Социальные паразиты: взламывая код
Главная сила муравьёв – способность формировать прочные связи и сложные социальные отношения, несмотря на небольшой объём мозга. Им удалось достичь этого, сведя своё поведение к ограниченному набору стимулов. Определённые терпены формируют след запаха, касание нижней части ротового аппарата свидетельствует о голоде, жирная кислота позволяет опознать труп – эти и десятки других сигналов составляют ежедневную рутину социальной жизни муравья.
Муравьиные колонии создали впечатляющую сверхструктуру, основа которой – взаимосвязь простых стимулов – является и её главной слабостью. Муравьёв легко обмануть. Другие организмы могут взломать их код и использовать их социальные связи в своих целях, копируя один или несколько ключевых сигналов. Делающие это паразиты напоминают воров, которые бесшумно проникают в дом, вводя четырёх– или пятизначный код, отключающий сигнализацию.
Людей очень сложно обмануть при личной встрече. Они узнают друзей или членов семьи по множеству нюансов, включая рост, осанку, черты лица, интонацию и частые упоминания общих знакомых. Муравей узнаёт члена семьи, живущего в том же гнезде, лишь по запаху: сочетанию углеводородов на поверхности тела. Многие социальные паразиты из числа жуков и других насекомых, большинство из которых значительно отличаются от муравьёв по форме и размеру, научились приобретать аромат муравейника или приманивающий запах личинки. Несмотря на полное отсутствие какого-либо внешнего сходства, муравьи охотно принимают их в своё общество, кормят, моют и переносят из одного места в другое. Перефразируя Уильяма Мортона Уилера, это как если бы за семейным ужином среди людей оказались гигантские лобстеры и карликовые черепахи, но никто бы не замечал ничего необычного.
Одни из самых хитроумных паразитов – муравьи, жертвами которых становятся другие муравьи. Ярчайшим примером может послужить Teleutomyrmex schneideri[38], редкий вид, открытый выдающимся швейцарским мирмекологом Генрихом Куттером. Этот необычный паразит живёт исключительно за счёт хозяина – колонии муравьёв вида Tetramorium caespitum, обитающих во французских и швейцарских Альпах. Символично, что название Teleutomyrmex можно перевести с греческого как «финальный муравей». У этого вида нет рабочих особей – их обслуживают рабочие хозяина. Королевы – по размерам меньше большинства муравьёв (всего лишь около 2,5 мм в длину) – не вносят никакого вклада в развитие колонии-хозяина. Их уникальность среди социальных насекомых заключается не просто в паразитизме, но в эктопаразитизме[39] – большую часть времени они ездят на спинах хозяев. Эта особенность обусловлена не только размером Teleutomyrmex, но и их формой тела. Нижняя часть брюшка очень сильно вогнута, что позволяет паразитам крепче прижиматься к телу хозяина. Лапки и коготки Teleutomyrmex весьма длинны, благодаря чему они прочнее держатся на хитиновом покрове других муравьёв. У королев есть инстинктивная способность хвататься за объекты, в особенности – за королев колонии-хозяина. На теле королевы колонии-хозяина могут находиться до восьми королев паразитов, которые не позволяют ей двигаться, сжав её ногами.
Социальный паразит Teleutomyrmex schneideri на теле хозяина Tetramorium caespitum. Слева – две королевы, сидящие на тораксе королевы хозяина. У них ещё не развились яичники, поэтому их брюшко плоское. У одной из них до сих пор сохранились крылья и, скорее всего, она ещё ни разу не спаривалась. У третьей королевы Teleutomyrmex, сидящей на брюшке хозяйки, гиперразвитые овариолы. На переднем плане стоит рабочая особь колонии-хозяина. (Рисунок Уолтера Линсенмайера.)
Эти абсолютные паразиты проникли во всю деятельность Tetramorium. Они питаются едой, которую срыгивают рабочие. Кроме того, им позволяют питаться жидкостью, которая передаётся королеве хозяев. Окружённые заботой, словно молодое потомство, королевы Teleutomyrmex невероятно продуктивны. Особи постарше, со вздутым от яичников брюшком, откладывают в среднем по два яйца в минуту.
Популяция рабочих особей хозяина ограничена из-за нагрузки на колонию со стороны паразитов. Тем не менее они заботятся о Teleutomyrmex и, поддерживая их высокую продуктивность, могут распространить их среди соседних колоний. На каждом этапе жизненного цикла, от яйца до взрослой особи, Teleutomyrmex посылают сигналы (преимущественно химические), которые заставляют хозяев принимать их за полноправных членов колонии.
Однако эволюция заставляет платить подобающую цену за подобные порочные достижения. У Teleutomyrmex типичные признаки паразита: их тела слабы и неразвиты. У них отсутствуют железы, с помощью которых другие муравьи вырабатывают еду для личинок и обеспечивают защиту от бактерий. Их экзоскелет тонкий и почти не окрашенный, жало и ядовитые железы уменьшены в размерах, и мандибулы тоже маленькие и слабые, и могут справиться только с жидкой пищей. Мозг и брюшная нервная цепочка также уменьшенные и упрощённые; по-видимому, взрослые особи могут только спариваться, летать на небольшие расстояния, цепляться к телу хозяина и просить еду. Отделившись от хозяина, они живут не дольше нескольких дней.
Teleutomyrmex schneideri, европейское чудо симбиоза, – один из самых необычных видов муравьёв в мире. Среди муравьёв крайне редко можно встретить паразитов, которые полностью, без исключения зависят от хозяина. По сути, обнаружение подобных паразитов в колонии хозяина – неважно, идёт ли речь о новом виде или об уже известном, – имеет огромное значение для мирмекологии. Как минимум, ученые пишут об этом статьи и уж точно не упускают возможности обсудить в кулуарах. Неоспоримым чемпионом по поиску социальных паразитов является немец Альфред Бушингер. С командой из учеников и коллег он искал их по всему миру, раскрывая секреты их таинственного существования.
Бушингер и другие исследователи пришли к выводу, что вряд ли виды-паразиты живут меньше других или обречены на вымирание без поддержки хозяев – прямых доказательств тому нет. Однако их численность невелика, а ареал зачастую ограничен – таким образом, они постоянно рискуют оказаться на грани вымирания. Как и в случае с людьми, мошенников должно быть меньше простаков, иначе они останутся без дохода.
Другая широко известная форма паразитизма среди муравьёв – рабовладение. Зависимость от «рабского труда» среди подобных видов довольно значительна, однако она не приводит к анатомической и поведенческой деградации, как в случае с немощными паразитами. Ранее мы описывали, как колонии медовых муравьёв нападают на более слабые колонии, уничтожая королев и захватывая молодых рабочих и личинок, которые потом живут и работают в гнёздах победителей. Это рабство даже в самом строгом его понимании: подчинение и принуждение к насильственному труду представителей своего вида. Однако в природе чаще происходит порабощение муравьями представителей других видов. В данном случае термины «рабство» и «рабовладение» используются условно: скорее процесс похож на одомашнивание собак и рогатого скота человеком. Однако термин «рабство» настолько закрепился, а поведение рабовладельцев настолько характерно и хорошо знакомо энтомологам, что мы продолжим его использовать. Даже специалисты по поведению муравьёв предпочитают его, а не более научное понятие «дулозис», обозначающее рабовладение среди разных видов насекомых и периодически появляющееся в энтомологических журналах.
Ничто в мире муравьёв так не захватывает взгляд, как набеги рабовладельческого вида Polyergus, так называемых муравьёв-амазонок. Крупные, ярко-красные или угольно-чёрные, отважные и агрессивные муравьи-амазонки – воплощение рабовладельческого образа жизни. Жертвами набегов становятся густонаселённые гнёзда похожих внешне муравьёв рода Formica. Европейский вид Polyergus rufescens весьма распространён в известняковой почве вдоль реки Майн у Вюрцбурга. Будучи 15-летним школьником, Берт Хёлльдоблер наблюдал за набегами муравьёв-амазонок и подробно описывал поведение нападающих и взятых ими в рабство муравьёв. Позже он обнаружил, что большинство этих наблюдений уже опубликовали швейцарский энтомолог Пьер Юбер в 1810 году и Огюст Форель, великий швейцарский нейроанатом, психиатр и мирмеколог, в своей главной монографии «Le monde social des fourmis».
Сцены из повседневной жизни европейских муравьёв-амазонок Polyergus rufescens. (1) Рабочий Polyergus атакует защищающегося рабочего Formica fusca во время набега, а затем (2) возвращается в гнездо с куколкой Formica в коконе. (3) Раб Formica, появившийся из взятой в рабство куколки, кормит рабочую особь Polyergus. (4) Серповидные мандибулы Polyergus (вверху) контрастируют с обычными широкими мандибулами рабочего Formica subintegra, который при защите использует химические вещества, а не кусает врагов. (Рисунок Турида Форсайта.)
Polyergus – истинные паразиты, которые хорошо умеют лишь сражаться. Уильям Мортон Уилер писал: «Рабочие особи крайне агрессивны; их, как и самок, можно без труда отличить по серповидным мандибулам. Такие мандибулы не приспособлены для раскапывания земли, ухода за личинками и куколками с тонким покровом, или перемещения по узким коридорам гнезда. Однако они отлично пробивают броню взрослых муравьёв. Таким образом, мы обнаруживаем, что амазонки никогда не выкапывают гнёзда и не заботятся о молодняке. Они даже не способны самостоятельно добывать пищу, хотя могут лакать воду или жидкую пищу, если та оказывается в зоне доступа их короткого языка. Необходимые питание, проживание и обучение им полностью обеспечивают рабы-рабочие, появившиеся из коконов, которые они похитили из других колоний. Они не могут обойтись без рабов и поэтому всегда живут в смешанных колониях – в гнёздах, архитектура которых типична для взятых в рабство видов. Таким образом, амазонки демонстрируют два противоположных набора инстинктов. Дома они сидят без дела, постоянно требуют от рабов еду, моются или полируют броню, но за пределами гнезда они демонстрируют ошеломляющее мужество и способность к совместным действиям» (Ants: Their Structure, Development, and Behavior, New York, Columbia University Press, 1910).