Почему они не знают покоя

Почему они не знают покоя

Как же рождается, как появляется на свет такой одушевленный атом? Узнать об этом нам помогут искусственные стеклянные и гипсовые гнёзда, в которых муравьи содержатся под наблюдением.

Два листа стекла на расстоянии не менее сантиметра один от другого заделаны в пазы узких деревянных реек. Рейки утоплены основаниями в продолговатую гипсовую пластинку, а вдоль всех её четырех краев проточена канавка, заполненная водой. Ни один муравей такой преграды не преодолеет, здесь они как бы на запоре и вместе с тем почти полностью предоставлены себе. Заселить такой садок очень просто: в открываемое сверху пространство между стеклами насыпают труху из муравьиной кучи и выпускают туда муравьёв, собранных на поверхности и в глубине того же гнезда.

А вот как собрать этих муравьёв? Ни ложкой, ни вилкой их, как говорится, не ухватишь. И пинцет тут мало поможет: пинцетом муравьёв только покалечишь. Тут требуется усовершенствованная ловушка, вроде банки, сквозь крышку которой пропущены две трубки. Одна стеклянная, открытая с обеих сторон, вторая — резиновая; конец её внутри банки зарешечен. Наружный — с наконечником — берут в рот. Стоит слегка втянуть воздух из наконечника — и в банке образуется вакуум, а у наружного конца открытой стеклянной трубки рождается воздушный ток, увлекающий в ловушку муравья, к которому поднесена труба.

Таким способом (но только понемногу, чтобы они друг друга не потравили кислотой) можно набрать сколь угодно муравьёв, а затем высыпать их в садок через обычную воронку.

Если заселение гнезда проведено умело, то вертикальная прозрачная пластина-садок выглядит как вертикальный срез через весь муравейник, а муравьёв можно наблюдать с обеих сторон. Местами садок просматривается насквозь. Закончив наблюдения, стеклянные стенки гнезда следует прикрыть светонепроницаемыми тёплыми или даже чуть-чуть обогреваемыми электричеством ставнями.

По стеклянной трубке, ведущей из гнезда, муравьи могут выбегать на арену, тоже обрамленную широкой, полной воды канавкой.

Конечно, такой двухмерный плоскостной муравейник с ареной существенно отличается от природного объёмного гнезда и окружающей его площади, но в какой-то мере и он устраивает переселенцев.

Муравьи быстро привыкают к новому месту и начинают усердно благоустраивать его: носятся во всех направлениях, перекладывают с места на место обломки хвоинок и растительные волокна, пластинки коры и частицы сухих травинок, песчинки и комочки земли, какие-то едва видные крупицы древесины и нечто совсем уже неопознаваемое, однако тоже служащее здесь строительным материалом.

Расположение камер и ходов в искусственном гнезде все время меняется. Ниши, пустоты, вчера ясно различавшиеся, сегодня наглухо забиты. В тех участках, где сегодня и намека нет на просвет, назавтра обнаруживаются полые камеры.

Кроме чисто стеклянных гнёзд, в лабораториях используют и прикрываемые стеклом гипсовые полые плитки, лишь слабо напоминающие плоский вертикальный срез через муравейник. Однако там, где у муравьёв есть строительный материал, даже учесть «на глаз» население гнезда невозможно. Поэтому не удивительно, что в исследованиях часто применяется третий тип гнёзд — без всякого строительного материала и каких бы то ни было его заменителей. Здесь все муравьи на виду.

Гипсовое гнездо для молодой самки может быть не крупнее спичечной коробки, а плитки размером с пачку сигарет достаточно для матки с несколькими десятками рабочих. В плитке делают ниши-полости, где и живут насекомые. Наиболее простое гипсовое гнездо состоит из двух сообщающихся камер: в одной — влажная губка, в другой — муравьи, а сверху смотровое стекло, которым прикрыты полости.

Гипс для пластинок — не обязательно белый: в зависимости от окраски самих муравьёв их удобнее наблюдать и фотографировать на фоне контрастного цвета. Когда заселенная часть гнезда загрязнится, а этого долго ждать не приходится, губку из первой камеры удаляют и стекло над ней затемняют крышкой, снятой с жилой камеры. Муравьи, уходя от света, сразу перекочевывают в темную половину, освобождая своё прежнее жилье для уборки и дезинфекции.

Там, где муравьи разных форм и возрастов содержатся «навалом» — в одной камере в одинаковых условиях, они недолговечны. Во много раз дольше живут обитатели гипсового гнезда, которое вдоль края плитки прорезано водным каналом, а внутри все источено лабиринтом разновеликих, вернее разномалых, камер.

Чем выше, тем дальше от водовода расположена камера, тем она суше. Когда муравьи имеют возможность выбирать подходящие для них условия влажности — разные в разных камерах, — продолжительность их жизни заметно возрастает. Однако чистить ниши в плитке трудновато, и потому рано или поздно сюда проникает губительная для муравьёв плесень.

Чтобы избавиться от нее, над каждой камерой вырезают неглубокие пазы для покровных стеклышек. Здесь стекла свободно снимаются, так что камеры легче убирать и чистить, и муравьи живут дольше.

Еще лучше приживаются муравьи в вертикальных гипсовых блоках, если в них, кроме пронизывающей основание водной трубки, проложены с двух сторон вентиляционные каналы с зарешеченными люками. Особый ход ведет в пристраиваемую сбоку съемную стеклянную кормушку.

Муравьи-вегетарианцы (например, Тетрамориум цеспитум) получают в корм ячменное зерно и подсолнечные семена; плотоядные (скажем, Тапинома) — мертвых насекомых или мясную стружку; хищники-охотники (вроде Формика) — гусениц, личинок. Мед, сахарный сироп, сахар включают в любой рацион: от них ни один муравей не откажется. Обитатели гнёзд быстро приучаются приходить за кормом и безошибочно пользуются «туалетной» камерой. В гнезде с вентиляцией, со съёмными кормовыми камерами и уборными, где поддерживается чистота и нет плесени, муравьи могут жить годами.

Но исследователю недостаточно просто наблюдать течение жизни в гнёздах, у него есть свои вопросы к муравьям. Чтоб получить на них ответ, он ставит в лаборатории специальные опыты, для которых особенно удобны стеклянные конструкции из сосудов, колб и пробирок, по-разному соединенных между собой стеклянными трубками. Один поворот стеклянного же крана связывает или, если требуется, отключает разные части гнезда. Торфяные контейнеры, куда извне подается вода, поддерживают в системе заданную влажность. Кроме того, здесь пристроены всевозможные кормушки, а в стороне от жилой части — камеры-уборные. Применяются, конечно, разные устройства для затемнения и, наоборот, освещения отдельных участков и прочие новшества лабораторной техники. Одно из новшеств такого рода — сооружения с ареной-мирмекодромом, куда проложены выходы из искусственных гнёзд с муравьями одного или, если надо, разных видов. Тут и растения, поставляющие корм самим муравьям или насекомым, которыми муравьи питаются. Таким образом, каждое гнездо в отдельности служит для изучения муравьёв, а все устройство в целом позволяет наблюдать отношения между разными их семьями, разными видами, между муравьями и растениями, муравьями и питающими их насекомыми.

Существенным дополнением к этим гипсово-стеклянно-торфяным конструкциям со стадионом служит метка насекомых. Правда, муравьи для такой операции малопригодны, однако и их клеймят цветным тавром, применяя клеевую краску. Размеры насекомого не позволяют ставить на грудь и на брюшко больше чем по одной цветной точке, но если воспользоваться четырьмя красками, удается перенумеровать изрядное число муравьёв. Самыми броскими красками оказались белая, желтая, красная, серебряная; синяя и зеленая быстро выцветают, становятся неразличимы.

Краска в капле клея и тоненько подстриженная на конус кисточка — вот как будто все, что требуется. Да, но муравья приходится помечать дважды — в грудь и в брюшко, а он не дожидается, пока кисточка дотронется до него вторично. Проще всего для этой операции усыплять насекомых углекислым газом — самым безвредным из наркозов, применяемых энтомологами. Бодрствующих тоже удается помечать, но не в жаркую пору, когда насекомые особо подвижны и суетливы, а по утрам и к вечеру, особенно в прохладные дни. Тогда они движутся медленнее, а если к тому же увлечены едой, то и вовсе кажутся временами застывшими на месте, чуть ли не бесчувственными.

Метку, нанесенную на молодого муравья, следует время от времени подновлять, так как она сама стирается, да и старые муравьи её слизывают, смывают, сгрызают. Надо помнить, что неудачно нанесенная краска, просыхая, сковывает брюшко, мешая муравью дышать.

Но даже когда краска нанесена удачно, многие из насекомых выразительно проявляют неудовольствие: извиваются всем тельцем, приподнимаются на передних ножках, принимают угрожающую позу, иногда выбрызгивают заряд яда, даже покидают кормушку, уходят и подолгу не успокаиваются.

Остается добавить, что в исследованиях применяется и групповая (группа может быть довольно многочисленной) и персональная, индивидуальная нумерация.

Конечно, в этом поневоле сжатом рассказе об азах мирмекологической техники все звучит просто. На деле же каждая малость требует бесконечных упражнений, тренировок, терпения, настойчивости. Особенно необходимы эти качества в длительных наблюдениях за муравьями и не только с момента появления на свет в виде взрослого, совершенного насекомого — имаго, а начиная с той поры, когда имаго (по-русски образ) ещё только предсуществует в виде своих ранних фаз: яйца, личинки, куколки.

Снимем с заселённого и обжитого стеклянного гнезда утепляющие его ставни и подождем, пока уляжется суматоха. Здесь и в одном из нижних участков среди источенной ходами хвойной трухи и слежавшегося смолистого мусора спряталась маленькая, почти незаметная камера. Вот, кажется, мелькнуло тут особо сочное, необычно блестящее, словно лакированное, округлое брюшко.

Со временем удается рассмотреть и все насекомое, заметно более крупное, чем остальные муравьи гнезда. Это самка — матка семьи, царица.

Последим за ней повнимательнее. Терпение наблюдателя вознаграждается, если ему удается увидеть, как насекомое, приподнявшись на длинных ножках, изгибается и, выдвинув вперед брюшко, напряженно поводит им, выжимая из себя что-то маленькое, еле заметно белеющее. Через Мгновение вокруг уже суетятся забежавшие в камеру рабочие муравьи: они быстро поглаживают усиками самку, облизывают её язычком, а один жвалами снимает с конца брюшка белую, тускло поблескивающую точку. Муравей на какую-то долю секунды замирает, и тогда удается рассмотреть, что в жвалах у него яйцо.

Не будем теперь упускать его из виду. Если он все же потерян, подождем следующего, последим за третьим, понаблюдаем, наконец, за двадцатым, пока не увидим, как снесенное яйцо доставляется в другую камеру. Здесь оно кладется на комочек белой крупицы, которая именуется пакетом.

У большинства муравьёв яйца характерной продолговатой формы, у высокоразвитых листорезов они округлые, а у некоторых примитивных видов — почти палочковидные. Размеры яиц, отложенных даже одной и той же маткой, не всегда одинаковы, однако и самые крупные — не более полумиллиметра в длину, обычно же гораздо меньше. При всех условиях пылинка эта в сотни, в тысячи раз крохотнее тех сравнительно крупных светлых овальных телец, которые многие, конечно, видели и которые часто именуют муравьиными яйцами, хотя это куколки в коконах.

Итак, на свет появился ещё один зародыш муравьиной жизни. Через какой-то срок — разный у разных видов — он развивается во взрослое насекомое.

А пока пакет склеенных яиц лежит в углу, среди мусора, словно беспризорный. Это не то, что в улье, где каждая особь развивается в отдельной ячейке, капитально отремонтированной, вычищенной и до блеска вылизанной язычками рабочих пчел, без чего матка просто не удостоит её своим посещением: заглянуть внутрь — заглянет, но брюшко не введет и яйца не отложит.

В муравейнике ничего похожего на это нет. В момент появления на свет яйцо подхватил находившийся поблизости муравей и унес в соседнюю камеру или дальше. Здесь влажно мерцают и даже светятся склеенные в пакеты десятки других яиц. То и дело к ним подбегают рабочие. Кто быстро облизывает пакет, кто подолгу перекладывает его, собирая по-новому, а кто, взяв из кучки яйцо, носит его, потом опять возвращает на место.

Движенье, движенье… Эта классическая музыкальная фраза слышалась уже и в суете перестройки гнезда, а здесь, в ритме посещений пакета муравьями-няньками, звучит в полную силу. Чем старше яйцо, тем меньше ему покоя, тем чаще и бесцеремоннее его тревожат.

Как только яйцо отложено, его сразу начинают кормить. Пусть это не покажется оговоркой. Муравьи-няньки действительно не просто перебирают и перекладывают яйца, они их лижут, и дело здесь не в особой чистоплотности муравьиного рода. Слюна муравьёв содержит питательные вещества. Они проникают сквозь оболочку, и яйцо постепенно увеличивается в объёме. Выходит, в отличие от яиц многих насекомых, муравьиное яйцо в том виде, в каком оно подхвачено рабочим-повитухой», ещё не содержит всего количества питательных веществ, необходимого для созревания личинки. Благодаря облизыванию яйца «разрастаются», а одновременно слюна, обладающая бактерицидными свойствами, убивает на оболочке споры губительной плесени и склеивает яйца в пакеты.

Похоже, высокая плодовитость муравьиных самок в какой-то мере зависит от того, что сами яйца сравнительно невелики. Необходимость поддерживать скрытую в яйце искру жизни наложила отпечаток на весь уклад муравьиной семьи.

Из созревшего яйца вылупляется личинка. Она настолько мала, что её движения для невооруженного глаза незаметны. Впрочем, муравьи-няньки обнаружат и унесут её из пакета яиц в пакет молодых личинок. С помощью увеличительного стекла удается рассмотреть, что желто-белый червячок-личинка состоит из 12 колец, что она безглаза, безнога, что у нее только намек на усики, но зато рот выразительно говорит о прожорливости.

Тело личинки покрыто как бы щетинкой из разнообразно изогнутых, закрученных, хорошо пружинящих волосков. Эти микроскопические рессоры предохраняют личинку от повреждений, когда муравей берет её в жвалы. К тому же мохнатые личинки в пакетах не склеиваются, не соприкасаются самими телами, а как бы сваливаются, переплетаясь волосками так, что дыхальца, через которые проходит воздух, остаются открытыми и дыхание не нарушается.

Личинки одного вида муравьёв имеют на спине петельки, и няньки подвешивают их к потолку камер, у других — личинок волосками-крючочками прикрепляют к стенкам гнездовых ниш. Но чаще всего они содержатся в пакетах.

Кормятся личинки обычным способом и, поглощая уйму пищи, растут во много раз быстрее, чем яйца. Рабочие муравьи производят для личинок богатую витаминами жидкую пищу. Если в опыте к искусственному корму добавить дрожжи, то личинки начинают расти действительно как «на дрожжах».

У наиболее примитивных видов личинки питаются той же пищей, что и взрослые. Еще беспомощные, почти недвижимые, они уже в первые часы жизни успешно справляются с сухим кормом, будь то частицы тела насекомых или крупинки зерен. Взрослые рабочие бросают питательные крохи в камеры гнезда, а личинки растворяют их сильным, быстродействующим ферментом и затем всасывают.

Поглощенная личинкой пища усваивается далеко не полностью, однако в пакетах личинки не пачкают друг друга. Отбросы скапливаются в теле и извергаются только перед окукливанием в виде фекального шарика — мекония, который рабочие муравьи уносят в склад нечистот или сразу удаляют из гнезда.

Уже лет двести известно, что взрослые муравьи выкармливают яйца и личинок, но лишь сравнительно недавно открыто, что и личинки кормят взрослых муравьёв выделениями, сочащимися сквозь хитиновые покровы тела. Эти выделения и слизывают муравьи. Нет числа наблюдателям, писавшим о хлопотливости и нежности муравьёв-нянек, которые по сто раз на день облизывают и переносят с места на место своих воспитанниц. Теперь доказано, что в основе этой работы лежит личная потребность.

Один из первых исследователей муравьиной жизни Пьер Губер говорил, что эти насекомые, ничуть не робкие, сами часто не обращают внимания на капризы непогоды, но проявляют исключительную заботу о личинках. Они прячут эти деликатные создания от малейших колебаний атмосферы, приходят в тревогу от любой могущей угрожать им опасности; кажется, они ревниво оберегают их даже от наших взглядов.

Известно, что муравьи не без основания перебрасывают расплод из камеры в камеру, из сухих или светлых мест в сырость и тень. Похоже, личинки многих из них в сухих условиях и на свету перестают производить столь привлекающие взрослых выделения, и няньки именно поэтому уносят молодь из освещенных камер. Когда в опытах кормилицы отдавали личинкам специально подкрашенную пищу, то вскоре можно было видеть, как другие рабочие слизывают с их телец окрашенный выпот. Зобики многих муравьёв бывают заполнены этим кормом. Таким образом, личинки служат как бы частью желудка семьи, в них подготовляется, становится усвояемой пища для взрослых сестер.

Такое встречное питание, обмен пищей или выделениями кормовых желез, взаимное кормление разновозрастных членов общины — особей разных поколений или разных форм — именуется в науке трофаллаксисом. Это важное слагаемое сплачивающего семью обмена веществ.

Удивительные вещи были открыты, когда внутрисемейный обмен стали изучать с помощью радиоактивных изотопов. Этот метод позволил детально проследить путь пищи в семье. Рабочий-фуражир рыжего лесного муравья, до отвала нагрузившийся кормом с примесью активного фосфора, возвращался в гнездо и тут же отдавал добычу примерно десятку муравьёв, а те, в свою очередь, делились полученным с другими. В конечном счете корм, принесенный одним фуражиром, распределялся за короткий срок среди доброй сотни муравьёв, в том числе и среди молодых крылатых. То же наблюдалось, когда подопытным муравьям иглой впрыскивали меченый фосфор в брюшко: пища не оставалась здесь, а кругами расходилась в недрах семьи. С разной скоростью в семьях разных муравьёв расходился и корм с радиоактивным йодом. Чем совершеннее вид муравьёв, тем быстрее идёт в семье обмен веществ и равномернее распределяется добыча.

Но вот личинка завершает рост и начинает окукливаться. Она выпрямляется, становится жесткой и у большинства муравьёв заматывается в серо-желтый кокон из плотного шелка. Иногда няньки заблаговременно перетаскивают выросших и созревших личинок в глубь гнезда, где поспокойнее. Когда кокон готов, те же няньки отрезают шелковые нити, которыми он прикреплен к комочкам земли, и, очистив от песчинок и пылинок, уносят в коконохранилища.

Существуют муравьи, у которых куколки голые, например живущие на деревьях Экофилла смарагдина. Есть и муравьи, только частично окукливающиеся в коконах.

Совершенно белые и почти прозрачные, словно вылитые из тонких пленок стеарина, куколки со временем мутнеют, становятся рыжеватыми, а потом и совсем темнеют.

Коконы с созревающими куколками рабочие муравьи поднимают ближе к выходу или на поверхность, иногда выносят и за пределы муравейника, а через какое-то время возвращают снова в гнездо.

Перетаскивание расплода может показаться и суетливым, и беспорядочным, однако доказано, что молодь в муравейнике размещена отнюдь не произвольно.

В застекленном гипсовом блоке, пронизанном ходами и полостями, содержалась небольшая семья Соленопсис фугакс. В гнезде было 33 камеры. В день обследования 14 из них занимали куколки, 1 — дозревающие куколки и личинки, 7 — личинки рабочих среднего возраста, 5 — взрослые личинки крылатых, в одной обитала матка, 4 — оставались незанятыми; итого 32. Последняя по счету — 33-я камера находилась в самом сухом районе гнезда, далеко от камер с расплодом. Она оставалась необжитой: муравьи заходили сюда только ненадолго. Гипс здесь так быстро потемнел и загрязнился, что не приходилось сомневаться относительно назначения камеры. Сюда муравьи сносили и фекальные шарики, выброшенные окукливающимися личинками, и пустые коконы, и прочий мусор из всех углов гнезда.

Сквозь основание гнезда, заселенного Соленопсисами, проходила трубка с водой, и в разных камерах на разных расстояниях от нее влажность была разной. Личинки разного возраста и куколки испытывают неодинаковую потребность во влаге, и все же температура важнее для развивающихся насекомых. Таким образом, когда няньки с места на место, из ниши в нишу, из камеры в камеру переносят молодь — куколок, пакеты яиц или личинок, они как бы кормят их теплом и прячут от вредного холода, снабжают влажностью и уберегают от вредной сухости.

И дело здесь не только в погоне за потребными физическими условиями. Если автоматически поддерживать, казалось бы, наилучшую для развития постоянную температуру и устойчивую влажность, то муравьиный расплод будет очень туго инкубироваться. Само перемещение и, главное, связанная с ним смена условий стали, видимо, обязательны для развития.

Итак, ни яйца, ни личинки, ни куколки не предоставлены самим себе. Каждый муравей как бы трижды появляется на свет, и всякий раз, как правило, с помощью старших рабочих. Один рабочий муравей принимает только что снесенное самкой яйцо, другой переносит вылупившуюся из яйца крохотную личинку и присоединяет её к живому пакету. И, наконец, ещё какие-то муравьи вскрывают кокон — ведь когда созревшему насекомому приходит пора освободиться от шелковой рубашки, челюсти его обычно слишком мягки. Даже старшие муравьи не без труда разрывают извне прочную оболочку кокона, помогая своему сородичу покинуть колыбель. Они делают это хотя и без особых церемоний, но и не причиняя никакого ущерба, что очень важно: муравей ещё нежен и хрупок.

Если из кокона выходит самец или самка (их коконы крупнее), муравьи-няньки расправляют новорожденным слежавшиеся перепончатые крылья.

Сказанное может убедить, что судьбу расплода определяют лапки и жвалы рабочих муравьёв. Однако ещё в большей мере будущее молоди зависит от язычка тех же рабочих.

Рассказ о главных свойствах и особенностях взрослых членов муравьиной семьи осталось дополнить напоминанием ещё о некоторых отличиях самцов и самок от рабочих.

Самцы и самки лишены некоторых желез, обязательных у рабочих; жвалы их устроены по-другому, язычок очень короток и зобик совсем не тот. Надглоточный нервный узел сильнее всего развит у рабочих, у самок — несколько слабее, у самцов — совсем плохо.

После всего сказанного надо объяснить, что же помогает учёным опознавать и различать муравьиные виды, как ориентируются они в массе непрерывно выявляемых форм. Это трудное дело лежит на обязанности систематиков.

Учась находить и прослеживать отличия в строении и в особенностях образа жизни разных видов, специалисты рассортировывают всю массу муравьёв, обитающих на Земле, на пять больших колен, именуемых подсемействами (запомним, впрочем, что далеко не все согласны с таким делением: одни считают, что подсемейств не больше трех, другие — что их не меньше десяти).

Каждое подсемейство состоит из сходных родов, а род, в свою очередь, формируется из сходных видов.

Систематики указывают разграничительные линии, по которым пролегают рубежи отдельных видов, и поддерживают порядок в их наименованиях. Это тоже не так просто: ведь ни одна вновь открываемая форма не имеет готового названия.

Присваиваются же названия не произвольно и не по вдохновению; одновременно должен быть определен и род, к которому новый вид относится.

Перечислим эти странно звучащие для непривычного уха названия подсемейств:

1. Дорилиды, среди которых наиболее известны роды Дорилюс, Эцитон.

2. Понериды со знаменитыми родами Понера, Мирмеция.

3. Мирмициды с родами Мономориум, Мессор, Феидоле и многими другими.

4. Криптоцериды с родами Атта, Акромирмекс.

5. Формициды, которые, кажется, богаче всех выдающимися родами, такими, как Формика, Кампонотус, Лазиус, Экофилла, Полиергус и многими другими.

Но это все названия только подсемейств и родов, а названия видов и разновидностей звучат, по крайней мере, в два раза более сложно, поскольку вторая половина этих названий ничуть не проще, чем первая.

Однако что же делать, придётся их запомнить.