Жизнь муравьев: королева без власти и общество без начальников

Самое захватывающее в истории про муравьев – не их невероятная сила и даже не устройство муравейника. Гораздо удивительнее сама жизнь муравьев: тысячи насекомых кормят потомство, строят, ищут еду и защищают гнездо, хотя у них нет ни начальника, ни расписания.

Когда начинаешь разбираться, как живут муравьи, понимаешь, что перед тобой не просто горка хвои или дырка в земле. Колония муравьев – целая система, где у каждого своя мелкая задача, но вместе они действуют как один слаженный организм.

Под землей скрывается сложное общество со своими «профессиями», детскими садами, складами, дорогами и собственной системой связи.

Кто живет в муравейнике

Большинство муравьев, которых мы встречаем на дорожках, в лесу или возле дома, – это рабочие муравьи. Причем все они самки. Одни ухаживают за потомством, другие ищут пищу, третьи расширяют гнездо или защищают его. Что же делают муравьи? Все зависит от их роли в колонии: часть остается внутри гнезда, а часть постоянно работает снаружи.

Есть и самцы. В обычной жизни колонии их почти не видно: главная их задача связана с размножением. В определенное время появляются крылатые самки и самцы, которые покидают родное гнездо. После спаривания судьба у них складывается совершенно по-разному: самцы вскоре погибают, а оплодотворенная самка может стать основательницей нового муравейника.

Зачем нужна матка муравьев

Слово «королева» немного сбивает с толку. Кажется, будто матка муравьев сидит где-нибудь в самой красивой камере и раздает распоряжения остальным. Ничего подобного. Она не командует строителями, не отправляет разведчиков за едой и не решает, кому сегодня дежурить у входа. Ее главная работа – откладывать яйца.

Поэтому королева муравьев скорее не правительница, а центр воспроизводства колонии. Причем правило «один муравейник – одна королева» работает далеко не всегда. У одних видов действительно одна матка, у других их может быть несколько.

Когда молодая матка основывает гнездо самостоятельно, первые недели могут оказаться особенно тяжелыми. Ей приходится выращивать первое поколение рабочих почти без посторонней помощи. Зато после их появления ситуация меняется: рабочие начинают искать пищу, ухаживать за расплодом и расширять гнездо, а матка муравьев сосредотачивается на производстве нового поколения.

Что делают муравьи, когда никто ими не руководит

Один из главных вопросов – как у них получается такой порядок. То, что делают муравьи, определяется простыми сигналами вокруг: запахами, касаниями, едой или поведением соседей. В итоге муравейнику не нужен никакой начальник, который сидит в центре и командует: «Так, Петров – за семечками, Иванов – ремонтировать тоннель».

Например, муравей находит еду и возвращается к гнезду, оставляя химический след. Другие обнаруживают его усиками и идут в том же направлении. Если источник хороший, движение усиливается – и вскоре возникает та самая муравьиная трасса, которую мы часто видим на земле.

Химические сигналы помогают распознавать своих, сообщать об опасности и координировать поведение. Поэтому два муравья, которые остановились и соприкоснулись усиками, не обязательно здороваются. Возможно, у них прямо сейчас идет довольно содержательный обмен информацией.

Когда начинается лет муравьев и зачем им крылья

В какой-то момент возле муравейника появляются муравьи с крыльями. Иногда их настолько много, что кажется: обычной наземной версии природе оказалось мало и она решила добавить авиацию. Но это не новый вид муравьев. Крылья появляются у репродуктивных особей – молодых самок и самцов.

Массовый лет муравьев связан с размножением. Крылатые особи покидают родную колонию, происходит спаривание, после чего самцы вскоре погибают. Оплодотворенная самка приземляется, ищет подходящее место. У многих видов самка сбрасывает крылья. Из одной такой путешественницы впоследствии может вырасти новая колония с тысячами жителей.

Так что летающие муравьи – явление временное. Рабочим особям крылья обычно не нужны: их мир находится на земле, под землей, в древесине или на растениях. Зато будущей матке один короткий полет может понадобиться для самого важного путешествия в жизни.

Дети муравьев совсем не похожи на маленьких муравьев

Дети муравьев выглядят совсем не так, как взрослые. Развитие проходит несколько стадий: яйцо, личинка, куколка и только потом взрослое насекомое. Белые комочки, которые можно увидеть в разоренном муравейнике часто называют «муравьиными яйцами», на самом деле нередко оказываются личинками или куколками.

Настоящие яйца муравьев очень малы. Из них выходят беспомощные личинки, которые сами не отправятся за обедом и никуда не побегут. Рабочие переносят расплод, кормят его и содержат в подходящих условиях. В каком-то смысле часть муравейника работает как огромный круглосуточный детский сад.

Личинки муравьев не просто лежат в гнезде и ждут, когда их покормят. У некоторых видов они помогают перерабатывать твердую пищу: рабочие приносят добычу, личинки переваривают ее часть, затем взрослые получают жидкую пищу. Получается, что муравьиные «дети» не только требуют ухода, но и участвуют в питании всей колонии.

Что едят муравьи

Самый очевидный ответ – то, что мы забыли убрать со стола. Но если разобраться, что едят муравьи в природе, меню получается куда разнообразнее. Многие виды любят сладкие жидкости, нектар и падь тлей, другие охотятся на насекомых или подбирают погибших беспозвоночных. Есть любители семян, есть настоящие хищники, а есть специалисты с очень необычной кухней.

То, чем питаются муравьи, зависит и от вида, и от того, кого нужно кормить. Рабочим нужны быстрые источники энергии – сладкие выделения тлей, нектар и другие углеводы. А личинкам для роста требуется больше белка, поэтому в гнездо несут насекомых и другую добычу.

Хороший пример – муравьи жнецы. Они собирают семена растений, переносят их в гнездо и создают запасы. Название здесь почти буквальное: вместо поля с комбайном – территория вокруг муравейника и десятки рабочих, которые тащат урожай по одному зернышку.

Муравьи листорезы – их часто изображают несущими над головой зеленые кусочки листьев, и легко решить, что сейчас весь этот салат будет съеден. Но листья нужны им прежде всего как сырье для выращивания грибов. Муравьи создают и обслуживают настоящие грибные плантации, а пищей становится выращенная культура. Земледелие без тракторов, банковских кредитов и прогноза урожайности.

Правда ли, что муравьи едят муравьев

Да, такое бывает: муравьи едят муравьев, хотя представлять каждую колонию как место постоянного каннибализма не стоит. Муравьи могут нападать на представителей других колоний и использовать погибших соперников как пищу. Известны и случаи поедания собственного расплода или сородичей при определенных обстоятельствах – например, при нехватке пищи или болезни.

Есть у муравьев и довольно жесткие способы защищать колонию. Исследователи наблюдали, как молодые матки черного садового муравья съедали личинок, зараженных опасным грибком, еще до того, как те становились источником инфекции. Так матка одновременно уничтожала угрозу для будущей колонии и получала дополнительную пищу.

В обычной жизни большинство видов ищет белок за пределами собственного гнезда: охотится, подбирает погибших насекомых или отнимает добычу у кого-нибудь менее расторопного. Так что каннибализм – часть огромного набора возможных стратегий, а не главный пункт муравьиного меню.

Какие бывают виды муравьев

В мире существует огромное количество видов муравьев, и различия между ними намного серьезнее, чем просто цвет и размер. Одни строят заметные муравейники, другие живут незаметно под землей. Одни собирают семена, другие выращивают грибы, третьи охотятся, четвертые кочуют и не задерживаются надолго на одном месте.

Один из самых обычных соседей человека – черный садовый муравей. Его легко встретить под камнями, плиткой и в трещинах возле домов. Особенно интересны его отношения с тлями: муравьи собирают сладкую падь, которую те выделяют, а взамен охраняют тлей от хищников. Получается небольшая «ферма» прямо на растении – с кормлением, охраной и постоянным сбором урожая.

Разница между разными видами бывает фантастической. Муравьи-ткачи строят гнезда из живых листьев и скрепляют их шелком собственных личинок. У медовых муравьев часть рабочих превращается в живые «бочки»: они запасают сладкую жидкость в сильно раздутом брюшке и потом кормят ею остальных. Кочевые муравьи могут обходиться без постоянного муравейника – во время остановок они сцепляются телами и образуют временное гнездо из самих себя.

Что находится внутри муравейника

То, что мы называем муравейником, часто лишь вход в гораздо более крупное сооружение. Например, зрелые гнезда флоридского муравья-жнеца Pogonomyrmex badius уходят в землю на 2,5-3 метра. Колония примерно из 5 тысяч рабочих способна за 4-5 дней вынести при строительстве нового гнезда около 20 килограммов песка.

Внутри это не просто сеть тоннелей. Ходы муравьев соединяют камеры, расположенные на разных уровнях, причем жители гнезда распределяются по ним не случайно. У того же муравья-жнеца сборщики пищи держатся главным образом в верхних 15 сантиметрах, а расплод находится гораздо глубже. Собранные семена приходится переносить на 30-80 сантиметров вниз, а пищу для расплода – почти на 2 метра.

Есть муравейники еще более впечатляющих размеров. У листорезов рода Atta под землей могут находиться до 8 тысяч камер, а сама колония насчитывать миллионы муравьев. Часть камер занята грибными садами, где выращивается пища, часть – расплодом и отходами.

Сколько живут муравьи

тобы узнать, сколько живут муравьи, сначала следует определить вид муравья и пол. У черного садового муравья Lasius niger разница невероятная: самцы живут всего несколько недель, рабочие – 1-2 года, рекорд жизни матки в неволе составляет около 28 лет. При этом рабочие и будущие королевы развиваются из генетически очень похожих оплодотворенных яиц.

У красных муравьев-жнецов Pogonomyrmex barbatus рабочий живет примерно год, а основанная одной маткой колония может существовать 20-30 лет. Сперму для всех будущих поколений матка получает во время одного брачного периода в начале жизни и затем использует этот запас десятилетиями.

Даже среди рабочих сроки сильно различаются. В исследовании 18 видов продолжительность жизни рабочих составляла примерно от 23 до 394 дней: в среднем более крупные рабочие жили дольше мелких. Так что универсальной цифры для «среднего муравья» нет.

Что делают муравьи зимой

Муравьи зимой не просто «спят до весны». У рыжих лесных муравьев крупный муравейник способен начать прогреваться, когда снаружи еще лежат снег и лед. В больших гнездах, где живет больше миллиона рабочих, тепло создают сами муравьи своим обменом веществ. Внутри температура повышается настолько рано, что там могут развиваться личинки и куколки, хотя поверхность муравейника остается холодной.

У маток черного садового муравья холодная зимовка может экономить запасы. В одном эксперименте половину маток держали при +2 °C, половину – при +7-8 °C. Весной у тех, кто зимовал при +2 °C, оказалось больше жировых запасов: в холоде организм расходовал энергию медленнее.

Зачем нужны муравьи в природе

Многие привыкли видеть в них просто назойливых соседей по даче, но роль муравьев в экосистеме сравнима с работой целого коммунального хозяйства.

• Рыхление и обогащение почвыВ плане перекапывания земли муравьи в природе работают эффективнее дождевых червей. Строя многочисленные подземные лабиринты, они перемешивают почву на глубине до полутора-двух метров, насыщая ее кислородом и влагой. В местах, где расположены муравейники, земля становится значительно богаче фосфором, калием и азотом. Может снижаться кислотность, что создает идеальные условия для роста деревьев и кустарников.
• Защита леса от вредителейОгромная польза муравьев заключается в регуляции численности вредных насекомых. Одна крупная колония рыжих лесных муравьев за один только день собирает от 10 до 20 тысяч гусениц, личинок совки, пилильщиков и короедов. По сути, один муравейник способен удерживать под надежным контролем целый гектар леса, спасая деревья от полного заедания паразитами.
• Распространение растенийЕще один ключевой фактор – это распространение семян. Муравьи переносят на себе семена сотен видов растений, включая фиалки, чистотел, подснежники и копытень. Они тащат их в муравейник, попутно теряя часть по дороге. Именно благодаря этому лесные поляны по весне так густо зарастают цветами.
• Утилизация и кормовая базаОни работают главным санитарным отрядом: ускоряют разложение старой древесины и перерабатывают органические остатки. В то же время сами муравьи и их куколки служат важным источником пищи для птиц (особенно дятлов и рябчиков), ящериц, медведей и барсуков. Птицы используют муравьиную кислоту для очистки своих перьев от паразитов – процесс называется «муравлением».

Самое странное в муравьях

Жизнь муравьев местами больше похожа на жизнь другой планеты. Флоридские муравьи-древоточцы умеют ампутировать раненым сородичам ноги. Если повреждено бедро, другие рабочие очищают рану, а затем буквально откусывают конечность. После такой «операции» выживало около 90-95% пострадавших, тогда как без помощи – примерно 40%. Причем при ранениях другой части ноги муравьи выбирают уже не ампутацию, а очищение раны.

То, что делают муравьи с инфицированными ранами, бывает еще сложнее. Африканские муравьи Megaponera analis способны распознать инфекцию по изменившемуся запаху тела и обработать рану секретом собственной железы. Ученые обнаружили в нем 112 химических соединений и 41 белок, многие из которых обладают антимикробными свойствами или помогают заживлению. Без помощи сородичей погибало около 90% зараженных муравьев, а после лечения смертность резко снижалась.

У пустынных муравьев обнаружили собственный «шагомер». Чтобы проверить, как колония муравьев находит дорогу в почти безориентирной пустыне, ученые изменили длину ног рабочим: одним прикрепили своеобразные ходули, другим укоротили ноги. Муравьи на длинных ногах проходили нужное место, а на коротких не доходили до него. Оказалось, расстояние они оценивают по числу и длине шагов – фактически ведут внутренний учет пройденного пути.

Что у муравьев устроено лучше, чем у людей?

При сравнении муравьев и людей выясняется, что в вопросах организации, логистики и коллективного выживания они обходят нас на миллионы лет эволюции.

1. Самоорганизация полосВ муравейнике нет светофоров, дорожных знаков и регулировщиков. На загруженных маршрутах груженые муравьи движутся по одному направлению, а те, кто только идет за добычей, смещаются в стороны. При высокой плотности они не начинают метаться и резко тормозить, а, наоборот, подстраивают движение друг под друга.
2. Сельское хозяйство без истощения почвыЛисторезы начали выращивать грибы примерно 50-60 миллионов лет назад. Срезанные листья они превращают в субстрат для грибницы. За «урожаем» приходится следить: защищать его от плесени и болезней, поддерживать нужные условия, удалять зараженные участки – под землей работает настоящая ферма.
3. Нулевая безработица и идеальное разделение трудаНет у муравьев и привычных начальников. Матка не раздает задания. При этом работа внутри колонии распределяется сама. Если где-то не хватает рабочих, часть муравьев переключается на другую задачу. Возраст имеет значение: молодые чаще остаются внутри гнезда и ухаживают за расплодом, более взрослые выходят наружу, где риск гораздо выше.
4. Экологичное управление отходамиОстатки пищи и погибших сородичей выносят за пределы жилых камер или складывают в отдельных местах. У некоторых видов есть свои «кладбища».
5. ДезинфекцияЧтобы предотвратить эпидемии внутри узких подземных ходов, муравьи активно используют смолу деревьев и муравьиную кислоту в качестве природного антисептика для обработки всей территории.

У людей для всего этого есть логисты, агрономы, санитарные службы, врачи, руководители. У муравьев – ничего из перечисленного. И все же дороги работают, еда выращивается, мусор убирается, больных лечат, а колония может существовать десятилетиями – неожиданно, учитывая размер их мозга.

---

Читайте нас в: