, если к посту у входа в муравейник подойдет муравей того же вида, но из другой федерации (тем более – другого вида) – его прогонят или убьют.
Рыжий лесной муравей обменивается кормом с рабом – бурым лесным муравьем. У всего муравейника общий желудок: каждый муравей поварит немного пищу – передаст другому и т. д. То есть муравейник – это еще и такой коллективный пищеварительный тракт.
Федерация может образоваться из одного муравейника: из разросшейся колонии уходит отряд с самкой и множеством рабочих и основывает в намеченном месте поблизости от родительского муравейника новое, дочернее гнездо. Но бывает, что в федерацию входят муравейники, не родственные между собой. Как уж они между собой договариваются – это отдельная история, до конца еще не изученная.
Бывает, что – например, после разрушения муравейника животным или человеком – муравьи из разрушенного гнезда захватывают чужое, истребляя хозяев, а бывает, что мирно подселяются в муравейник родственного (но не обязательно своего!) вида, и те принимают у себя «беженцев» (а иногда хозяева или «беженцы» еще имеют «рабов», да еще тоже разномастных, от нескольких захватнических набегов – и тогда получается, что под одной крышей мирно живут муравьи трех-четырех разных «национальностей»!). Почему в одних случаях происходит так, а в других иначе – толком пока неизвестно. Впрочем, если за человеками со стороны наблюдать, тоже не всегда понятно, почему мы то бомбы соседям на головы с самолетов бросаем, то гуманитарную помощь…
Бывает, что муравьи разных видов из одновременно разрушенных гнезд вместе образуют новые колонии смешанного состава. Потом, окрепнув, муравьи одного вида могут уйти, отселиться, создав «расово чистую» семью, если никто не мешает. Однако в природе, как правило, мешают: муравьиные враги – разные кабаны и дятлы – разрушают муравейники постоянно, выжившие части семей постоянно же основывают новые, часто совместно с другим видом, и не успевают разделяться – это процесс не очень быстрый и, видимо, не очень для них важный. Поэтому в естественной среде постоянно существуют муравейники, с виду совершенно обычные. А живут в них по 2-3 разных вида, у каждого – свои королевы, свои привычки, так что они друг другу не очень-то мешают, а, скорее, взаимно дополняют, используя разные ресурсы и делясь пищей и рабочими.
Акт приема-передачи добычи. Тот, черный, вверху – рыжие на него никак не реагируют, считают за своего – раб
Однако в идеале, в классическом случае, новый муравейник может быть основан единственной самкой. Во время брачного лёта крылатые самки и самцы из разных гнёзд спариваются в воздухе или на земле. Вскоре после этого самцы погибают, а оплодотворённые самки сбрасывают крылья и отправляются на поиски места для гнезда. Если ее не пригласили в муравейник родственного вида или не удалось обманом проникнуть в муравейник вида неродственного (практикуют формика руфа и такие фокусы – тоже своеобразная форма рабовладения или, точнее, временного паразитизма), самка сама строит небольшую замкнутую камеру в земле. Иногда несколько самок делают такую камеру совместно.
Самка откладывает яйца, ухаживает за ними. Спустя неделю из яиц начинают появляться первые личинки. Через две недели личинки заканчивают рост, и начинается окукливание. До выхода из куколок первых рабочих самки ничем не питаются, но при этом выкармливают личинок выделениями специальных желез – почти как млекопитающие. При этом полностью исчезают летательные мышцы, которые самке больше никогда не понадобятся, и расходуются запасы жира, накопленные ещё в родительском гнезде. И вот из куколок появляются первые рабочие…
Источник
Как муравьи воюют за свой муравейник
Колония муравьев отбивает воздушную атаку. Муравьи стреляют кислотой в воздух, отпугивая хищников таких как дятел или сойка. По словам автора снимков кислота при попадании на кожу рук не вызывает жжения, но обладает сильным запахом, напоминающим запах жареной картошки с рыбой.
Давайте посмотрим на них подробнее.
Ну а мы давайте узнаем побольше о жизни муравьев.
Муравьи -это тайное общество, одно из миллиона разбросанных по земному шару. Миллионы лет они обмениваются зашифрованной информацией и прокладывают тайные тропы. Только сейчас мы начинаем узнавать их, только подбираемся к их секретным кодам.
В чём-то муравьи похожи на инопланетян. Они могут переносить груз в 100 раз превосходящий их вес. Могут висеть в низ головой на гладком стекле. Они потребляют огромное количество пищи и перемещаются на очень большие расстояния. Каждый муравей обладает немалой силой, а действуя сообща они превращаются в суперцивилизацию.
Лесные муравьи в поисках пищи прокладывают дороги. Каждая колония этого вида насчитывает сотни тысяч особей. И как любое сообщество должно постоянно снабжаться пищей. Но как муравьи находят пищу и как осуществляют её доставку в муравейник? На первый взгляд их деятельность может показаться хаотичной, но на самом деле это не так. Муравьи каким-то образом координируют усилия, что позволяет им нападать на более крупных насекомых, убивать их и перетаскивать в муравейник. Труд у муравьёв организован очень эффективно. Подобная колония съедает за год около 10 миллионов насекомых.
Муравейник — одно из самых удивительных сооружений. В чём же секрет муравьёв и что позволяет им быть самыми грозными хищниками на Земле, потребляющими больше пищи чем львы, тигры и волки вместе взятые?
Лесным муравьям всё равно кто разоряет их муравейник хищник или учёный…реагируют они одинаково. Рабочие муравьи выстреливают в воздух муравьиную кислоту. Жизнь отдельной особи значения не имеет. Важно выживание всей колонии. Муравьи ведут себя как единый сверхорганизм, который способен противостоять нападению любого хищника, даже медведя. В глубине муравейника скрыто около 10 тысяч личинок и куколок, они — будущее этого сверхорганизма. Чтобы добраться до них медведю нужно преодалеть густое облако кислотных паров. Муравьи готовы защищать потомство ценой собственной жизни. Кислота жжёт медведю глаза и нос. Хищник как правило отступает, предпочитая найти добычу полегче.
Пища животного происхождения необходима личинкам, взрослые же муравьи питаются медвяной росой, которую выделяет лесная тля. Она содержит много сахара и витаминов. Муравьи охраняют и опекают тлю как домашних животных. Объём потребляемого нектара весьма значителен. Средняя колония лесных муравьёв съедает за год 100 кг медвяной росы.
В джунглях Индонезии подобные партнёрские отношения муравьёв с насекомыми других видов развиты в ещё большей степени. Муравьи отправляются к мощным соцветиям, где пасутся их подопечные — медоносные жуки. Эти тропические муравьи, как и их лесные сородичи питаются сладким секретом, выделяемым другими насекомыми. Подобно пастухам, которые перегоняют свои стада на новые пастбища, муравьи переносят своих подопечных с цветка на цветок, туда, где больше нектара. Эти насекомые — типичные пастухи — кочевники. Вместе со своими одомашненными жуками они мигрируют с одного растения на другое. Домашние животные есть только у людей и муравьёв.
Чтобы переждать приближающуюся грозу, муравьи загоняют своих жуков под крупные листья. Как муравьи чувствуют приближение дождя остаётся загадкой, но их прогноз всегда точен. Такие отношения выгодны обоим сторонам : жуки получают перенос на самые лучшие цветы, а муравьи почти неограниченный запас продовольствия. Муравьи больше мастера выстраивать подобные взаимоотношения.
Чтобы выяснить насколько хорошо муравьи держатся на скользких поверхностях учёные провели оригинальные эксперимент. Муравьёв — портных посадили в центрифугу, миниатюрную копию той, в которой тренируют космонавтов. Даже при стократных перегрузках муравьи держатся на поверхности гладкого стекла. Человек бы такого испытания не выдержал. Секрет заключается в тончайшей липкой плёнке, покрывающей их лапки. Своей цепкостью муравьи-портные пользуются при строении жилищ. Челюстями они притягивают листья вплотную друг к другу и удерживают их в таком положении до тех пор, пока рабочие особи не склеят сцепленные листья.
Откуда же появились эти удивительные насекомые?
Муравьи произошли от ос более 100 миллионов лет назад. У некоторых видов сохранились отдельные черты, роднящие их с предками. Например у австралийский муравьёв — бульдогов есть осиное жало. У данного вида, в отличие от других, рабочие муравьи не уступают матке по размерам и даже сохраняют способность откладывать яйца. Правда их яйца идут на корм личинок, потому что только матке доверено право на производство нового поколения. Муравьи-бульдоги отличаются не только этим. Их сообщество организовано несколько по-другому. У них нет разделения на касты. Когда королева — мать умирает, на её место претендует несколько самок рабочих муравьёв, способных к оплодотворению. Победительница определяется на рыцарском турнире. Муравьи встают друг перед другом и грозно водят из стороны в сторону челюстями и усиками-антеннами. Но поединки , даже ритуальные — редкость в муравьином мире. Обычно насекомые мирно трудятся бок о бок на благо своего муравьиного государства.
Науке известно несколько тысяч видов муравьёв. Это очень успешная развивающаяся группа насекомых, обязанная своим процветанием не силе отдельных особей, а чёткой и выверенной организации всего сообщества.
Муравьи на редкость разнообразное семейство насекомых, но всех их объединяет одна общая черта — они живут в сообществах, в которых развитая система социальные отношений. Муравьи — одиночки в природе не встречаются. В ходе эволюции сложилось так, что всего 3-5% видов живых существ ведут общественный образ жизни. Среди них и тот вид, к которому принадлежим мы — Homo Sapiens. Стоит заметить, что эти виды играют доминирующую роль в любой экосистеме.
Муравьи-листорезы создали самый совершенный тип муравьиного государства. Деятельность колонии сравнима с чётко скоординированными движениями огромной руки, протянутой к пище. Процесс сбора пищи организован у муравьёв настолько хорошо, что даже аргентинским пастухам приходится с ними считаться. Муравьи — листорезы живут в огромных подземных городах. Муравьи пугают пастухов не численностью,а своей организованностью. Они настолько эффективно заготавливают корма, что составляют реальную конкуренцию домашним животным.
Как же им это удаётся?
Ответ кроется в трёх понятиях: специализация, кооперация и коммуникация. Первыми специалистами узкого профиля являются, непосредственно, листорезы. У них мощные челюсти, крупные головы и развитая мускулатура. Их задача перегрызть стебли травы. Если стебель слишком толстый, муравьи действуют бригадным методом. Листорезы делают заготовки определённой длины, удобные для транспортировки.
Потом за дело берутся носильщики. Они мельче и изящнее своих сородичей. носильщики перетаскивают срезанную траву на расстояние до 50-ти метров и складывают. Другая бригада переносит их дальше, к муравейнику. Муравьи прокладывают настоящие просеки до 300 метров длинной, расходящиеся в разные стороны от подземного города. Каждый подземный муравейник заготавливает в год примерно пол тонны травы.
Поражает организованность муравьёв. Скоординированность их действий особенно заметна во время опасной для колонии ситуации. При разрушении жилища муравьёв главным для них становится выживание будущих поколений — личинок и куколок. Как только личинки оказываются в безопасности, муравьи начинают искать место для нового дома. Во все сторону разбегаются муравьи-разведчики, оставляя за собой пахучий след. Муравей, нашедший подходящее место, помечает его. По этому следу идут другие разведчики. Они так же метят приглянувшиеся им места. В итоге участок для нового жилища определяется путём биохимической демократии. Никто никому не приказывает. Искомая точка выбирается коллективно, на основании интенсивности запахов. Личинок-куколок переносят к новому жилищу по невидимой тропе, отмеченной лишь запахом. Итак новое место было выбрано с помощью химической коммуникационной системы. Такая схема проста и эффективна. Муравьям не нужны начальники. Эти трудяги сами способны найти наилучшее место для жизни. Химическая коммуникация — ключ к пониманию успеха этих загадочных насекомых.
У большинства видов муравьёв глава колонии — матка. О наступлении периода оплодотворения она сообщает специфическим запахом. Пол потомства регулируется особым способом. Из оплодотворённых яиц появляются на свет самки — это будущие королевы и рабочие муравьи.Из неоплодотворённых появляются самцы, чья роль сводится лишь к спариванию. Жизнь самца очень коротка, но зато отцом он может стать даже через 20 лет после своей смерти. Сперма хранится в матке в специально отведённом месте долгие годы. Можно сказать, что муравьи изобрели банк спермы миллионы лет назад. В теле матки сперма остаётся дееспособной от 10-ти до 20-ти лет,а у некоторых и дольше.
Запахом огромной королевы пропитан весь подземный город. Именно запах оповещает муравьёв о состоянии королевы и пок она здорова, рабочие особи остаются бесплодными и не откладывают яиц. Химические сигналы управляют жизнью колонии, они же подают команду к роению, т.е. к вылету половозрелых особей. Предсказывать этот момент учёные ещё не научились.
Зимой листорезы в поисках пищи взбираются на деревья и быстро осваиваются в новых условиях. Крупные рабочие особи отгрызают листья целиком. Листья сбрасывают на землю. Тащить их в низ было бы не рационально. Внизу за дело принимается другая бригада. Крупные листья разгрызают на части, удобные для транспортировки. Носильщики пользуются химической сигнальной системой. Чем больше еды, тем большее количество носильщиков перетаскивает её, тем сильнее оставляемый ими пахучий след. По запаху на помощь спешат новые носильщики. Сообщество самоорганизуется. Но пахучие вещества не единственный способ передачи информации.
Учёные выяснили, что у листорезов есть ещё возможность сообщить сородичам о месте нахождения пищи. Муравей, оказывается, «напевает» брюшком высокочастотную песенку. Вибрация через голову передаётся растению. Эту песенку муравьи поют, когда находят деликатесы. Другие листорезы своими ножками чувствуют вибрацию на расстоянии до метра — таким способом созываются дополнительные силы для заготовки особо качественных листьев.
Есть ли на свете сила, способная разрушить работу этой отлаженной системы?
К сожалению такая сила есть. Обычно старую траву сжигают, чтобы подготовить землю к следующему сезону. Зала удобряет почву и повышает продуктивность пастбища. Муравьи не знают что такое огонь, не умеют противостоять ему и не спасаются бегством. Они как роботы продолжают делать своё дело, пока не сгорят заживо. Огонь пожирает траву и уничтожает муравьиные тропы. Всё превращается в прах. Воцаряется хаос. Лишённые запаховых указателей, муравья разбегаются в разные стороны. Но муравьиное государство не сдаётся. носильщики прокладывают новые тропы, оставляя после себя пахучие метки. Химические команды, регулирующие жизнь — вот секрет организованности муравьёв.
Муравьи большие специалисты в области передачи информации. Вся их жинзь построена на этом. Без этого невозможна была бы такая удивительная скоординированность их действий. Именно благодаря муравьям мы сделали ряд открытий, например, в области химической связи.
Муравьи кажутся загадочными и непостижимыми существами, потому что мы не понимаем язык их общения, основанный на обонянии,а не на визуальном восприятии. привлекает муравьёв не только собственный запах. Например лесные муравьи не могу устоять перед запахом смолы. Иногда, собирая смолу,насекомые попадают в ловушку. История повторяется снова и снова уже миллионы лет. Именно благодаря этому мы многое узнали о эволюции муравьёв. Смола, со временем превращаясь в янтарь будто бы консервирует насекомых. Почему же муравьи попадают в эту ловушку? На самом деле им нужна подсохшая смола и они тратят не мало сил на то, чтобы собрать её и перетащить в муравейник. Взвалив на себя груз в 10 раз больше собственного веса, они пробегают с ним марафонскую дистанцию. Их даже не смущает неудобная форма застывших кусков смолы. Зачем же они тратят столько сил?
Смолу они распределяют по всей территории муравейника. Смола-это лекарство. В ней содержится вещество, которое уничтожает грибок и бактерии. Всякий раз пробегая по смоле муравей дезинфицирует себя, таким способом лесные муравьи обеспечивают здоровую атмосферу внутри муравейника.
Муравьям-листорезам так же приходится бороться с различными бактериями. Сами они питаются грибком, который выращивают. Трава и листья внутри муравейника превращаются в компост, в котором и развивается нужный грибок. Чтобы обезопасить свои подземные плантации от вредоносных бактерий, муравьи обрабатывают всю приносимую в гнездо массу антибиотиком, который они сами вырабатывают. Жизнь всей колонии зависит от сохранности всей плантации. Часть муравьёв вообще никогда не покидает подземный город. Эти особи гораздо меньше остальных по размерам. Они занимаются прополкой грядок и ухаживают за подрастающим потомством. Подземные плантации необходимо постоянно проветривать : для роста грибка требуется определённая температура и влажность.
Система кондиционирования позволяет поддерживать в недрах муравейника оптимальную температуру, влажность и концентрацию газов. При гниении компоста образуется большое количество углекислого газа, вместе с тёплым воздухом этот газ выходит через вентиляционные шахты. Как же этим крошечным существам удаётся создать собственный микроклимат? Как вообще этому суперорганизму удаётся построить этот подземный город-государство. Система вентиляции муравейника очень сложна и чтобы разобраться в ней нужно проникнуть внутрь муравейника. Учёные обнаружили так же специальные мусорные ямы, куда сбрасываются отходы жизнедеятельности и отработанный материал с грибковых плантаций. Ямы нужны не только для поддержания частоты. Гниение отходов и свежего компоста происходит при разной температуре, что приводит к формированию различных воздушных потоков. Воздух, насыщенный углекислым газом выталкивается вверх, а снаружи закачивается свежий воздух.
Следующий этап исследования должен показать как выглядит подземный город внутри. Для этого в муравейник заливается цемент. Количество потребовавшегося цемента поразило учёных…за 3 дня под землю ушло 10 тонн раствора. Через месяц начались раскопки. Чтобы разобраться устройстве подземного города потребовалась не одна неделя. С помощью бульдозера учёные перекопали тонны земли и, наконец, муравьиный город открылся перед ними.
Главные районы подземного города связаны между собой тоннелями — автострадами, помимо них существует целая система шоссе и дорожек, которые подходят к каждой грибковой плантации и к каждой мусорной яме.
Тоннели обеспечивают хорошую вентиляцию и являются кратчайшими путями сообщений.
Выглядит так, словно всё это построено по единому плану гениального архитектора, но конечно это не так. Огромный, сложнейший по структуре город был создан коллективной волей всех обитателей колонии — муравьиным суперорганизмом. Муравейник занимает 50 квадратных метров и уходит под землю на 8 метров.При его строительстве муравьям пришлось перекопать 40 тонн земли. Миллиарды раз носильщики перетаскивали на себе груз, вчетверо превосходящий по весу каждого из них. По человеческим меркам эту тяжесть тащили вверх по узкому тоннелю почти километр. Строительство такого сооружения сопоставимо с постройкой великой китайской стены и его без преувеличения можно назвать одним мз чудес света.
Муравьи не перестают удивлять нас. Муравей — портной может передвигаться по гладкому стеклу вверх ногами. Он может противостоять ветру ураганной силы. Любой муравей легко может заткнуть за пояс любого чемпиона мира по тяжёлой атлетике. Удерживаясь на гладкой поверхности вниз головой муравей держит вес в 100 раз превосходящий его собственный. Эти крохотные существа поражают воображение. Ни одному позвоночному существу, включая человека, такое испытание не под силу. Но по-настоящему непобедимыми муравьёв делает их способность действовать сообща. Одни из них разводят сады и огороды, вступая в союзы с растениями и грибками, другие — скотоводы пасут тлей и медоносных жуков.
Тайная сила муравьёв заключается в их кооперации, которая основана на невидимой запаховой системе взаимоотношений. Этот организационный принцип способен объединять миллионы особей, которые будут действовать как единый суперорганизм. Приоритет общественных интересов над нуждами каждого превращает этих крошечных насекомых в настоящее сверхсообщество, в тайную силу природы.
Источник