Путешествие к муравьям - Берт Хёлльдоблер

Королева небольшого американского тропического муравья Prionopelta amabilis, окружённая своими дочерьми-рабочими и коконами с куколками как рабочих, так и королев.

Гнёзда, расположенные во влажной почве или в гниющей древесине, – это идеальные инкубаторы для бесчисленного множества бактерий и грибков, потенциально опасных для здоровья муравьёв. Однако колонии муравьёв редко поражаются бактериальными или грибковыми инфекциями. Причина этого удивительного иммунитета была открыта Ульрихом Машвицем. Он обнаружил, что метаплевральные железы в задней части груди взрослых муравьёв постоянно выделяют вещества, которые убивают бактерии и грибы. Самое интересное заключается в том, что грибы, которые культивируют муравьи-листорезы Atta, не подвержены их действию, но все другие опасные грибы или бактерии, пытающиеся вторгнуться на грибные грядки Atta, полностью уничтожаются.

Муравьи в целом доминируют во многих регионах, где другим насекомым тяжело выжить. Численное превосходство позволило им изменить не только среду внутри своего гнезда, но и всю среду своего обитания вообще. Муравьи-жнецы, которые питаются в том числе семенами, оказывают на неё особенно сильное воздействие. Они потребляют большую долю всех семян, производимых растениями многих видов почти во всех наземных средах, от густых тропических лесов до пустынь[59]. Нельзя сказать, что муравьи только вредят – когда они теряют семена по пути к гнезду, то помогают растениям размножаться и хотя бы частично возмещают ущерб, нанесённый их сбором семян.

«Пойди к муравью, ленивец, посмотри на действия его», – так Соломон хвалил муравьёв-жнецов за трудолюбие, которое они проявляют при сборе семян и хранении излишков в своих подземных житницах. Древние авторы хорошо знали о сборе урожая муравьями, поскольку жили в сухом средиземноморском климате, где эта благоразумная привычка развита исключительно хорошо. Доминирующими видами, с которыми они сталкивались, были, скорее всего, Messor barbarus, встречающийся в Средиземноморском регионе и на юге Африки, Messor structor[60], который не живёт в Африке, но обитает на территории от Южной Европы до Явы, и Messor arenarius, представители которого в изобилии встречаются в пустынях Северной Африки и Ближнего Востока. Эти хорошо заметные муравьи среднего размера часто серьёзно вредят зерну, и почти наверняка именно о них писали Соломон, Гесиод, Эзоп, Плутарх, Гораций, Вергилий, Овидий и Плиний.

Рабочие Prionopelta оклеивают внутреннюю поверхность своих гнёзд кусками сброшенных шёлковых коконов (вверху), чтобы контролировать влажность внутри камер. Изображения, полученные с помощью растрового электронного микроскопа (по центру и внизу) показывают, что участки, на которых располагаются коконы с куколками, остаются относительно сухими.

Первые учёные, изучавшие муравьёв в начале современной эпохи, с XVII до начала XIX века, к классическим свидетельствам относились скептически, несмотря на длинный список авторов, которые повторяли это утверждение. Сомнение было вполне оправданно, поскольку весь без исключения их опыт был ограничен Северной Европой – одной из немногих частей света, где такое поведение у муравьёв встречается редко или вообще отсутствует. Когда европейские естествоиспытатели присмотрелись к муравьям, обитающим в более тёплом и сухом климате, факт сбора урожая снова был подтвержден. В начале 1870-х годов, во время своего пребывания на юге Франции, американский энтомолог Дж. Траэрн Моггридж подробно исследовал сбор семян Messor barbarus и Messor structor и установил, что муравьи собирают семена по меньшей мере 18 семейств растений. Он подтвердил свидетельства Плутарха и других классических авторов о том, что рабочие откусывают корешок, чтобы семена не прорастали, а затем хранят их в амбарных камерах в гнёздах. В удивительно современно звучащем дополнении Моггридж продолжил доказывать, что жнецы играют важную роль в распространении растений, случайно теряя жизнеспособные семена поблизости от гнезда или не успевая «деактивировать» их до того, как они прорастут в гнездовых камерах.

В прошлом столетии подробные наблюдения последователей Моггриджа затронули все аспекты естественной истории жнецов почти везде, где они встречаются – от Евразии, Африки и Австралии до Северной и Южной Америк. Одним из важных выводов стало то, что муравьи значительно влияют на численность и распределение цветковых растений. Особенно сильно это заметно в пустынях, на лугах и в других засушливых средах, где они собирают больше всего семян. Муравьи изменяют баланс в конкуренции между одними видами местной флоры, одновременно способствуя установлению равновесия в численности других.

«Сбор урожая» снижает вегетативную массу растений и их репродуктивную способность. Эксперименты, проведенные в Аризоне Джеймсом Брауном и другими экологами, показали, что при удалении муравьёв с пустынных участков однолетние растения начинают расти с удвоенной плотностью уже через два сезона. В аналогичных экспериментах, проведённых Аланом Андерсеном в Австралии, число новых растений увеличилось в пятнадцать раз.

Сбор муравьями семян также часто помогает густо растущим видам, широко их рассеивая. В пустынях Аризоны многие семена надолго сохраняют жизнеспособность, чтобы однажды прорасти в кучах мусора вокруг гнёзд жнецов, именно поэтому некоторые виды растений на бесплодной земле появляются то тут, то там, но всегда – неподалёку от муравьиных гнезд. Можно сказать, что между растениями и жнецами существует свободная форма симбиоза. Растения «платят» муравьям определённой долей своих семян в обмен на транспортировку на территорию вокруг гнезда, богатую питательными веществами и почти свободную от конкурентов.

С помощью такой непреднамеренной манипуляции муравьи-жнецы заметно влияют на жизнь и смерть некоторых растений. Одним только своим присутствием они решают, какие виды будут процветать, а какие исчезнут. На пахотных землях тропических низменностей в Мексике огненные муравьи (Solenopsis geminata) сокращают число сорняков среди культивируемых растений. Они также снижают число обитающих на них насекомых на 2/3. Муравьи предпочитают одни виды семян другим. Из-за этого некоторые растения начинают доминировать, в то время как их конкуренты вымирают. В других случаях достигается равновесие. Муравьи укрощают растения, которые в противном случае уничтожили бы своих конкурентов, в итоге противники мирно сосуществуют.

«Сбор урожая» (и его непреднамеренные последствия) – лишь один из многих вариантов симбиоза, существовавших между муравьями и растениями на протяжении десятков миллионов лет. К середине мелового периода, когда на Земле ещё господствовали динозавры, примитивные муравьи сфекомирмины и понерины начали активнее укреплять свои позиции; в то же время цветковые растения становились всё разнообразнее и распространились по всему миру как новая доминирующая форма растительности. Происходила сложная коэволюция: многие виды растений оказались зависимыми от опыляющих их мотыльков, жуков, ос и других насекомых, в то время как ещё большее число видов насекомых питалось нектаром и пыльцой, полученными в процессе опыления. Ещё одна крупная группа насекомых кормилась листвой и древесиной цветковых растений. В ответ растения развивали различные комбинации толстой кожицы, густо расположенных колючек и волосков, а также химических защитных веществ, таких как алкалоиды и терпены, – в том числе тех, которые мы, люди, сейчас используем в небольших дозах в качестве лекарств, средств от насекомых, наркотиков или приправ.