Цивилизация муравьёв 1

ГЛАВА 1. РОЖДЕНИЕ СЕМЬИ


Раз в году [1] у каждого вида муравьёв в свое время, обычно весной, в гнезде появляется множество крылатых особей. Это молодые самки и самцы. [2] Некоторое время они еще живут в гнезде. И те и другие не участвуют в общественной жизни колонии и не заняты в каких либо работах, но колония, тем не менее, о них заботится и создаёт им самые комфортные условия существования. Их беззаботная жизнь продолжается около 2 месяцев для самок и 2 – 3 недели для самцов, после чего они отправляются в «брачный» полёт, подчиняясь биологическим законам, заложенным в них на геном уровне, – акцогении. [3]

Надо отметить, что муравьиный мир, это мир самок. Самцы рождаются только для одной единственной функции - оплодотворение самок, после чего их короткая жизнь заканчивается. Все функции по обеспечению колонии всем необходимым осуществляют самки. Молодые неоплодотворённые самки становятся рабочими или войнами и при необходимости способны воспроизводить себе подобных. И хотя их потомство продолжает оставаться самками, они теряют способность к оплодотворению, но сохраняют способность к партеногенезу.

В теплые осенние дни, особенно после дождей, над гнездами некоторых видов муравьёв поднимаются целые облака крылатых муравьев. Издали кажется, будто с земли поднимается легкий дым.
Спаривание самок муравьёв с самцами происходит только один раз во время этого «брачного полёта». Матка получает при этом запас спермы самца, расходуемый постепенно на протяжении всей её жизни. [3.1]
Продолжительность жизни муравьиных маток может составлять от 12 до 20 лет, в зависимости от вида. Муравьиные королевы живут в 100 раз дольше, чем большинство одиночных насекомых аналогичного размера. Рекордный показатель для муравьёв и социальных насекомых равен 28 годам для матки Lasius niger, которую содержали в лабораторном гнезде.
После спаривания самцы в течение семи дней погибают. [4]

Процесс рождения новой муравьиной семьи определяется уровнем цивилизационного развития конкретного вида. Так будущие королевы более развитых видов покидают семью с несколькими рабочими, которые будут помогать ей в обустройстве нового гнезда. Например самка малайского муравья каребары (Саrebara), около 2 см длиной, вылетая из гнезда, прихватывает несколько рабочих, которые имеют длину всего 1 - 2 мм. Эти рабочие держатся челюстями за ножки самки.

Другой стратегией сознания новой семьи является захват чужого гнезда. После брачного лёта оплодотворённая самка проникает в уже сформированное гнездо других видов муравьёв.
Так самки рыжих лесных муравьев (Formica rufa) основывают новые семьи в гнездах бурого лесного муравья (F. fusca) и близких к нему видов, в которых по каким либо причинам в тот момент нет своей самки.
Самки волосистого желтого муравья (Lasius umbratus), проникнув в гнездо черного садового муравья (L. niger), убивают его самку. Так формируется гнездо, где самка одного вида, а рабочие - другого. Самка кладет яица, а рабочие ухаживают за ней и за молодью. Постепенно рождаются рабочие пришельцы и сменяют естественным путем рабочих аборигенов.

Большинство видов муравьёв остановилось на традиционном типе размножения – одинокой маткой-королевой.

После того как оплодотворённая самка покидает пределы своей родной колонии она приземляется и начинает искать место своего будущего гнезда.  Готовая норка есть не всегда, часто ее приходится рыть. Разумеется, сырую землю рыть легче, чем сухую. [5] Прежде чем начать строительство нового гнезда самка отгрызает или ломает по линии природного надлома свои крылья. Атрофирующиеся мышцы крылового аппарата (на их месте разрастаются воздушные мешки) помогают матке использовать их материал для производства яиц.

Строительство надежного убежища нелегко дается самке: зубцы по краям челюстей выкрашиваются, волоски, которыми покрыто тело, стираются, блестящий хитин груди и брюшка покрывается царапинами, а наплывы на стебельке тускнеют и теряют форму. [6] В среднем на строительство гнезда у самки уходит около 2 недель.
 
Когда в гнезде достаточно и тепла и влаги, самки-основательницы начинают откладывать яйца. У муравьев-жнецов яйца в камере появляются недели через две после того, как она построена. Первая кладка яиц окукливается спустя 2 – 3 недели,  а еще недель через шесть из них выводятся личинки. Месяц спустя первые личинки уже окуклились, а через две недели, то есть через 15 - 16 недель после «брачного» полета, в зародышевых камерах появляются первые рабочие, которые уже на следующий день приступают к исполнению своих обязанностей.

Опыты по выявлению возможности самки обходиться без пищи показали, что её внутренних запасов, при условии поедании собственного приплода, хватает на год. Так в опытах Г. Эйдмана самка-основательница Lasius flavus прожила после брачного полета, не получая пищи из вне, более 250 дней. Самка Camponotus Vagus в опытах А. Фореля (1848 – 1931) прожила без пищи 270 дней, в опытах В. Вилера (1865 – 1937) даже 373 дня. Самка Lasius Niger в опытах Э. Вассмана (1859 – 1931) оставалась живой, не получая пищи, 382 дня, а Messor Structor в опытах Н.Ф. Мейера (1889 – 1946) - 396 дней.

Из массы маток, поодиночке или гнездами замуровавшихся в камерах как зародыши новых семей, выживают лишь немногие. Доказано, что большинство погибает от голода и холода, от сырости, от хищников, от грибков.

Наблюдение за матками в лабораторных условиях в первый период формирования семьи обнаружило, что практически во всех случаях матки частично уничтожают свой первый приплод. Причём наблюдение проводилось за муравьями вегетарианцами, которые практически не используют в повседневной жизни животную белковую пищу.

Это событие так запечатлено в материалах кинохроники:
...Тело поднято, брюшко подогнуто вперед, голова склонилась к брюшку, из которого очень медленно выходит яйцо. Процесс длится больше минуты.
...Подхватив яйцо челюстями и передними ножками, самка поворачивает его из стороны в сторону и при этом старательно облизывает его.
...Подходит к пакету яиц, долго ощупывает его усиками и кладет новое яйцо на пачку ранее сложенных.
...Поднимает весь пакет и носит его по камере минуты четыре. Потом останавливается, кладет пакет на дно камеры, подгибает брюшко и откладывает еще яйцо, чистит его, сама чистится, обегает камеру, облизывает яйца в пакете.
...Еще одно яйцо снесено очень быстро. На этот раз оно не положено в пакет, как предыдущие. Матка долго носит его по камере, ни разу не облизав. Бросив его, самка занялась пакетом, в котором начала облизывать яйца.
...Оставив пакет, возвращается к брошенному яйцу, схватывает его и принимается высасывать, а выпив, съедает оболочку, поддерживая ее ножками.
...Прошло не больше минуты, яйцо выпито, и его оболочка доедена.

Последующие кадры кинопротоколов свидетельствуют, что самки не только сами поедают яйца, но могут кормить ими и личинок.

...Самка отложила яйцо, ощупывает его усиками, несет, держа в жвалах, к личинке, которую поглаживает и тормошит усиками до тех пор, пока та не начнет шевелиться. После этого самка подносит яйцо ко рту личинки, и та присасывается к нему...
...Яйцо, выпиваемое личинкой, постепенно сморщивается, тает. Время от времени самка ножкой наступает на яйцо, придавливает его. И вдруг, отобрав у личинки наполовину выпитое яйцо, самка передает его другой, соседней.
...Взяв из пакета яйцо, самка подносит его к личинкам, прокусывает и, сжимая ножками, подает одной из личинок, опять ощупывает ее усиками и тормошит до тех пор, пока та не подтянется к корму. Едва первая личинка накормлена, та же операция повторяется со второй, третьей. Минут через десять от яйца и следа не остается, оболочку доедает самка.

Рассмотренное поведение маток хотя и является типичным, но не единственным. Более цивилизационно развитые виды муравьёв реализуют иную стратегию формирования семьи. Так, молодые самки Ponerinae не замуровываются в камерах, а воспитывают потомство, совершая регулярные фуражирные вылазки. У них и яйца и тем более личинки остаются нетронутыми даже во время голодовок. [6.1] Самки из рода Myrmecia pavida, прежде чем основать новую колонию, тоже могут по многу месяцев совершать вылазки за кормом для себя и потомства. Однако гораздо чаще основательницы новых колоний живут скрыто, замкнуто и, заново построив или как-нибудь оборудовав себе норку, полностью отрезают новое жилье от внешнего мира.

Для понимания природы муравьиного каннибализма, которое явно противоречит акцогении, когда все действия конкретной особи должны быть направлены на развитие вида, четыре самки «Messor Structor», уже основавшие в садках свои семьи, были изъяты из них и перенесены в новые условия. Они сразу принялись прокладывать в земле ходы, вырыли себе по камере, начали откладывать яйца, однако на этот раз постепенно все поедали расплод, так и не успев его довести даже до возраста личинки.

Примерно то же получалось, когда молодых крылатых самок брали из родительского гнезда накануне брачного полета. Пинцетом самкам обламывали крылья, после чего они начинали вести себя, как оплодотворённые: вырывали камеру и откладывали яйца. Из них, однако, ничего не выводилось: если и вылуплялись личинки, то они быстро умирали. В естественных условиях у неоплодотворенной матки появляются самцы и самки неспособные к оплодотворению, но жизнеспособные.

Таким образом, проведённые эксперименты позволяют сделать вывод о том, что самка, начиная формирование новой семьи, испытывает стресс, который находит свою аналогию в поведении человека.

Оказавшись изолированной от внешнего мира, самка действует под влиянием врождённых инстинктов акцогении по воспроизводству членов новой колонии, но она не знает, хватит ли ей сил для выполнения этой своей природной задачи. Поэтому ориентируясь на собственное самочувствие, в определенный момент, под воздействием стресса она принимает решение об использовании приплода на удовлетворение своих индивидуальных потребностей. При этом перед ней стоит выбор, либо покинуть гнездо и самостоятельно найти за его пределами себе пропитание, либо воспользоваться уничтожением собственного приплода, нарушим тем самым природные инстинкты. Такое решение не может быть принято на уровне инстинктов, так как инстинкт должен был принудить её покинуть гнездо в поисках пропитания, но сохранить кладку. Но, не смотря на это, она принимает решение, которое вступает в противоречие с природным инстинктом. Для принятия такого решения у неё должна быть воля. Но воля это уже признак разума, наличие которого, мы видим в поведении маток в эксперименте по прерыванию уже начавшегося размножения новой семьи. В этом случае матка понимает, что её лишили семьи, но остановить начавшейся в ней процесс откладывания яиц она не может, но может уничтожить его результат. [7]

В этом свете мы может говорить о наличие разума у муравьёв, так как принимать волевые решения, которые противоречат природным инстинктам, и тем более их исполнять, можно только при наличии индивидуальной воли, которая не может существовать без разума. В дальнейшем анализ жизни муравьиной семьи даст не одно доказательство этому утверждению.

При этом возникает естественный вопрос, если разумная деятельность может быть реализована при наличии столь малого объёма мозга, которым обладает муравей, то насколько наше представление об исключительной разумности человека отражает действительность? [7.1]


Но вернёмся в гнездо, где зарождается новая муравьиная колониясемья. Начало своей продуктивной деятельности матка начинает с производства стерильного потомства - самок неспособных к парному оплодотворению. [8] Эта стадия продолжается на протяжении года, когда через 12 месяцев после первой кладки матка приступает к откладыванию яиц будущих самцов и продуктивных (полноценных) самок.

Наблюдение за матками в лабораторных условиях позволяет предположить, что матка определяет социальный статус своего потомства.

Учёные предположили, что практически все социальные способности муравьёв закреплены в их генном аппарате, но их самостоятельная реализация доступна лишь избранным, численность которых не превышает 5%. После того, как акцогенийные способности в отдельных особях просыпаются, они становятся доступными в наблюдении другим членам колонии, у которых эти способности довольно быстро переходят в навык, так как они не обучаются этим навыкам с нуля, а активируют свои акцогенные способности.


Из произведенных самкой яиц вырастают взрослые муравьи с определённой социальной ориентацией. Их процентное отношение в текущем помёте определяется также маткой. [9] Среди основных профессиональных ориентаций в  колонии можно выделить следующие:
- ближний круг матки в который могут входить её сёстры не создавшие собственных семей, в случае если они выделились в месте с «королевой», королевская прислуга, которая занимается всем необходимым для нормального функционирования матки;
- няньки, занимающиеся выхаживанием молоди из яиц;
- рабочие, они же строители, которые заняты на строительстве муравейника и обеспечивают все необходимые работы внутри него; разновидностью рабочих являются сельскохозяйственные рабочие, которые специализируются на растениеводстве, грибоводствое и животноводстве;
- кочегары, обеспечивают необходимый температурный режим, прогревая муравейник собственным телом;
- охрана, они же воины, обеспечивают защиту колонии от внешних врагов;
- фуражиры, доставляют пропитание в муравейник с окрестных территорий;
- разведчики, находят пропитание для колонии, но не занимаются его доставкой, их задача только сообщить фуражирам его местонахождение;
- резерв – муравьи, которые ничем не занимаются, а ждут мобилизации в профессии (кроме самцов и продуктивных самок) в которых по тем или иным причинам не хватает необходимой для нормального функционирования колонии численности;
- самцы, участвую только в оплодотворении продуктивных самок;
- продуктивные самки – будущие королевы новых колоний.

Поскольку разные виды муравьём находятся на разном цивилизационном уровне развития, то они обладают различными формами полиморфизна. Самые примитивные виды способны воспроизводить особей всего трёх видов: рабочие самки, самцы и продуктивные самки. Боле развитые виды освоили полиморфизм рабочих муравьёв. Так рабочие муравьи имеют небольшие размеры тела и очень развитый мозг. Солдаты наоборот имеют значительно большие размеры тела (в 3 – 5 раз больше рабочих), но при этом значительно меньший мозг. Еще более развитые виды производят специальных муравьев, чье тело используется для хранения продуктов или боевых химических веществ. Все эти полиморфные свойства закладывает в яйца матка во время их формирования.

После того как яйцо покидает тело матки она его смачивает своей слюной. Предполагается, что вместе с этой слюной яйцу передаются соответствующие гены, которые в будущем определяют социальный статус взрослой особи. [10]

Наблюдения за поведением муравьев в дочерних колониях позволяют сделать вывод о том, что матка при формировании генного материала который она передаёт будущим основательницам новых колоний, закладывает в него опыт, полученный материнской колонией.

Поскольку сама матка ни когда не покидает своей «родильной» камеры, то вся информация о накопленном опыте передаётся матке через обслуживающих её рабочих, а те в свою очередь получают её от фуражиров. Так Дебора Гордон из Стэнфордского университета совместно с Кристе Ингрэм из Колгейтского университета и Анне Пилко из Калифорнийского университета в Сан-Диего установила, что дочерние колонии обычно сокращают ф-ражировку в те же самые дни, что и давшие им начало родительские муравейники. Причём отмечено, что продолжительность жизненного цикла колонии прямо пропорциональна активности фуражиров. Чем ниже активность фуражиров, тем длинней жизненный цикл колонии, т.е. чем меньше колония тратит энергии на добывание пропитания, тем дольше она живёт. И эта информация акцогенийного поведения передается от одной колонии к другой через генный материал маток.


Весь цикл развития взрослой особи проходит 4 стадии.

Первая стадия (яйцо).
Форма яиц овальная, внешне напоминает капсулу прозрачного цвета. Размер каждого яйца не превышает 0,5 мм. Матка откладывает их группами, по несколько штук в специальном отсеке. Рабочие муравьи переносят яйца кучками в инкубатор. Сделать это легко, так как каждое яйцо покрыто липкой субстанцией. На протяжении месяца за ними присматривают няньки. Они защищают яйца от врагов, поддерживают влажность и температуру воздуха в камере на оптимальном уровне.

Вторая стадия (личинки).
Появившиеся из яиц личинки похожи на белых червячков. Они мало двигаются и не могут самостоятельно питаться. Их сортируют по размеру и распределяют в разные отсеки. Чтобы прокормить личинок, взрослые насекомые пережевывают пищу, затем отрыгивают им. Иногда червячкам приносят мелкие листья.

Третья стадия (куколка).
Личинка окукливается в течение 7 - 8 суток. Она перестает двигаться и не употребляет пищу. Некоторые виды муравьев снаружи оплетают себя коконом. Определить, что пищеварительная система насекомого сформировалась можно по черной точке, появившейся на конце тела. Это продукты жизнедеятельности, которые куколка начинает выделять. Третья стадия длится три недели.

Четвертая стадия (имаго).
Насекомое не в состоянии самостоятельно выбраться из кокона. В этом ему помогают взрослые насекомые, откусив верх оболочки. На свет появляется светлый имаго с мягкими частями тела. Внешне он похож на взрослую особь. В течение 2-3 часов муравей темнеет, покрываясь плотным хитиновым покрытием.

Когда имаго приступают к своей работе они распределяются по разным направлениям видов деятельности. Одни приступают к строительству по расширению гнезда, другие по добыванию пищи для матки и других членов колонии, третью к обслуживанию приплода.

Отныне все заботы о потомстве берут на себя «няньки». Они переносят пачки яиц в инкубаторы, где те вызревают до личинок. При кормлении личинок няньки в первую очередь кормят крупных, и по остаточному принципу мелких. Очевидно это связано с тем, что из крупных личинок производятся солдаты, разведчики и фуражиры обеспечивающие внешнюю безопасность колонии, а из мелких личинок рабочие для работы внутри муравейника обеспечивающие качество внутренней жизни колонии.

Таким образом, можно предположить, что акцогенийные инстинкты по сохранению вида у муравьёв сильнее ориентированы на противостояние внешним угрозам по отношению к внутренним проблемам колонии. На это же указывает и эксперимент по изъятию из колонии «разведчиков».

Первое потомство выхоженное маткой в изолированном гнезде, поколение голода и лишений - заметно мельче по размеру и менее жизнеспособны, чем их будущие сестры, воспитанные этой же семьей позже, когда она разрастется.

В первое время после рождения молодые муравьи ограничиваются работами по расширению зародышевой камеры.

Может пройти до 400 дней после того, как самка замуровала себя в подземной темнице, прежде чем в гнездо новой семьи впервые будет доставлен корм извне. К этому времени самка до предела изнурена. Однако едва начав получать корм от первых своих питомцев, она сразу оживает, а в повадках ее происходит коренная перемена. Она становится невероятно пугливой и при малейшей тревоге спешит укрыться подальше, поглубже. Совсем недавно в одиночку, без чьей-либо помощи строившая ходы и камеры зародышевого гнезда, она совершенно разучается рыть землю и облицовывать ниши. Совсем недавно без чьей-либо помощи воспитывавшая и выхаживавшая расплод, она совершенно теряет эти способности и превращается в живой орган яйцекладки.

***

В отличие от примитивной формы формирование новых колоний с помощью одиночных самок некоторые виды муравьёв освоили более цивилизационно развитую форму выделение новых колоний из уже действующих групповым методом. Так у домового муравья Monomorium pharaonis самки вообще не разлетаются, у них нет брачного полета. Когда разросшейся колонии становится тесно в перенаселенном гнезде, и она созрела для деления, высылают разведку на поиск жилья. Как только подходящее место найдено, часть муравьев откочевывает, уводя с собой несколько молодых самок, а их здесь всегда достаточно. Какое-то время эти отводки, развиваясь, поддерживают через рабочих связь с родительским гнездом, а затем отделяются от него, становятся самостоятельной семьей.


Любопытна переходная форма размножения у малайских муравьев Carebara diversa. Крупная, почти двухсантиметровая самка, отправляясь в брачный полет, уносит на себе несколько крохотных 2-3-миллиметровых рабочих. Пигмеи цепко держатся за волоски, покрывающие тело их крылатой сестры-великанши. С ней они улетают в небо, с ней зарываются в землю. Они помогают молодой матке обосноваться в зародышевой камере и вывести яйца. Вскоре в гнезде появляются мелкие волосатые личинки, позже - куколки, а там и первый рабочий муравей-крошка - дитя гиганта. «Это столь же неожиданно, как если бы в гнезде страуса вывелся цыпленок колибри», - заключает описание автор естественной истории этого вида муравьёв. Через несколько дней молодые рабочие-пигмеи отправляются на охоту и, доставив в гнездо первую добычу, принимают на свое иждивение громадину-основательницу.


Еще одной стратегией развития колонии является привлечение новой матки в уже действующую колонию. Так у красно-бурых лесных муравьев Formica polyctena молодая самка, совершив брачный полет, опускается чаще всего вблизи чужого гнезда этого же вида муравьёв, и рабочие муравьи, обнаружив её, переносят в муравейник. Предполагается, что незадолго до этого их собственная матка либо погибла, либо катастрофически снизила свою продуктивность. Возможно, что решение о привлечении сторонней матки принимают самки из ближнего круга действующей матки, отдавая приказ «разведчикам» о поиске новой матки.


Более драматично развивается стратегия плавной замены действующей матки маткой другого вида, которая никогда не производит рабочих муравьёв, а лишь будущих маток и самцов.
Распространенный в Европе вид муравьёв Anergates atratulus, не имея своих рабочих, живет в гнезде Tetramorium caespitum. Молодая самка Анергатес еще в муравейнике сочетается браком с одним из своих братьев. Затем покидает дом и в одиночестве отправляется в свадебное путешествие. Она не пытается строить свое гнездо, но разыскивает чужое.
Проникнув в гнездо Тетрамориум, она здесь полностью переходит на иждивение рабочих новой для неё колонии.
Вскоре в камерах муравейника Тетрамориум появляются первые потомки Анергатес. Хозяева выкармливают их наряду со своими. Затем самка Тетрамориум погибает при обстоятельствах, которые до сих пор не удалось с достаточной ясностью проследить, но, видимо, все же ее губит самка Анергатес. Теперь она одна плодоносит в муравейнике. Ее брюшко разбухает, округляется, она усердно производит яйца, из которых выводятся одни только самцы и продуктивные самки. Их безотказно воспитывают хозяева гнезда рабочие Тетрамориум - потомки таинственно погибшей матки.
Созревшие самки Анергатес отправляются тем временем в свадебное путешествие, находят новые муравейники Тетрамориум, в которых поселяются. В старом же гнезде все рабочие Тетрамориум стареют, изнашиваются, но смены им нет. И вот последние представители Тетрамориум в захваченном гнезде вымирают, обрекая на гибель и самку Анергатес.


***

Муравьиные колонии часто становятся домом для других насекомых. Так, жуки ломехузы живут и размножаются только в муравейниках. По своим размерам они чуть меньше муравьёв, как и муравьи, задирают брюшко и быстро бегают, подражая хозяевам. Когда жучок встречает муравья, он ударяет его по голове своими усиками, и даже если муравей торопится, он задерживается, и кормит ломехузу, отрыгивая пищу из своего зоба. Но основой этого симбиоза является экссудат вырабатываемый жуком.

Желтые щетинки ломехуз называются трихомами. Они располагаются по бокам первых сегментов брюшка. У многих насекомых, которые живут в муравейниках, имеются подобные трихомы, они находятся в различных частях тела. Например, у жучка-белоглазика, который селится в гнездах луговых рыжих муравьев, трихомы находятся на надкрыльях. А у некоторых жуков они располагаются на усиках.
Под трихомами находятся кожные железы, которые вырабатывают ароматическую жидкость, называемую экссудат. Это вещество по химическому происхождению близко к эфирам.

У муравьев пристрастие к экссудату такое же сильное, как зависимость человека от алкоголя и курения. Муравьи, также как и люди гибнут при чрезмерном увлечении этими веществами. Но некоторые исследователи считают, что из экссудатов муравьи получают не «дурманящий эффект», он в этом случае рассматривается как побочный, а витамины или прочие вещества, необходимые для развития. [11]

Ломехузы не просто иждивенцы в муравейнике, но они активно уничтожают муравьиное потомство. Так личинки ломехуз высасывают яйца муравьев и поедают их личинок, взрослые особи тоже могут поедать личинок, а муравьи спокойно наблюдают за таким грабежом. Но прожорливым ломехузам всё мало, и муравьи добродушно подкармливают их из собственного рта. Муравьи настолько усердно заботятся о личинках ломехуз, что своим чрезмерным усилием убивают многих из них. Таким образом, они, не подозревая спасают свой муравейник. Муравьи постоянно переносят своих куколок в более подходящие по влажности и температуре места. У муравьиных куколок кокон плотный, поэтому они спокойно переносят подобную транспортировку. Но ломехузы оплетают себя тонкой паутинной пряжей, она настолько нежная, что легко рвется в челюстях муравьев, при этом погибает большое количество куколок. Благодаря этому ломехуз в муравейнике не слишком много, хотя могло быть соизмеримо с численностью самих муравьёв.

***

Наблюдая за непрерывно снующими вокруг муравейника муравьями складывается впечатление, что все муравьи без исключения вовлечены в трудовую деятельность, но как показывают современные исследования в действительности это не так. Постоянно трудятся не более 3% состава колонии. 72% работают по сокращённому рабочему дню, находясь на работе от 20 до 50% всего рабочего времени и 25% работоспособных муравьёв вообще не работают. Причём когда неработающих муравьёв удаляют из муравейника, ровно столько же становится неработающими из ранее работающих муравьёв. Таким образом, четверть всей численности колонии всегда находится в безработном состоянии. К сожалению, социальный состав этой группы колонии в настоящее время не исследован, но ряд исследователей предполагает, что он состоит из слишком молодых и слишком престарелых муравьёв с невысоким уровнем профессиональных способностей, т.е. из наименее полезных членов колонии на текущий момент времени.

***

Наиболее интригующим вопросом в жизни муравьиной колонии является организации целенаправленной деятельности огромного числа особей без видимого единого руководства, как это устроено в человеческой цивилизации. Современные исследования позволили установить, что все муравьи действуют в составе небольших групп (аналог - бригада, отряд, звено и пр.) численностью от 5 до 12 особей.

Такая бригада всегда имеет бригадира, которым является двух-трехлетний муравей с необходимым профессиональным опытом. Состав бригады определяется задачами, которые она решает. Так, фуражная бригада состоит из опытного разведчика, он же является бригадиром, и нескольких фуражиров. Члены бригады работают только в своём составе и с другими бригадами не взаимодействуют.

Очевидно, формирование малых групп позволило муравьям развить свои когнитивные способности, которые были исследованы новосибирскими энтомологами во главе с профессором Ж.И. Резниковой. В результате этих исследований было установлен, что, не смотря на то, что муравьи в 10 раз медленнее человека предавали информацию, все же они могли обмениваться между собой довольно сложными информационными потоками. Было, отмечено, что длительность обмена информацией прямо пропорциональна её объёму.

***

Как показали исследования новосибирских энтомологов каждая профессиональная группа муравьёв обладает специфическим набором тех или иных черт характера. Так «пастухи» (рабочие занимающиеся разведением и содержанием тлей) отличаются осторожностью, при опасности прячутся в укрытия. Они не идут на прямые контакты с врагами (например, хищными насекомыми или муравьями из чужого гнезда), их исследовательская активность направлена на предметы, находящиеся в травяном и древесном ярусах, но не на поверхности почвы. «Пастухи» любопытны, сообразительны и упорны.

«Охранники» отличаются безрассудной храбростью, вцепляются во врагов мёртвой хваткой, не разжимая челюстей, даже если их перекусят пополам, чудес интеллекта при этом не проявляют и не слишком склонны к исследовательской деятельности. Если любопытство и проявляется, оно у них «заземлённое», то есть, направлено на предметы на поверхности почвы.

«Охотники» по своим психологическим характеристикам ближе к охранникам, чем к сборщикам пади, но они не такие «упёртые» и следят более или менее за сохранностью своей жизни. Так при проявлении агрессии в отличие от «охранников» она у них без крайней необходимости обычно не доходит до мертвой хватки.

«Разведчики», находят новые источники пищи и передают необходимую информацию о пути к ним фуражирам. Это интеллектуальная элита муравейника, очень малочисленная, их не более 2% от общей численности колонии. Оказалось, что эти «ребята» очень подвижны, в меру осторожны и в меру храбры, они лучше других находят и запоминают дорогу, а ещё - очень часто переключаются с одной деятельности на другую.

***

Новосибирскими энтомологами была проведена большая работа по исследованию соотношения врождённых и приобретённых навыков у муравьёв.
Так выяснилось, что выбор профессии у муравья определяется прежде всего его врождённым уровнем агрессивности, а также направленностью исследовательской активности. Можно сказать, что не муравей выбирает профессию, а профессия выбирает муравья.

«Охранники» проявляют свои бульдожьи качества, как только начинают выходить из гнезда, то есть, в возрасте 3 - 4 недель.

«Разведчиками» тоже рождаются, а не приобретают эти качества в «муравьиных университетах». Другое дело, что в этих «университетах» оттачивается опыт и приобретаются многие навыки. Те же «разведчики» учатся искать путь, запоминать ориентиры, составлять «мысленную карту» местности, взаимодействовать с группой фуражиров, которым они будут передавать информацию. Но вот обучиться всем этим премудростям могут только особи, имеющие к этому врождённую склонность.

«Пастухи» «доить» тлей умеют практически от рождения, они узнают своих симбионтов при первой же встрече, и им сразу известно, что с ними делать. Но в течение первого часа-двух после встречи происходит «доводка» этого сложного стереотипа поведения, движения становятся все более ловкими. Это не приобретение навыков как таковое, а своеобразная адаптация на ходу. А вот тонкостям взаимодействия в коллективе таких же «пастухов» им приходится учиться.

***

В большинстве муравейников отмечается профессиональная специализация даже внутри одной профессии. Так, среди «пастухов» есть «доильщики»: они щекочут тлей, обеспечивая тем самым высокие надои. А полученную продукцию транспортируют уже «пастухи-фуражиры».

Но наибольшее значение для жизни муравейника имеет специализация муравьиной элиты – «разведчиков». Так, для изучения особенностей этой группы муравьёв исследователи изъяли из лабораторной колонии всех «разведчиков», при этом условия содержания колонии не изменились.
Спустя некоторое время выяснилось, что, оставшись без интеллектуалов, муравьи забаррикадировались в своем гнезде и отказываются принимать пищу. Сначала некоторые еще выходили за едой и подкармливали остальных, но потом наступил тотальный бойкот. Насекомые начали вымирать. Прежде чем ученые спохватились и досрочно прекратили эксперимент, погибла чуть ли не половина муравейника. При этом в контрольном гнезде, откуда не забирали интеллектуалов, всё было нормально.

Таким образом, этот эксперимент показал, что не все профессии в колонии могут быть взаимозаменяемыми, с одной стороны, а с другой, роль разведчиков в колонии оказалась значительно шире, чем представлялась раньше.

Судя по стрессу, который пережила колония, «разведчики» распространяли среди членов колонии информацию не только о местах нахождения пропитания, но и в целом о состоянии внешней среды на предмет её безопасности. Оставшись без «разведчиков» у остальных членов колонии проснулся акцогенийный инстинкт избегания внешних контактов для сохранения собственной жизни, который и привёл муравьёв к смертельной самоизоляции.







[1] У некоторых видов брачный выход проходит дважды в году в начале и в конце лета.

[2] Справка: муравей способный к полёту имеет 5 глаз фасеточного строения: 2 больших и 3 маленьких. Несмотря на большое количество органов зрения, он не видит объекты и реагирует на предметы находящиеся в движении. Рабочие муравьи иногда имеют три упрощённых маленьких глаза, но чаще рабочие муравьи не имеют глаз вообще.
Муравьи, обладающие зрением, различают цвета в диапазоне длин волн короче красного, при этом красный свет они не видят и воспринимают его как темноту. В то же время они видят ультрафиолетовый свет, недоступный человеку.
Разрешающая способность зрения муравьёв многократно превосходит аналогичную способность человека. Они в состоянии различать контуры предмета и его цветовую гамму в тех случаях, когда человек может различить лишь тень движущегося предмета.
Основными информационными и коммуникативными каналами муравьёв являются запахи и тактильный контакт, которые у них реализованы в одном органе – антеннах на голове, что позволяет им их совмещать, соотнося тактильные ощущения с восприятием запаха, в результате чего любой запах ассоциируется у них с соответствующим тактильным ощущением.
Совсем недавно открыта способность муравьёв воспринимать звук в значительно более широком диапазоне волн, чем это доступно человеку.

[3] акцогения (от лат. «ас-сio» + гр. «ген», привлекать + ген) - генетическая предрасположенность мотивации поведения.
В соответствии с современными понятиями психических основ поведения, все представители животного мира, стоящие на эволюционной лестнице ниже человека, в своем индивидуальном поведении мотивированы соответствующей программой заложенной в них на уровне генов. Иными словами поведение любого животного от одноклеточного до млекопитающего генетически предопределено. Считается, что именно эта генетическая форма поведения является основным поведенческим стимулом в жизни муравьёв.

[3.1] Можно предположить, что матка расходует полученную сперму исключительно на воспроизводство самцов и продуктивных самок, в то время как воспроизводство рабочих самок она осуществляет методом партеногенеза.

[4] Небольшое количество самцов, не участвовавших в спаривании, выживает и остаётся в колонии на правах рабочих низшей касты, предположительно как носители резервного генофонда колонии.

[5] Несколько изловленных после брачного полета молодых самок жнецов «Messor Structor» поселили в маленькие, размером со спичечную коробку, с двух сторон остекленные клеточки, через основание которых проложены трубки для воды. Пока земля в гнездах была сухой, самки и не пытались строить зародышевые камеры, но стоило заполнить трубки водой, и земля увлажнилась, все начали поспешно рыть ходы вглубь. Самка чаще обосновывалась в нижней - третьей камере, выдавая этим свое тяготение к влаге. Как только воды в трубку добавляли, повышая, таким образом, влажность почвы в гнезде, самка переселялась выше, во вторую, менее сырую камеру.

[6] Этот процесс формирования первого гнезда повторяется на протяжении миллионов и миллионов поколений, что должно было бы привести к фиксации в генотипе муравьев соответствующий облик самки, так как она приступает к откладке первых яиц уже в изменённом виде. Но этого не происходит. Эволюционная биология объясняет этот феномен тем, что приобретённые во время подготовки маткой гнезда признаки являются результатом потери адаптивных способностей организма, поэтому они не закрепляются на генном уровне. В формировании генов доминирующую роль играют те признаки, который направлены на повышение устойчивости вида к разнообразию среды его обитания. Те же признаки, которые снижают адаптивную способность вида механизмом генообразования игнорируется, поэтому изменение внешнего вида матки во время подготовки первого гнезда в наследуемые признаки никогда не переходит.

[6.1] Этот вид муравьёв считается примитивным, во-первых, как раз из-за условий формирования новой семьи, исключающий каннибализм, а, во-вторых, из-за того что этот вид не создаёт многочисленных колоний, а живёт не большими семьями численность от 10 до 100 особей. Очевидно, именно эта колониальная компактность и сформировала у этого вида бережное отношение к потомству, характерному для более развитых животных. Это позволяет рассматривать их не как примитивный вид, а наоборот, как более цивилизационно развитый.

[7] Следует отметить, что чувствительность муравьёв к стрессу сопоставима с человеческой. Добра Гордон работая в Финляндии провела эксперимент по созданию стресса у фуражиров, перекрывая им традиционные маршруты к источникам пропитания. Возвращаясь домой после подобных происшествий, они сообщали об этом муравьям, которые не покидали муравейник и те приходили в возбужденное состояние от полученной информации, не смотря на то, что пропитание все же было доставлено по назначению и само происшествие потеряло свою актуальность.
Этот эксперимент показал, что муравьи испытывают стресс не только от самой ситуации, в которой они оказываются, но и от информации об этой ситуации. Сама способность передачи информации о происшествии, вместе со способностью переживать от информационных образов происшествия, даёт основание утверждать о наличии у муравьёв разума, не смотря на небольшое число нейронов их мозга, которое оценивается специалистами на уровне 500 тысяч.
Гордон так же обнаружила, что у более молодых колоний было больше чрезмерных реакций на ее препятствия, чем у более старых. Это напоминает реакцию подростка на раздражитель, который во взрослом возрасте практически никого не беспокоит.

[7.1] Очевидно биологические основы разумной деятельности надо искать у более примитивных животных организмов. Так, например, паразиты-яйцееды, демонстрируют способность управлять всеми основными функциями жизнедеятельности, включая полет и поиск хозяина, т.е. адаптироваться в сложной постоянно меняющейся среде, при помощи всего 7400 нейронов во всей ЦНС. Причём она состоит у них из одних отростков, нейроны у них безъядерные.

[8] Стерильные самки при этом сохраняют способность к яйцекладке без оплодотворения. Из произведенных ими яиц вырастают такие же стерильные самки, которые могут относиться только к касте обслуживающих муравьёв.

[9] Существует гипотеза, согласно которой, социальный состав семьи определяется условиями кормления матки, которое регулируют обслуживающие её муравьи. Возможно это более верное предположение, так как в группе обслуживающих муравьёв может существовать должность «администратора» отслеживающего фактическое состояние колонии и управляющего процессом формирования семьи через регуляцию питания матки. Такая стратегия является более оперативной при необходимости откликаться на быстроменяющиеся условия среды обитания колонии, нежели стратегия акцогенийного формирования социальной среды муравьиной семьи.
Кормя самок, кладущих яйца, а также облизывая яйца, воспитывая личинок всех форм, рабочие особи воздействуют, таким образом, и непосредственно на самок, и тем самым на новые акцогенийные признаки и инстинкты новых поколений. Иными словами матка собирает всю самую свежую информацию о полезных и бесполезных морфологических модификациях в колонии и закрепляет её в акцогении всей колонии. Так особи, не способные к размножению, приобретают новые качества в новых поколениях воспроизведенных маткой.

[10] Когда учёные наблюдали каннибализм молодой матки, они обратили внимание, на то, что значительно чаще других она уничтожала более крупные яйца, из которых в последствие вырастали солдаты. При этом значительно меньше поедались яйца рабочих муравьёв.

[11] Поведение муравьёв в отношении ломехуз указывает на то, что получаемое от них вещество является сильным стимулятором центров удовольствия в их нервной системе, поэтому не исключая питательности и биоактивности экссудата его следует рассматривать как аналог наркотика.