Ещё раз формика руфа
Ещё раз формика руфа
Нет у него органов слуха, но в остальном муравей оснащен весьма совершенно. Глаза, для которых красный свет – тьма, но зато видящие все, что происходит в ультрафиолетовой части спектра, в общем-то не слишком зоркие (а у некоторых их даже нет), служат для поисков пищи, стройматериалов, для узнавания друг друга. Глаза играют главную роль, например, в случае, когда разведчик, найдя добычу, начинает мельтешить вокруг нее: эти движения быстро привлекают товарищей. (Явление это называют кинопсисом.)
Следующий и, конечно, главнейший орган у муравьев – усики. Простенький с виду приборчик, собранный у разных видов из разного количества члеников (4-15), выполняет и осязательные функции (причем запах муравей воспринимает объемно – у него стереоскопическое обоняние!).
То, что муравьи общаются при помощи своих усиков – антенн, может заметить каждый. Усиками об усики стук-стук, и вот уже принято какое-то решение, и побежали! Есть у них и «язык жестов», впервые описанный советским ученым П. И. Мариковским (смотри его книгу «Мой веселый трубачик»).
Ученые, конечно, уже пробовали в лабораториях посылать муравьям разные сигналы, пытались даже воздействовать радиоактивными излучениями. Но пока что, кроме паники, какая бывает при ночной бомбежке, никаких других действий от них не добились. Муравьи нас не понимают. Сами-то они понимают друг друга превосходно, и пример тому – строительство муравейника.
Гнезда муравьев, кроме всем знакомых хвойных куч, бывают самые разные. Из картона. Из пня. Из хвои. Из черешков листьев. Даже из мелких камешков. Иногда гнезда расположены просто в трещинах древесины или в щелях между камнями.
Тропические муравьи – экофилы выделениями клейких желез своих личинок буквально сшивают наружные листья кроны дерева и живут внутри получившейся сферы. Некоторые муравьи в открытых местностях охотно поселяются под валяющимися камнями, чем оказывают ценную услугу земледельцу: камень в конце концов проваливается сквозь разрыхленную ими почву. Никого не удивишь, что в лесу, под елкой, – внушительное сооружение. Все знают, трудолюбивы муравьи, причем в крупном гнезде их миллион. Каждый по палочке, вот и куча.
Зиму муравьиная община провела в многочисленных камерах гнезда, под землей, в полном оцепенении.
Весной зашевелились… И. Халифман в своей книге описывает изумительный механизм пробуждения муравьев. Вначале просыпаются разведчики. Они верхние на клубке (последними, значит, заснули осенью, замуровав выход из камеры). Вот они пробираются наверх, греются на солнышке, а когда панцири у них раскаляются, спешат вниз и таким образом приносят частичку тепла своим спящим товарищам. Те, почуяв тепло, тоже начинают шевелиться, события полезно ускоряются.
И начинается и день, и целое лето охотничьих подвигов и трудовых свершений. Гнездо все более обретает запутанность, сложность, непонятность, неразборчивость, неповторимость и, однако… черты воплощенного типового проекта. Да, да, при всей неразберихе магистралей, тоннелей, камер каждый муравейник все-таки типичная постройка определенного вида.
Вокруг пня, от которого через несколько лет мало что осталось, возведен муравейный город формики руфа, рыжего лесного муравья. Мать-основательница в глубине, в подземельной тьме, исправно несет яйца (некоторые исследователи утверждают, что ее плодоносность может достигать 7 миллионов яиц). Вокруг хлопочут помощники: одни ее кормят, другие чистят, третьи заняты уходом за яйцами, четвертые перетаскивают окуклившихся личинок в камеру повыше, где за ними будут ухаживать пятые; шестые суетятся возле куколок – это в камере, расположенной еще выше; седьмые несут бдительную вахту в камере под самой крышей.
Эта схематическая картина муравейника до крайности осложнена бесчисленным множеством тоннелей для пешеходов, вентиляционными магистралями, системой водоотводных каналов, окружающих муравейник, в вёдро сухих, но великолепно работающих, когда дождь пытается промочить этот город.
Муравьи не любят сырости и с великим тщанием следят, чтобы влажность в их доме держалась только такая, какая нужна. Муравьи даже крышу купола регулярно перетряхивают, иначе не избежишь плесени…
Километры наземных и подземных магистралей (последние тянутся иногда на десятки метров в стороны), миллионы деталей величественного здания – все это требует бесконечных «найти», «собрать», «прокопать», «склеить», «поднять», «вознести», «увеличить», «расширить»… Семья-то растет! В сущности, муравейник строится ежегодно: весной, когда он весь сплюснут давлением сугробов, начинают. Осенью, перед спячкой, заканчивают… Огромное вложение труда, а ведь еще прокормиться надо этакой ораве и уделить заботу потомству. Нет, гулять, любоваться природой, сибаритствовать муравьям некогда. Работа, работа, работа… А ведь муравей, если хотите знать, может чувствовать усталость.
У каждого свое дело, у некоторых оно таково, что его ни на минуту нельзя оставить. Все разделены расстояниями…
Где же хваленое единение муравьев? Оно проявляется в удивительной форме…
Разведчик, раздувшийся от съеденного, вернулся из странствия в родной дом, который в последнее время в связи с тем-то и тем-то не ломится от съестных припасов. Разведчика окружили голодные домочадцы. И вот что он сделал: отрыгнул капельку пищи вертевшемуся рядом муравью, потом тем же способом угостил другого, еще… Ошибетесь, если думаете, что после этой раздачи облагодетельствованные муравьи удалились в уголок, чтобы блаженно переварить подаяние. Нет, они охотно отрыгнули (уже более мелкими капельками) только что съеденное другим голодным, а те, в свою очередь, малость наевшись, помчались искать других приятелей, чтобы и с ними поделиться съеденным. Несколько минут, и обед разведчика распределен между пятьюдесятью, а то и сотней соплеменников. В конце концов частичка трапезы достигнет даже родительницы.
Этот дележ, этот обмен, эта достойная подражания щедрость носит название трофоллаксиса, он свойствен не только муравьям, но, скажем, еще… волкам. Однако только у муравьев доведен до изумительного совершенства. Муравей буквально не может не давать и не брать. Да посадите вы его одного в банку, снабдите вволю лакомствами, он все равно долго без собратьев не протянет!
Трофоллаксис позволяет няньке или землекопу не отрываться от своих полезных занятий на поиск корма – о нем позаботятся другие. Это то самое, что позволяет каждому муравью, где бы он ни находился, быть информированным о положении в муравейнике. Ведь трофоллаксис совершается в самых замысловатых направлениях, а вернее, он всеобъемлющ.
Муравьи в камере матки не только кормят ее своею отрыжкой, но и вылизывают ее. С их язычков влага, насыщенная информацией – соответствующими феромонами, отправляется в путь наверх от муравья к муравью. Попадает к тому же самому разведчику и разъясняет ему обстановку, скажем, яснее таких слов: «В доме твоем полный порядок, но несколько голодно. Твоя добыча была хороша, но ее недостаточно. Так что отправляйся опять в поиск!» И разведчик, приняв от соседа микроскопическую капельку феромона, мгновенно возбуждается и мчится, не жалея сил, в дальнюю дорогу. С этой капелькой влилась в него ответственность за благо семьи и дома.
Хорошо. Нашел разведчик малую ли, большую, добычу. Малую он и сам донесет, к большой надо созвать собратьев по гнезду. В обоих случаях перед ним возникает нелегкая проблема: как найти в дебрях трав дорогу к дому и обратно?
Муравей, метя трассу, то и дело прижимается брюшком к земле и оставляет на ней свой запах. Другие муравьи, когда спешат за ним, не всегда бегут точно по намеченной дороге: иногда, как и хорошие гончие, идут по следу стороной, сбоку от него, потому что запах достаточно силен.
Оказывается, весь свой пройденный путь муравей, подобно Мальчику с пальчик в известной сказке, отмечает, но не белыми камешками, а капельками пахучей жидкости. У муравьев много всевозможных желез, вырабатывающих феромоны, то есть вещества, которые служат химическими средствами общения между «согражданами» одного муравейника.
Каким простым опытом можно доказать, что муравьи действительно метят тропы?
Возьмите лист бумаги и положите на пути муравья, возвращающегося домой с известием о богатой находке. Когда он проползет по нему, пометьте его путь легким штрихом карандаша и поверните бумагу на небольшой угол. Муравьи, вызванные из гнезда разведчиком, добегут до края бумаги, упрутся в то место, где раньше трасса с земли переходила, на лист, но тут обрыв, дальше нет меченой тропы. Начнут суетиться у разрыва, искать и, когда найдут ее в стороне, снова побегут по прямой. Вы увидите, что их путь будет совпадать с отмеченной карандашом линией.
Можно посадить в небольшой шприц много муравьев и, когда они наполнят его запахом своих опознавательных желез, выдавливая пахучую жидкость через иглу, нарисовать на земле узоры – искусственные трассы. Муравьи побегут по этим фальшивым дорогам еще азартнее, чем по тропе разведчика, потому что пахнут они сильнее.
Трассы, которыми муравьи постоянно пользуются, превращаются в своего рода столбовые дороги. Они расходятся во все стороны от муравейников, и на них даже простым глазом можно иногда увидеть капельки оставленных муравьями меток. Непрерывный поток шестиногих пешеходов бежит по этим хорошо утоптанным шоссе.
Там, где они кончаются и за пределами муравьиной «цивилизации» начинается бездорожье травяных джунглей, муравьи разбегаются в разные стороны. А там, где вымощенные запахом магистрали разрушают стихийные бедствия, например ботинок человека, создаются заторы, как на улицах в часы «пик». Но они вскоре устраняются муравьями, и новые колонны спешат через наведенные саперами мосты в разрывах.
Запах меток муравьи распознают, ощупывая и обнюхивая их своими усиками, или антеннами.
Не зря антенны так названы: они воспринимают из внешнего мира и сообщают нервным центрам муравья основные сведения об окружающем его пространстве. На их кончиках расположены многочисленные рецепторы (приемники) самых важных для муравьев органов чувств – обоняния и осязания. У лесного муравья на каждой антенне, если набраться терпения, можно насчитать 211 обонятельных бугорков и 1720 осязательных щетинок. А у слепых от рождения разновидностей муравьев их еще больше.
Антенны очень подвижны, муравей без конца ощупывает и обнюхивает ими все предметы вокруг. Поскольку впечатления о форме и запахе осязаемо-обнюхиваемого предмета муравей получает одновременно, ему трудно, наверное, разделить эти два представления, то есть запах и форму, и они сливаются в его ощущениях в одно комплексное топохимическое чувство.
Иначе говоря, муравей, по-видимому, воспринимает мир вещей в таких необычных для нас категориях, как круглый или квадратный запах, запах шершавый или гладкий, мягкий или твердый.
Так и муравей, обнюхивая с разных сторон своими антеннами распространяющее запах вещество, может узнать, по-видимому, где у пахучей капли более узкий, а где более широкий конец, даже когда вещество это невидимо и на ощупь его границы неразличимы, если оно, например, жидкое или очень вязкое.
И вот что даже подозревают: муравьи, возможно, распознают еще и… форму запаха! Вернее, форму вещества, его распространяющего. Нам трудно это себе представить: ведь наше чувство обоняния очень несовершенно. Основные впечатления мы получаем с помощью других органов – глаз и ушей. Но ведь и мы глазами различаем цвет и форму предмета одновременно. Эта наша способность совершенно недоступна очень многим животным, лишенным цветового зрения. Для них красный и синий шары выглядят одинаково.
Впервые идея об объемном обонянии муравьев пришла в голову известному швейцарскому энтомологу Августу Форелю. Он задумался над тем, как муравьи-фуражиры узнают, какой конец трассы ведет к муравейнику, а какой – от него, к найденной в чаще трав пище. Почему с ношей они всегда бегают в гнездо, а без нее – от гнезда и никогда не путают направления.
Форель рассуждал так: метка, которую муравей оставляет на тропе, сзади всегда шире, а впереди уже, как и мазок краски, нанесенной кисточкой на полотно, или, например, паста, выдавленная из тюбика. Муравей ведь «выдавливает» капли пахучей жидкости, по существу, тоже из тюбика – из брюшка, которое в этом случае действует как тюбик.
Недавно сделанные фотографии показали, что муравьиные метки всегда заострены спереди и, как стрелы указателей, направлены в сторону движения. Возможно, муравей как-то угадывает форму меток и поэтому всегда знает, где начало и где конец его пути.
Однако теория эта имеет одно очень слабое место. Дело в том, что муравьи метят трассу не только когда бегут из дому, за добычей, но и когда возвращаются с ней домой. Значит, более или менее исхоженная муравьиная тропа усеяна стрелками, указывающими в оба конца, а муравьи тем не менее отлично разбираются, в какой стороне их дом.
По той же причине была отвергнута и другая гипотеза, предполагавшая, что муравьи, идущие по следу, узнают о его направлениях по возрастанию интенсивности запаха, если бегут правильно.
И все-таки муравьиная тропа носит явные следы поляризации: оба ее направления для муравьев не равнозначны.
Убедиться в этом можно на таком простом опыте. Расстелем около гнезда листы бумаги. Муравьи скоро проложат по ним свою трассу. Тогда повернем на 180 градусов один средний лист. Муравьи, дойдя до перевернутого листа, не побегут дальше: ведь теперь метки на нем направлены «стрелками» в обратную сторону. Муравьи в растерянности начнут рыскать вокруг и, если найдут неперевернутый лист за листом перевернутым, побегут снова, как по ниточке, уже без колебаний.
Какие указатели были нарушены этим поворотом? Положение солнца в небе от поворота листа, конечно, не изменилось, если допустить, что дополнительные коррективы в ориентацию по запахам вносит солнечный компас.
О природе этих указателей мы, по существу, ничего еще не знаем. Возможно, что они имеют отношение к химии. В пользу этого говорит, например, эксперимент Мак-Грегора. Он наблюдал за возвращением муравьев в искусственное гнездо и заметил, что почти все муравьи, повернув к дому, обязательно проходят через одну определенную точку в окрестностях гнезда. Пройдут ее и безошибочно уже прямым курсом бегут ко входу. Муравьи же, которые пробежали мимо этой точки, долго блуждают в поисках дома и находят его лишь случайно.
Мак-Грегор решил, что загадочный пункт на муравьиных «путях сообщения» действует как сигнальный пост, указывающий направление к дому. Экспериментатор стал наблюдать за слепыми муравьями и не заметил в их отношении к «сигнальному посту» никакой разницы по сравнению со зрячими муравьями. Значит, решил он, указатель этот не зримый, а обоняемый, и запах его каким-то непонятным образом указывает муравьям направление!
Чтобы решить, в чем тут дело, биологам придется еще основательно поработать.