Приключения среди муравьев. Путешествие по земному шару с триллионами суперорганизмов
- Автор: Моффетт Марк
- Год: 2021
- Язык: русский
- Год: КоЛибри, Азбука-Аттикус
- ISBN: 978-5-389-20353-2
- Переводчик: Наталья Ю. Жукова
- Жанр: Зарубежная образовательная литература
Электронная книга - «Приключения среди муравьев. Путешествие по земному шару с триллионами суперорганизмов». Краткое содержание книги:
План атаки
В Сингапуре я разорился на вспышки, которые уже не били меня током. Чтобы заснять характерный пример массового фуражирования, я каждый день делал шаг назад, чтобы обозреть весь рейд целиком. Но, подобно физиологу, изучающему мышечные волокна, чтобы выяснить, как люди двигают пальцами, я также совался как можно ближе с «камерой-микроскопом», чтобы запечатлеть отдельных муравьев в действии и изучить подробности того, как они убивают добычу и тащат жертв в кладовые.
Эти наблюдения стали желанным приятным разнообразием после месяцев в Гарварде, потраченных на измерение муравьев в музейных ящиках и деление их на категории мелкого и среднего размера рабочих и крупных солдат, основываясь на частоте встречаемости и размере[72]. В полевом исследовании я обнаружил, что крошечные рабочие образуют 98–99 % численности. Мелкие, с головами шириной всего около 0,6 миллиметра, они хорошо отличаются от других. Между ними и другими группами рабочих нет промежуточных размерных классов, тогда как остальные рабочие широко и непрерывно варьируют по размеру. В этом размерном континууме есть заметный пик численности муравьев с шириной головы чуть больше 2 миллиметров – это их я назвал «средними рабочими» – и еще один пик рабочих с головами чуть больше 3 миллиметров шириной – это солдаты. Некоторые из солдат заметно крупнее, с шириной головы по 5 миллиметров и более – эту размерную категорию я неформально назвал гигантами. У самки, которая обычно сидит в гнезде, голова поменьше, чем у гиганта, но тело значительно крупнее: оно может быть длиной до 2 сантиметров.
Среди муравьев разных видов, как я узнал, работа делится двумя способами. У одних видов рабочие все выглядят одинаково, но гибки в своих профессиональных навыках, занимаясь любыми делами по мере их возникновения; семьи других видов выращивают рабочих разного размера для выполнения разных работ на более постоянной основе. Первый метод позволяет семьям быстрее приспосабливаться к меняющимся условиям, но имеет свои ограничения: поскольку рабочие идентичны и взаимозаменяемы, то задачи, требующие специальных умений, могут выполняться плохо. Полиморфизм, то есть наличие изменчивости по размеру и форме тела вместе с особенностями физиологии и развития мозга, – это показатель более устойчивой специализации и первоочередной показатель разделения труда в семье мародеров. Поскольку рабочие отличающихся размеров пригодны для решения более узкого набора задач, то расширять свое поле деятельности, если они вообще это делают, они способны только в стрессовых условиях; у некоторых видов муравьев, например, солдаты, которые обычно не занимаются ничем, кроме нападения, будут помогать заботиться о расплоде, если докучливый исследователь уберет всех остальных рабочих[73].
Так было установлено, что крайне полиморфный вид, такой как муравей-мародер, скорее всего, имеет предсказуемые трудовые запросы, потому что численность каждой морфологической субкасты рабочих, или размерной группы, меняется медленно, если она вообще может меняться, и основана на потребностях семьи[74]. По сути, частотное распределение по размеру приблизительно показывает, сколько муравьев каждой субкасты требуется обществу, и это почти эквивалентно распределению людей по разным должностным обязанностям в городе[75].
Возвращаясь к предыдущей метафоре, семью можно рассматривать как сверхорганизм, который функционирует как тело организма, причем количество субкаст и частота встречаемости их членов аналогична числу типов клеток и тканей и размеру органов. Виды муравьев с маленькими семьями – как клетки в простых организмах, у них мало специализированных работ, но муравьи-мародеры специализированы очень сложно. Прибавьте размещение рабочих в пространстве и их взаимодействие друг с другом к количеству и частоте встречаемости различных рабочих, и у вас получится каркас сверхорганизма, построенного в изрядной степени как тело человека – на основе количества, места и взаимодействий клеток. Параллели тем более примечательны, что и муравьи в семье, и клетки в теле общаются с помощью химических сигналов (в случае клеток это, например, гормоны), самая большая разница же в том, что рабочие подвижны и динамично собираются, когда и где понадобится, а большинство клеток закреплены на местах внутри тела.
Практически все участники фронта рейда – это мелкие рабочие. С помощью фотографий я смог распутать месиво действия, когда эти муравьи заваливают кузнечика или земляного червяка в тысячи раз тяжелее себя. Один мелкий рабочий имеет не больше шансов поймать такого бегемота сам по себе, чем любой такой же мелкий рабочий вида муравьев, фуражирующего поодиночке. Но мародер разделяет передний край рейда с другими такими же мелкими рабочими, которые вступают в контакт с добычей примерно одновременно, и они наваливаются на жертву, как нападающие в американском футболе. При такой стратегии шансы на поимку заметно улучшаются: как и в сюжете Свифта о Гулливере, поверженном лилипутами, число пересиливает размер.
72
Формально только мелкие рабочие, представляющие собой ограниченную размерную группу, должны называться «кастой» у этого вида; средние, большие и, возможно, гиганты, отличающиеся только их относительной частотой в континууме размеров, являются «субкастами». Разделение труда муравьев-мародеров описано в M. W. Moffett (1987). Division of labor and diet in the extremely polymorphic ant Pheidologeton diversus // Natl. Geogr. Res. 3. P. 282–304.
73
A. L. Mertl, J. F. A. Traniello (2009). Behavioral evolution in the major worker subcaste of twig-nesting Pheidole: Does morphological specialization influence task plasticity? // Behav. Ecol. Sociobiol. 63. P. 1411–1426; и E. O. Wilson (1984). The relation between caste ratios and division of labor in the ant genus Pheidole // Behav. Ecol. Sociobiol. 16. P. 89–98.
74
См., например, D. E. Wheeler, H. P. Nijhout (1984). Soldier determination in Pheidole bicarinata: Inhibition by adult soldiers // J. Insect Physiol. 30. P. 127–135. Размеры и частота встречаемости касты могут варьироваться в зависимости от местности, предполагая эволюцию в соответствии с местными потребностями: L. Passera, E. Roncin, B. Kaufmann, L. Keller (1996). Increased soldier production in ant colonies exposed to intraspecific competition // Nature 379. P. 630–631.
75
Индивиды небольшого размера, такие как те, которые попадают в середину между пиковыми размерами для рабочих среднего размера и солдат Pheidologeton diversus, могут выполнять те же задачи, что и рабочие более обычных размеров, но выполняют эти задачи относительно плохо, или они могут быть размера, который сравнительно редко требуется. В качестве альтернативы они могут выполнять задачи, отличные от таковых у других рабочих, – задачи, которые требуют небольшого количества особей.