Путешествие к муравьям - Берт Хёлльдоблер

Чтобы довести процесс до завершения и проанализировать суперорганизм Atta более детально, Уилсон поселил колонии в лаборатории в пластиковые камеры, образующие взаимосвязанные ряды, что позволило ему заглянуть вглубь грибных садов. Он обнаружил, что возделывание грибной плантации возможно благодаря своеобразному конвейеру, на котором обрабатываются листья и лепестки.

Все необходимые шаги осуществляются разными кастами. В конце тропы нагруженные фуражиры оставляют кусочки листьев на полу камер. Их подбирают рабочие меньшего размера и разрезают на миллиметровые фрагменты. В течение нескольких минут ещё более мелкие муравьи захватывают их, измельчают, формируют из этих фрагментов влажные гранулы и осторожно помещают их в кучу с аналогичным содержимым. Эта масса – местный сад – наполнена каналами и выглядит как серая мочалка. Она очень хрупкая и ажурная, её легко порвать руками. На поверхности её извилистых каналов и гребней растёт симбиотический гриб, который вместе с соком листьев составляет основной источник питания колонии. Гриб распространяется по замешанной растительной пасте подобно хлебной плесени, утапливая свои гифы в эту массу, чтобы переварить содержащиеся в ней запасы клетчатки и белки.

Но на этом садоводческий цикл не заканчивается. Рабочие муравьи ещё меньшего размера выщипывают нити из наименее плотно связанных областей сада и переносят их на свежесозданную подложку из растительной пасты. Наконец, самые маленькие и самые многочисленные рабочие патрулируют слои грибных нитей, деликатно прощупывая их усиками, до скрипа вылизывая их поверхности и вырывая споры и гифы чужеродных видов плесени. Эти трудолюбивые карлики способны путешествовать по самым узким каналам глубоко внутри губки. Время от времени они срывают пучки грибов, сидящих достаточно неплотно, и выносят их из камеры, чтобы накормить более крупных обитателей колонии.

Хозяйство муравьёв-листорезов основывается на разделении труда в соответствии с размером особи. Рабочие-фуражиры размером с комнатных мух могут разрезать листья, но слишком крупны для того, чтобы выращивать микроскопические грибные нити. В свою очередь, муравьи-садовники – не крупнее заглавной буквы I – могут выращивать грибы, но слишком слабы для того, чтобы разрезать листья. Таким образом, муравьи образуют конвейер, каждый последующий этап работы которого выполняется всё более мелкими рабочими: от сбора кусочков листьев за порогом до изготовления из них пасты и выращивания грибов в глубине гнезда.

Защита колонии также организована в соответствии с размером особей. Среди суетящихся рабочих можно увидеть нескольких муравьёв-солдат, примерно в 300 раз более тяжёлых, чем садовники, с головами по 6 миллиметров в диаметре. Как и описанные ранее солдаты Pheidole, эти гиганты используют острые мандибулы, чтобы разрывать вражеских насекомых на куски. С такой же лёгкостью они могут прорезать и человеческую кожу. Когда копающиеся в гнезде энтомологи не предпринимают никаких мер предосторожности, их руки покрываются царапинами и крошечными порезами, как если бы они выпутывались из тернового куста. Иногда нам даже приходилось делать паузу, чтобы остановить кровь из ранки от такого укуса. Согласитесь, впечатляет, что существо размером с одну миллионную часть человека способно остановить его лишь своими челюстями.

Кастовая система муравьёв-листорезов Atta – одна из сложнейших в мире насекомых. На рисунке изображены члены одной колонии Atta laevigata: от маленьких садовников до гигантских солдат. (Рисунок Турида Форсайта.)

Колония листорезов достигает могущества благодаря точно контролируемой траектории жизненных этапов всех особей – от роющихся садовников-лилипутов до гигантских солдат. В первом выводке взрослых, выращенных королевой, нет ни солдат, ни крупных фуражиров – только самые маленькие фуражиры[36] плюс ещё меньшие садовники, необходимые для обработки растительности и выращивания грибов. По мере того как колония приближается к процветанию и её население растёт, размерный диапазон рабочих расширяется и включает в себя всё более крупных особей. Когда население колонии достигает приблизительно ста тысяч, появляются первые полноразмерные солдаты.

В том, как последовательно растут колонии листорезов, Уилсон видел способ проверки концепции суперорганизма. Его внимание было сосредоточено на бедственном положении королевы-основательницы. Она поддерживает саму себя и воспитывает своих первых рабочих, превращая жир тела и мышцы крыльев в энергию. Поскольку её ресурсы быстро истощаются (в течение нескольких недель), она с первой попытки должна создать идеально сбалансированную рабочую силу. У неё нет права на ошибку. Для того, чтобы первый выводок рабочих взял на себя всю сельскохозяйственную работу и принёс пищу для её измученного тела, он должен включать в свои ряды крошечных грибников-садовников, а также несколько особей разных промежуточных размеров, необходимых для формирования сада, выхода из гнезда и срезания листьев.

Если королева не сможет вырастить рабочих особей какого-либо из этих критически важных размеров, её маленькая колония погибнет. Если она вырастит солдата или даже рабочего-фуражира, но большего размера, чем нужно, она истратит так много ресурсов, что не сможет вырастить представителей каст помельче, и в итоге колония погибнет. Уилсон обнаружил, что самые маленькие успешные фуражиры (которые способны прорезать листья обычной толщины) имеют голову шириной 1,6 миллиметра; в более крупных колониях у многих фуражиров головы больше вдвое, и поэтому они в несколько раз тяжелее (и дороже в выращивании), чем необходимо. У садовников же головы минимального размера: 0,8 миллиметра в ширину.

Таким образом, ясно, что должна делать королева: вырастить в своем первом выводке рабочих с размером головы от 0,8 до 1,6 мм, с более или менее равномерным разбросом в размерах между ними. Она должна быть осторожна, чтобы не пропустить ни одну из этих категорий и не превысить лимит в 1,6 миллиметра. Именно это она и делает. Начинающие колонии, вне зависимости от того, выкопаны они в поле или выращены в лаборатории, всегда (по крайней мере, в случаях, изученных Уилсоном) выращивали выводок рабочих с шириной головы, равномерно распределённой от 0,8 до 1,6 миллиметра. Только некоторые королевы создают более крупного рабочего, что является риском для выживания, но всё же не смертельным. В изученной выборке исследования никогда не появлялись крупные рабочие.

Какова природа этого суперорганического контроля? Обусловлен ли он возрастом королевы и колонии, или численностью её населения? Чтобы выяснить это, Уилсон выращивал четыре колонии листорезов в лаборатории в течение трёх-четырёх лет. За это время численность рабочих особей достигла примерно 10 000. Появились крупные фуражиры и даже несколько мелких солдат. Затем он уменьшил колонии, оставив в них чуть более 200 рабочих и подогнав размерные категории так, чтобы относительное число рабочих в каждой из них было таким же, как и в молодой колонии. Таким образом, королева и члены колонии были теперь хронологически старыми, но по размерам и кастовой конфигурации суперорганизм был молодым. Он переродился. Какова будет конфигурация рабочих в следующем их поколении? Будут ли их размеры такими же, как в маленькой колонии, или они будут продолжать расти, как в большой колонии до её «прореживания»?