Судьба муравейника: гибель и воскресение (перевод с украинского сайта:http://sd.org.ua/news.php?id=20149 Народний оглядач) 19:35 12.08.2011 Ученые-мирмекологы (мурахознавци) установили, что иногда здоровые молодые муравейники без всяких видимых причин в считанные месяцы погибают. Исследования показали, что виновник таких катастроф - жук-паразит по имени ломехуза (Lomechusa) и вещество, которое он выделяет. На рабочих муравьев это вещество обладает наркотическим действием. Феномен заражения муравейника ломехуза ярко описал французский биолог, профессор Реми Шовен (Remy Chauvin, 1913-2009) в книге «Les societes animales: de l'abeille au gorille» (Paris, 1963) - Сообщества животных: от пчелы до гориллы ». Вот что он пишет: «Муравьи (а также термиты, но не пчелы) держат в гнездах массу тунеядцев и проявляют о них разнообразные чувства: от неприкрытой вражды до полного безразличия или живого интереса. Именно в последнем случае и наступает катастрофа, по крайней мере для муравьев. Самым ярким примером могут служить отношения муравьев с жучками ломехуза - крошечными жесткокрылых, в самом имени которых есть нечто зловещее. Ломехуза, проникая в муравейник, не упускают случая съесть где-нибудь в уголке галереи рабочую муравья. Свои яйца они откладывают в пакеты муравьиного расплода, так что ни о чем не подозрюючи муравьи выкармливают чужое потомство. А однако личинка жука обладает незаурядным аппетитом и ощутимо объедает своих хозяев. При случае она пожирает и муравьиные личинки. Но хозяева их терпят, так ломехуза всегда готова поднять задние лапки и подставить трихомы - влажные волоски, которые муравей с жадностью облизывает. Она пьет свою смерть. Привыкая к выделений трихом, рабочие муравьи обрекают на гибель и себя, и свой муравейник. Они забывают о превосходно отлаженный механизм, о тысячах важных дел: для них теперь не существует ничего кроме проклятых трихом, заставляющие забывать об обязанностях и несут им смерть. Вскоре они уже не способны передвигаться своим подземным галереям; из их плохо откормленных личинок выходят муравьи-уроды. Пройдет немного времени - гнездо ослабеет и исчезнет. А жучки ломехуза отправятся в соседний муравейник за новыми жертвами ». Термин «мирмекология» был введен американским энтомологом Уильямом Уилер (англ. William Morton Wheeler) (1865-1937). Он смотрел на муравьев с точки зрения социальной организации и в 1910 году выступил с лекцией «Колонии муравьев как организм», где первым предложил идею суперорганизму. Дальнейшим развитием идеи социальных организмов стала биосоциология (социобиология) - система взглядов на общественную жизнь, основанная на законах эволюции органической природы. Биосоциология возникла благодаря трудам профессора Гарвардского университета Эдварда Осборна Уилсона «Социобиология: новый синтез» (1975) и «О человеческой природе» (1978). В этих работах Уилсон утверждает: у человека, включая его мораль, культуру, социальные институты, не может быть никаких проявлений, которые противоречили бы ее биологической природе. Биологическая эволюция является фундаментом и сопутствующим процессом социальной и культурной эволюции. По определению Эдварда Уилсона, социобиология представляет собой «распространение принципов популяционной биологии и эволюционной теории на социальную организацию». В пределах очерченного поля исследования ученый формулирует два основных постулата. Первый: Человека нельзя считать биологической машиной, но ей присущи биологические механизмы, не допускающие целей и социальных действий, которые были бы противоположные ее биологической природе. Второй: Особенности природы человека - это лишь малая часть природы других видов; большинство стереотипных форм поведения человека свойственны другим живым существам, а во многих аспектах (например, по кооперации, разделения труда, альтруистического поведения) люди уступают сообществам насекомых. Биосоциология была негативно воспринята либеральными интеллектуалами на Западе и марксистами в странах соцлагеря. Однако сегодня биосоциология уже окрепла как наука и породила новые направления исследований, например, биополитики. Достижения мирмекологии и социобиологии делают научно обоснованными очевидные параллели между жизнью муравейника и человеческого сообщества. Так, в 2003 году московская газета «Известия» опубликовала серию статей своего спецкора Дмитрия СОКОЛОВА-МИТРИЧА и аспирантки биофака МГУ Татьяны Путятин, в которых показали выразительную аналогию между жизнью муравейника, пораженного ломехуза, и обществом, пораженным социальными паразитами, которые продвигают наркоманию, алкоголизм и другую отраву. Авторы поставили вопрос: можно спасти такое общество, используя знания по мирмекологии? Для ответа на него провели эксперимент по спасению муравейника, зараженного ломехуза. Подопытный муравейник расположен на территории мирмекологичного заповедника «Пешко» в Московской области, которым руководит доктор биологических наук Анатолий Александрович ЗАХАРОВ. Он ведущий в мире мирмеколог, специалист по внутривидовых структур и социальной организации муравьев. Заповедник - это шестьсот гектаров леса и одна старенькая избушка. Но это не огорчает ученого. В одном из интервью он сказал: «Это только у муравьев все умные, а в мире людей количество идиотов размазана по планете абсолютно равномерно. Когда занимаешься природой, то убеждаешься в этом на каждом шагу. И не надо страдать манией величия, что наша страна здесь есть нечто особенно выдающимся. Ну, подумаешь, избушка у нашего заповедника дряхлая. Я готов хоть в землянке сидеть, чтобы возиться с муравьями, а не с людьми ». Помощь в проведении эксперимента предоставил профессор доктор биологических наук Геннадий Длусский - выдающийся мирмеколог, один из крупнейших в мире специалистов в области палеонтологии, филогении и таксономии муравьев. СТАДИЯ 1: ЗАРАЖЕНИЯ По своим общественным строем муравьи - наиболее близкие к человеку существа на Земле. Каждое новое открытие в мирмекологии (науке о муравьев) только подтверждает это. Перед нами здоровое гнездо рыжего лесного муравья (Formica rufa). Для данного вида характерны купольный муравейник, верхний слой которого состоит из десяти сантиметрового слоя палочек, иголочек, сухих листьев, камешков. Гнездовой материал муравьи постоянно перемешивают, чтобы муравейник не начал гнить - это своего рода принудительная вентиляция. Высота нашего муравейника - 56 сантиметров, диаметр - 98 сантиметров. Купол имеет 11 отверстий. Примерная численность населения муравейника - около 10 тысяч особей. Под куполом расположены камеры ободов, в которых хранятся яйца, личинки и куколки муравьев. Еще глубже - гнилой пень или крупные ветки. Под землей на глубине до 1,5 метра находятся камеры, сообщающиеся между собой. В одной из них живет царица. В муравейнике существует строгая иерархия и распределение ролей. Гнездом управляет царица - самка, что откладывает яйца. Рабочие муравьи - тоже самки, но они не порождают потомства до тех пор, пока жива царица. Срок жизни царицы 15-20 лет, рабочей муравьи - до 7 лет. Самцы живут всего один сезон, в жизни муравейника не участвуют и погибают сразу после спаривания. В непосредственной близости от царицы находится свита из 10 - 12 рабочих муравьев, они о ней заботятся: облизывают ее и кормят. Это, как правило, молодые муравьи, поскольку все жители гнезда проходят примерно месячную стадию ухода или за царицей, либо за личинками (своеобразная, обязательная общественная служба. - НО). Затем они перебираются на дальнюю участок зоны патрулирования муравейника (ее радиус достигает 5-6 метров) и там занимаются поиском пищи - фуражуванням. Найденную пищу муравей передает вверх по инстанциям, и лишь оттуда она распределяется по всему муравейнику. Вместе с пищей муравейник питается особым феромоном - веществом, которое выделяет царица. В нем содержится информация о здоровье царицы и состоянии гнезда. Это вещество муравьи свиты слизывают с царицы, переносят в специальном зобу и передают друг другу по цепочке. Таким образом все особи муравьиного социума включены в единое информационное пространство. Муравейник в разрезе. Типичный муравейник, в котором живет семейство рыжих лесных муравьев, имеет сложную многокамерную строение. В таком сооружении, возведенном на старом пне, могут жить до полутора миллионов муравьев. 1. Покрытие из иголок и веточек. Защищает жилье от капризов погоды, ремонтируется и обновляется рабочими муравьями. 2. «Солярий» - камера, которая нагревается лучами солнца. Весной жители забегают сюда погреться. 3. Один из входов. Охраняется солдатами. Служит вентиляционным каналом. 4. «Кладбище». Сюда рабочие муравьи относят умерших собратьев и мусор. 5. Зимовальная камера. Насекомые собираются здесь, чтобы пережить холода в состоянии напивсплячкы. 6. «Хлебная кладовая». Здесь муравьи хранят зерна. 7. Царская камера, где живет матка (царица), откладывая до полутора тысяч яиц в день. За ней ухаживают рабочие муравьи. 8. Камеры с яйцами, личинками и куколками. 9. «Коровник», где муравьи содержат тлей (тлю). 10. «Мясная кладовка», куда фуражиры приносят гусениц и другую добычу. В муравейнике действует своя система наказаний. Например, если здоровый муравей-фуражир несколько раз подряд возвращается в муравейник ни с чем, его «казнят» - убивают и самого пускают на фураж. Интересно, что абсолютно по-другому поступают муравьи с теми, кто потерял трудоспособность в результате увечья (социальная защита. - НО). Их кормят до тех пор, пока те в состоянии просить еду, то есть постукивать усиками по определенным участкам головы здорового муравья. Муравьи - активные хищники, но вместе с тем они держат и «скот». В этой роли выступает тля (тля), причем поедают муравьи не только ее саму, но и ее выделению. Это не является формой паразитизма, поскольку без муравьиной заботы тля погибает гораздо раньше от других хищников. Муравьи пасут тлю на растениях, растущих поблизости, и оберегают ее. И по первому требованию тля выделяет им излишки нектара. Чтобы «выдоить» тлю, муравей щекочет усиками ее брюшко. Без пагубного воздействия извне муравейник может жить вечно. Но иногда на муравейник садится маленький жучок светло-коричневого цвета - ломехуза. Жучок проникает в камеру обода, где хранится муравьиное потомство, и откладывает туда яйца. На все попытки обитателей гнезда разобраться с чужаком он отвечает тем, что выделяет особое вещество, которое муравьи тут же слизывают и впадают в состояние эйфории. Под воздействием этого вещества они просто отходят в сторону и на время затихают. Так начинается гибель муравейника. СТАДИЯ 2: ВНУТРЕННИЙ ВРАГ Ломехуза - «жук-драгдилер» (наркоторговец), которым поражен наш муравейник, - насекомое из группы мирмекофилив. Всего насчитывается 266 видов мирмекофилив - насекомых и других беспозвоночных, обитающих вместе с муравьями. Среди них много паразитов. Наблюдая процесс передачи пищи между муравьями, можно увидеть, например, такую ​​картину: снизу к муравью прицепился один мирмекофил, сверху другой, и оба успевают урвать свою долю. Но представители этой группы нахлебников либо вступают во взаимовыгодные отношения (симбиоз), либо наносят вред, который не ведет к гибели всего гнезда. Все, кроме ломехуза. Этот вид впервые подробно описал немецкий исследователь Вассман в 1897 году. Ломехуза - это крошечный жучок, где три раза меньше рыжей лесной муравьи. Чаще всего он попадает в муравейник с воздуха и проникает через одно из входных отверстий. Муравьи не оказывают ему в этом препятствий, поскольку тут же увлекаются тем наркотическим веществом, которое он выделяет. Более того, они тут же начинают его кормить, поскольку жук умеет по-муравьином просить еду - постукивая усиками по определенным участкам головы. Иногда ломехуза попадает в муравейник из соседнего гнезда, с которым у здорового муравейника налажены отношения. Заражение происходит на обменных дорогах. Муравьи охотно делятся «жуками-драгдилерамы», транспортируя их на брюшке. Так же они переносят с собой ломехуза, видгалужуючись от своего муравейника с целью создать новую семью. Ломехуза: жук-«наркоторговец» В ломехуза такой же процесс развития потомства, как и у муравья: яйцо - личинка - куколка - взрослое насекомое. Самка «жука-драгдилера» откладывает 100-200 яиц прямо рядом с муравьиными - они абсолютно ничем не отличаются. Когда вылупляется личинка ломехуза, становится заметно одно отличие - ее брюшко вогнутое. Но на этой стадии она уже умеет просить еду и начинает выделять наркотик, поэтому муравьи теперь хоть и распознают чужака, но начинают заботиться о личинку ломехуза как о собственном потомстве. Взрослые жуки живут здесь же, в муравейнике. Они будут жить здесь, оттягивая на себя все больше ресурсов муравейника, до тех пор, пока муравейник будет в состоянии их кормить. Но пока этот процесс происходит под куполом и скрыт от глаз наблюдателя. Отличить пораженный ломехуза муравейник от здорового на этой стадии можно лишь в солнечную погоду, когда все жители гнезда выползают на поверхность купола погреться. Но уже через несколько минут муравьи затаскивают ломехуза назад под купол. Они еще думают, что командуют муравейником. СТАДИЯ 3: НОВАЯ БОЛЕЗНЬ - ЭПИДЕМИЯ НАРКОМАНИИ До сих пор болезнь нашего муравейника развивалась в скрытой форме. Ее мог разглядеть только специалист-мирмеколог. В подкупольном камере вместе со своим потомством муравьи выращивали личинки ломехуза - свою будущую погибель. Они распознавали в них чужаков, но личинки выделяют наркотическое вещество, противостоять которой муравьям не под силу. Ломехуза в действии: опьяненные муравьи и не подозревают о скорой гибели своего рода Но теперь даже неспециалисту, если он присмотрится к куполу муравейника, становится ясно, что с гнездом творится неладное. По сравнению с другими муравейниками его жизнь словно заторможено. Муравьи здесь гораздо менее активны, зона патрулирования гнезда сузилась (потеря территории. - НО), да и там, где еще работают фуражиры, можно увидеть такую ​​картину: муравей пытается что-то тащить, но потом бросает свою работу и просто слоняется без дела. Тусуется. Первое, что приходит в голову, - они все уже под кайфом. Но это не так. Те, кто находится под действием наркотика, выделяемого ломехуза, как правило сидят внутри муравейника. Заторможенные особи, которых мы наблюдаем на поверхности, - это уже новое поколение муравьев. По аналогии с людьми их можно назвать муравьями-даунами. На языке науки они называются псевдоергатамы. По основному плану строения это все еще рабочие особи, однако грудная часть у них по сравнению со здоровой особью немного увеличена. Поэтому внешне они представляют собой нечто среднее между рабочими особями и самками. На деле же псевдоергаты могут ни откладывать яйца, ни спариваться с самцами. Не могут они и полноценно выполнять функции рабочей муравьи. Псевдоергаты еще пытаются делать какую-то работу, поскольку в гнезде еще достаточно активных муравьев, которые заставляют их работать, но делают они это из рук вон плохо. Впрочем, среди активных муравьев все больше особей подсаживается на вещество, выделяемое жуком-«драгдилером», так что принуждение с их стороны все слабее. При этом едят асоциальные муравьи наравне со всеми. Таким образом, баланс расходной и доходной статей бюджета нашего муравейника нарушается, муравьям начинает недоставать фуража, чтобы прокормить всех - и царицу, и ломехуза, и псевдоергатив, и здоровых муравьев, число которых все стремительнее уменьшается. Изучая это явление, ученые-мирмекологы сначала считали, что появление псевдоергатив связана с недогодовуванням личинок, поскольку существенную часть пищи муравьи теперь отдают ломехуза. Выдвигалась и другая версия - псевдоергаты появляются в результате заболевания вирусом, который переносится жуками-«драгдилерамы». Однако потом наука установила, что причина появления псевдоергатив - все та же наркотическое вещество, выделяемое ломехуза. То есть теперь в нашем муравейнике увлечение наркотиком переросло в стадию эпидемии наркомании, определяющей не только поведение муравьев, но и их физиологическое строение. СТАДИЯ 4: внешнее вмешательство - ЧИСТКА Наш муравейник все стремительнее деградирует. Наркотическое вещество, выделяемое жуками-паразитами ломехуза, стала причиной появления в гнезде муравьев-даунов (псевдоергатив), которые не способны ни к продолжению рода, ни к активной общественно полезной деятельности. Ломехуза и псевдоергатив становится в муравейнике все больше. Следовательно, все больше нахлебников и все меньше корма. Еще немного, и процесс деградации станет необратимым. Если бы муравейник был многочисленным, то процесс мог бы растянуться на долгие годы: поскольку жуки-«драгдилеры» плодятся медленнее муравьев, они просто не успевали бы за приростом населения, поражая лишь некоторые сектора гнезда. Но наш муравейник невелик, поэтому спасти его может только внешнее вмешательство - чистка. Нам стоит поторопиться. Очистка муравейника от ломехуза возможно только пока не успели расплодиться в большом количестве муравьи-дауны. Для чистки нам понадобятся две емкости (подойдут обычные ведра с плотными крышками), большой кусок полиэтилена размером 1,5 на 1,5 метра, резиновые перчатки и лопатка. Мы находим наиболее здоровый сектор муравейника, отрезаем его лопаткой, как кусок пирога, и быстро перемещаем в ведро - вместе с муравьями, личинками, яйцами и гнездовым материалом - и плотно закрываем крышкой. Затем содержимое ведра с муравьями высыпаем небольшими порциями на полиэтилен и тщательно перебираем. Так как перебирают крупу для каши: мы просто перемещаем здоровых муравьев и гнездовой материал из одной кучки в другую. Жуков-«драгдилерив» и безнадежно больных муравьев-даунов (псевдоергатив) вылавливаем, роздушуемо и выбрасываем. Каждую очищенную порцию муравейника тут же перемещаем во второе ведро. Ломехуза узнать легко - они сильно отличаются от муравьев размерами (раза в 2-3 меньше) и окраской (ярко-коричневого цвета). Труднее с псевдоергатамы - от здоровых муравьев они почти не отличаются. Однако их выдает поведение. Здоровые особи сразу же начинают выполнять свои функции: фуражиры собирают разбросанный по полиэтилена строительный материал, гнездовые муравьи проявляют беспокойство о личинки и яйца, муравьи-охранники кусают обидчика. Лишь псевдоергаты слоняются без дела. Вся процедура чистки заняла у нас чуть больше часа. Мертвые ломехуза и псевдоергаты поместились в один граненый стакан - часть из них мы препарировали для научных целей. Во время чистки нам попалась одна самка-царица, но даже если бы все они остались в зараженном гнезде, можно не беспокоиться: как раз в августе в муравьев происходит роение - брачный период. В гнезде появляются крылатые самки и самцы, они активно спариваются в воздухе и недостатка в оплодотворенных самках нет. Теперь осталось только найти место для обновленного муравейника. А тем, кто остался в пораженном ломехуза гнезде, уже никто не поможет. СТАДИЯ 5: ВОСКРЕСЕНИЕ МУРАВЕЙНИК Предыдущие стадии эксперимента показали, что муравейник, пораженный ломехуза (жуками-драгдилерамы, паразитирующими при помощи наркотического вещества, которыми выделяется), неизбежно погибает. Единственный шанс на спасение - прибегнуть к принудительной чистке, удалив вручную ломехуза и безнадежно больных муравьев (псевдоергатив). К сожалению, наш муравейник оказался поражен эпидемией наркомании уже настолько, что удалось спасти лишь часть гнезда. Спасенные особи находятся сейчас у нас в ведре, плотно закрытом крышкой. Теперь нужно найти место, где они смогли бы прижиться и основать новое гнездо. Рыжие лесные муравьи любят влажность, поэтому опушки и поляны отпадают сразу. Лучше всего подойдет место в лесу, идентичном по составу тому, где находился наш предыдущий муравейник. Обязательное условие - расстояние от материнского гнезда должно быть не менее километра. Иначе наши здоровые муравьи просто вернутся в умирающий муравейник, и их уже ничто не спасет. Соседство с другими гнездами, даже если они не поражены ломехуза, тоже нежелательно: их обитатели, скорее всего, отнесутся к чужакам враждебно и муравейник, зарождающегося разграбят. Есть некоторые виды лесных муравьев-рабовладельцев, которые захватывают личинки из других гнезд и потом выращивают себе из них рабов. Наконец мы нашли идеальное место - в ельнике, рядом с небольшим гнилым пнем. Аккуратно высыпаем содержимое ведра, и муравьи моментально начинают устраиваться на новом месте. Царица и гнездовые муравьи роют в земле норы, другие особи укладывают в них личинки и яйца, третьи собирают высыпан из гнезда гнездовой материал, четвертые, - начинают патрулировать местность. Земля, добываемое при строительстве нор, тут же идет на возведение вала вокруг будущего гнезда - это сходство с человеческими городами свойственно всем поселениям рыжих лесных муравьев. Чтобы ускорить строительство, можно набросать вокруг окружного вала листьев, веточек, опилок - муравьи их тут же подхватывают и употребляют в дело. По сравнению с тем, как это происходит в природе, наш муравейник строится в более сложных условиях. Обычно семья, образуя новое гнездо, не порывает связи с материнским гнездом и долгое время получает оттуда помощь и поддержку. Однако даже в условиях полной изоляции наш муравейник возрождается и уже на третий день получает привычные очертания. Еще через 3 дня купол вырастает до 15 сантиметров, а через неделю наш муравейник уже ничем не отличается от прежнего. А как дела у нашего первого муравейника, пораженного ломехуза? Через две недели на его месте мы обнаружили холмик, который уже начал зарастать травой. Муравьев здесь больше нет, гнездовой материал перебирать некому, купол перестал проветриваться и начал гнить. А на новом месте купол вырос еще на 5 сантиметров. Этому гнезду больше не страшны жуки-"драгдилеры". Наукой о муравьев - мирмекологиею - давно установлено интересный факт: очищенный от ломехуза муравейник имеет иммунитет против их наркотического вещества. Почему - ученые не знают, но это так. Добавим от себя, что выработка муравейником иммунитета к наркотикам и, как следствие, получения неуязвимости по паразитической ломехуза можно объяснить эффектом коллективного обучения. После того, как муравейник пережил опыт "клинической смерти", в его коллективной памяти надежно запечатлелось знания о скрытого врага и его яд. Это тот случай, когда преодоление сообществом острой и смертельно опасного кризиса поднимает это сообщество на более высокий уровень развития и открывает для нее новые эволюционные перспективы.