«Путешествие к муравьям»

Муравьи — чрезвычайно успешные насекомые. Они адаптируют под свои нужды самую недружелюбную среду и побеждают более крупных и сильных противников, используя пропаганду, дезинформацию и рабов. В книге «Путешествие к муравьям» (издательство «Бомбора»), переведенной на русский язык Иделией Айзятуловой, лауреаты Пулитцеровской премии Берт Хельдоблер и Эдвард Осборн Уилсон рассказывают, как муравьи общаются, почему конфликтуют между собой и каким образом изменяют окружающую среду. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, посвященным сотрудничеству между муравьями и растительноядными насекомыми.

Трофобионты

Везде, где только встречаются муравьи, существуют сделки между ними и растительноядными насекомыми. Тли, ложнощитовки, червецы, горбатки, гусеницы бабочек-голубянок и риодинид (последних в просторечии называют пеструшками) кормят муравьев своими сладкими выделениями в обмен на защиту от врагов. Муравьи не останавливаются на этом, укрывая насекомых за стенами из картона или почвы, а иногда даже забирают их к себе в гнездо как членов колонии. Этот симбиоз, названный трофобиозом (от греческих слов «сытная жизнь»), оказался одним из самых успешных в истории наземных экосистем. Он внес заметный вклад в численное превосходство как муравьев, так и их подопечных.

Наиболее распространенными и привычными трофобионтами в умеренной зоне Северного полушария являются тли. Почти в любом саду или заросшем сорняками поле можно встретить муравьев и тлей, находящихся вместе на траве и цветах. Если вы обнаружите такой союз и понаблюдаете за ним на протяжении нескольких минут, то увидите, как рабочие подходят к тле и слегка касаются ее тела антеннами или передними ногами. В ответ тля выдавливает из ануса каплю сладкой жидкости. Муравей быстро слизывает эту медвяную росу — так энтомологи эвфемистично обозначают экскременты тли. Рабочий доит тлей одну за другой, пока его брюшко не раздуется от собранного урожая. Затем он возвращается в гнездо, чтобы отрыгнуть немного сладкой жидкости для своих товарищей.

Эти капли, так ценимые муравьями, не только вкусны, но и очень питательны. Когда тли всасывают сок из флоэмы растений, используя для этого игловидные хоботки, по которым сок идет благодаря собственному давлению и напряжению цибариальных мышц^*, они получают все необходимые им питательные вещества. Однако не все из полученных веществ нужны тле. Некоторые из них, включая сахара, свободные аминокислоты, белки, минералы и витамины, проходят через кишечник и выходят из ануса в качестве отходов жизнедеятельности. Во время этого процесса жидкость химически изменяется: одни ее компоненты всасываются, другие превращаются в новые соединения, а третьи обогащаются собственными тканями тли. Проведенные на Tuberolachnus salignus исследования показали, что до половины свободных аминокислот поглощается кишечником тли, но примерно половина остается. В некоторых случаях падь (медвяная роса) тлей содержит аминокислоты, которых нет в соке, — очевидно, муравьи получают их в качестве дополнительных продуктов обмена веществ тли.

От 90 до 95 процентов сухого веса медвяной росы состоит из сахаров, большинство из которых покажутся сладкими и человеку. В зависимости от конкретного вида тли падь содержит фруктозу, глюкозу, сахарозу, трегалозу и высшие олигосахариды в различных концентрациях. Трегалоза, естественный сахар в крови насекомых, составляет 35 процентов от общего количества сахара в обычной пади. В состав жидкости также входят два трисахарида — фруктомальтоза и мелезитоза, причем последняя составляет 40–50 процентов от общей доли сахаров. Кроме этих сахаров и незначительного количества других, медвяная роса содержит органические кислоты, витамины группы В и минералы.

Аналогичное изобилие питательных веществ обеспечивают и другие группы питающихся соком насекомых из отряда Homoptera, включая кокцид (представителей семейства Coccidae), мучнистых червецов (Pseudococcidae), листоблошек (Chermidae^*), горбаток (Membracidae), цикадок (Cicadellidae), церкопид (Cercopidae) и фонарниц (Fulgoridae). Многих из этих насекомых легко найти, к тому же они просты в уходе, поэтому вездесущие муравьи часто и довольно жестко их контролируют. Однажды, когда Уилсон в Новой Гвинее ожидал автомобиль на обочине дороги, ему удалось «подоить» окруженных муравьями гигантских кокцид при помощи собственных волос, имитируя постукивание муравьиными антеннами. Он отметил, что жидкость была очень сладкой. Так натуралисты в свободное время сочетают приятное с полезным.

Медвяная роса равнокрылых хоботных насекомых — это вознаграждение, легко доступное муравьям, стоит им только взобраться вверх по растениям или поискать под ними. Большая часть этого вещества просто выбрасывается как мусор. Но независимо от того, используется ли падь, вклад, который равнокрылые хоботные вносят в жизнь муравьев (и не только их) по всему миру, огромен. Тли рода Tuberolachnus выделяют примерно 7 капель в час — больше, чем масса их тела. Иногда падь накапливается в таких больших количествах, что ее могут использовать даже люди. Манна небесная, дарованная израильтянам в эпизоде из Ветхого Завета, почти наверняка была выделениями мучнистых червецов Trabutina mannipara, питающихся тамариском. Арабы все еще собирают их, называя это вещество «ман». В Австралии коренные народы собирают и едят падь листоблошек. За один день человек может добыть больше килограмма этого вещества. Факт, от которого многие не в восторге: большая часть меда, потребляемого людьми во всем мире, — это медвяная роса, собранная пчелами с поверхности кустов и деревьев. Один из наших любимых продуктов — экскременты насекомых, переваренные в кишечнике других насекомых. Поэтому неудивительно, что муравьи тоже в больших количествах собирают падь всех видов и при самых разнообразных обстоятельствах. Многие виды, если не большинство, собирают ее с земли и растений, куда бы она ни попала. Еще один короткий шаг по пути эволюции — и вот муравьи уже научились получать ее непосредственно от самих равнокрылых.

Взаимность симбиоза в ходе эволюции привела многих муравьев и их трофобионтов к крайностям адаптации. Некоторые виды муравьев, которые мы опишем вкратце, стали полностью зависимыми от своих партнеров и ухаживают за ними, как за домашним скотом. Со своей стороны, многие трофобионты структурно и поведенчески адаптировались к жизни с муравьями. Когда тли часто контактируют с муравьями и находятся под их присмотром, они не так эффективно отпугивают врагов. Похожие на рожки защитные органы^* в задней части их брюшка, выделяющие ядовитые химические вещества, становятся меньше. Защитный слой воска на теле таких тлей становится тоньше по сравнению с особями, за которыми муравьи не ухаживают. «Одомашненные» тли явно перекладывают всю работу по обороне на своих грозных партнеров.

Виды тлей, которые не зависят от муравьиной заботы, с усилием выталкивают капельки медвяной росы подальше от своего тела. Это гигиеническая мера, защищающая их от грибков, которые процветают на клейкой пади. Трофобионтные тли, напротив, не прилагают никаких усилий, чтобы избавиться от своей пади — они испускают ее таким образом, чтобы муравьям было удобно ею питаться. Они выпускают капельки по одной и некоторое время держат их на кончиках брюшек сразу за анусом. У многих видов есть корзинка из волосков, которая прочно удерживает медвяную росу на месте. Если рабочие муравьи не принимают капельку, тля часто втягивает ее обратно в брюшко, чтобы снова предложить ее позже.

Таким образом, в ходе эволюции падь превратилась из простых экскрементов в ценный товар для бартера. Что получают трофобионты в обмен за эту услугу? Основной ответ таков: их хозяева предоставляют превосходную защиту. Муравьи отгоняют наездников и мух, которые в противном случае могут отложить яйца в тела тлей. Они также отгоняют личинок златоглазок, жуков и других хищников, которые рыщут по растениям и убивают незащищенных равнокрылых, как волки, дорвавшиеся до стада овец. Под пристальной опекой муравьев группы трофобионтов растут и множатся. В некоторых случаях их даже переносят из одного места в другое, чтобы обеспечить более безопасные условия или свежую пищу.

Например, яйца американской кукурузной тли всю зиму сберегаются в колониях муравьев Lasius neoniger. Весной рабочие переносят только что вылупившихся нимф прямо к корням ближайших съедобных растений. Если растения погибают, муравьи переносят тлю к другим, еще не поврежденным корневым системам. В конце весны и летом у некоторых тлей вырастают крылья, и они улетают в поисках новых растений. После того как они приземлятся и начнут питаться, их могут принять другие колонии муравьев, на чьей территории они оказались. Рабочие Lasius принимают своих гостей в муравейник в самом полном смысле этого слова — они смешивают яйца тли со своими собственными. Когда они мигрируют в новое гнездо, то забирают яйца (а в теплое время года — куколок-нимф и взрослых особей) с собой и бережно переносят их на новое место. Они всегда защищают тлей от захватчиков с той же преданностью, что и собственное потомство.

Муравьи не вполне одинаково реагируют на всех трофобионтов, которых они идентифицируют как соседей по гнезду. Некоторые типы их поведения, по-видимому, предназначены специально для удовлетворения потребностей гостей. Они переносят трофобионтов не просто к растению, которым те могут питаться, но еще и к правильному виду растения — и, что важнее, к той части растения, которая соответствует требованиям конкретной стадии развития насекомых.

Еще сильнее впечатляет то, что королевы нескольких видов муравьев, покидая гнездо для брачного полета, несут кокцид в своих жвалах. После спаривания и приземления они готовы начать новую колонию уже с трофобионтами, чтобы сразу обеспечить себе медвяную росу. Это поведение, сравнимое с тем, как люди переселяются с места на место с беременной коровой, наблюдалась у одного вида Cladomyrma на Суматре и у нескольких видов Acropyga в Китае, Европе и Южной Америке. Вполне вероятно, что в будущем подобное поведение будет обнаружено и у других видов муравьев.

По крайней мере в одном случае трофобионты способствуют собственной транспортировке, передвигаясь «автостопом». Такое поведение наблюдалось у мелких капле видных мучнистых червецов рода Hippeococcus на острове Ява, гостящих в подземных гнездах муравьев Dolichoderus. Под опекой муравьев эти равнокрылые кормятся на ветвях ближайших деревьев и кустарников. Когда гнездо или «пастбище» разрушается, многих червецов рабочие муравьи поднимают и уносят обычным образом. Некоторые же из них забираются на тела своих хозяев и так уезжают в без опасное место. Езду верхом червецам облегчают длинные цепкие ноги и похожие на присоски лапки, типичные для рода Hippeococcus.

Некоторые виды муравьев начали полностью зависеть от своего «скота». Такой предельный уровень специализации, по-видимому, был достигнут живущими под землей муравьями рода Acanthomyops с крошечными глазами. Эти муравьи в изобилии водятся в холодных умеренных широтах Северной Америки. Вероятно, такая зависимость есть и у похожих на них видов рода Acropyga, которые встречаются в тропических и теплых умеренных широтах по всему миру. Иногда медвяная роса — единственная пища этих муравьев, пасущих стада мучнистых червецов и других равнокрылых у корней растений. Но также случается, что муравьи съедают несколько особей из стада, чтобы получить дополнительный белок. Такое прореживание стада кокцид наблюдалось у африканских муравьев-портных. Когда в ходе эксперимента к ним подсаживали слишком много трофобионтов, рабочие убивали лишних, пока популяция не достигала уровня, при котором медвяной росы оказывалось достаточно, но не слишком много.

Наиболее полный и интересный трофобиоз в начале 1980-х годов обнаружили в Малайзии Ульрих Машвиц и его коллеги. Этот образ жизни никогда ранее не наблюдали у муравьев: настоящее кочевничество и кочевое скотоводство. Колонии муравьев живут как фермеры. Они питаются только за счет своих стад и полностью координируют свой образ жизни с образом жизни скота, сопровождая его с одного пастбища на другое.

Эти муравьи — обитающие в пологе тропических лесов и в кустарниковом подлеске Dolichoderus cuspidatus и несколько других видов того же рода, «скот» — мучнистые червецы рода Malaicoccus. Эти насекомые питаются только соком флоэмы лесных деревьев и кустарников. Муравьи относят их к местам кормления, часть которых находится более чем в 20 метрах от гнезд. Сами гнезда располагаются в листьях густой растительности или в специально выгрызенных полостях стволов. Рабочие почти или совсем не занимаются строительством традиционного гнезда — вместо этого они создают стены и комнаты внутреннего жилища исключительно из собственных тел, как муравьи-кочевники. Они цепляются друг за друга и образуют плотную массу, защищающую выводок и мучнистых червецов.

Подробнее читайте:
Уилсон, Эдвард Осборн. Путешествие к муравьям / Эдвард Уилсон, Берт Хелльдоблер ; [перевод с английского Иделии Айзятуловой]. — Москва: Эксмо, 2022. — 320 с.