Streptomyces? Мы уже знаем, что антибактериальные и противогрибковые вещества не допускаются в систему, так как могут повредить двум участникам этого триумвирата. Но только этого и ждут сумчатые грибы рода Escovopsis, высокоспециализированные паразиты для грибов, используемых муравьями. Чтобы бороться с этой неприятностью, муравьи носят на своих брюшках колонии стрептомицетов, которые продуцируют специфические антибактериальные и противогрибковые вещества. Эти вещества не вредят партнерам по коалиции, но очень эффективно уничтожают незваных пришельцев, которые всегда рядом и готовы напасть. Таким образом, муравьи не только рационально ведут сельское хозяйство, но и с помощью полезных бактерий осуществляют целенаправленные гигиенические мероприятия. Есть, правда, и обратная сторона медали: муравьи становятся зависимыми от своих помощников – без грибов и бактерий колонии погибают.
В течение последних 20 миллионов лет сельское хозяйство муравьев становилось все более совершенным и специализированным. Эволюция и отбор – непрерывные процессы; они продолжаются в каждый момент в каждом месте, а в муравейниках, где насекомые выращивают грибы, эти процессы привели к возникновению высокоразвитых и сложных социальных структур. С любовью и неустанно различные касты муравейника-государства исполняют предписанные им обязанности по поддержанию порядка на грибной ферме. Эта ферма постоянно достраивается и совершенствуется, за ней преданно ухаживают. Наружные рабочие самки, разведчики, которые разыскивают подходящие кусты и деревья и оставляют на них пахучие метки, куда затем начинает тянуться бесконечная череда листорезов, – все это принадлежит государству-муравейнику, так же как рабочие самки, ухаживающие за урожаем, и мелкорослые солдаты-телохранители. Они сидят на обрывках листьев и защищают муравьев, несущих листья, от нападений других насекомых с воздуха. Специальные муравьи транспортируют листья, размельчают и пережевывают их, формируют из массы шарики, закладывают новые грибные огороды, контролируют состояние поверхностей, которые покрыты, как хлебной плесенью, нужными грибами. Состояние огородов постоянно контролируют и проверяют, чтобы на ферме все было в полном порядке; при необходимости муравьи очищают грибы от спор и гиф чужеродных плесневых грибов. Садовники откусывают концы гиф, чтобы образовывались не плодовые тела, а утолщения, содержащие белок, – гонгилидии. Откушенные куски гиф съедают другие рабочие самки или, как и в условиях настоящего садоводства, их пересаживают в новые места, туда, где грибов пока не хватает. Муравьи и грибы уже давно не могут обходиться друг без друга. Это настоящий, образцовый, можно сказать хрестоматийный, симбиоз.
Термиты и парниковый эффект
Те же порядки существуют не только у муравьев, но и у других, образующих сообщества-государства насекомых, которых часто и неправильно именуют «белыми муравьями», – у термитов. Эти общественные насекомые творят свои бесчинства в теплых регионах планеты, до 40º северной и южной широты. Благодаря своей многочисленности, широкому распространению и неустанной деятельности, эти насекомые влияют даже на парниковый эффект, так как при строительстве своих термитников в процессе переработки древесины они выделяют в атмосферу очень много метана. По своей морфологии, размерам и устройству общественной жизни они могут показаться любителю-зоологу близкими родственниками муравьев. И те и другие насекомые и, более того, крылатые насекомые (подкласс Pterygota), но, невзирая на это, они представляют разные ветви эволюции: муравьи принадлежат к отряду перепончатокрылых, то есть являются родичами ос и пчел, в то время как термиты, согласно современным молекулярно-генетическим исследованиям, родственны тараканам[3].
В отличие от разводящих грибы муравьев, термитов невозможно содержать в неволе. Они создают невероятно огромные и сложные сооружения, в то время как муравьи-листорезы, со всеми своими норками и ячейками, содержатся для демонстрации посетителям в большинстве крупных зоопарков мира.
Мастера создает опыт
«Ясно, что образующие сообщества насекомые получают большое преимущество, если источник их питания находится внутри колонии, и поэтому такие насекомые могут не покидать свои гнезда для добычи пищи, – писал Г. фон Натцмер в своей работе о конвергенции муравьев и термитов еще в 1915 году. – Во-первых, таким образом они становятся в значительной степени независимыми от внешнего мира, где их подстерегают разные неприятные случайности, а во‑вторых, они могут направить на нужды сообщества ту энергию, которую бы потратили на поиски источников пропитания за пределами колонии».
Однако Натцмер идет еще дальше в своих рассуждениях, говоря о связи между образованием государств и искусственным выращиванием грибов. Первые государства в истории человечества начали возникать не более 10 000 лет назад, а муравьи и термиты обладают подобного рода организационным устройством уже на протяжении многих миллионов лет: «Если принять во внимание, что для государствообразующих насекомых наивысшее развитие может заключаться в усовершенствовании государственного устройства, то есть достижения в конечном счете обеспечения обильного питания, становится понятным, что поступательное развитие государственной жизни у муравьев и термитов должно было все в большей степени соответствовать необходимости отделиться в этом отношении, насколько возможно, от окружающего мира. То, что столь многие из насекомых совершенно независимо друг от друга приступили к искусственному выращиванию грибов, объясняется тем, что в недрах их гнезд, питаясь запасенным растительном кормом, грибы нашли необходимые им жизненные условия и стали буйно разрастаться. Вполне естественно, что у муравьев и термитов постепенно сформировалась привычка питаться подходящими для этого грибами».
Иными словами и проще эту мысль можно выразить так: уровень эволюционного развития, соответствующий определенной общественной зрелости, практически неизбежно сопровождается формированием искусственного разведения и выращивания грибов. Это очень интересное для любителей грибов рассуждение. Натцмер продолжает: «Было бы слишком поверхностно думать, будто искусственное выращивание грибов можно объяснить лишь только наличием грибов в запасах растительной пищи, то есть чистой случайностью. Истинная причина лежит гораздо глубже и теснейшим образом связана с развитием общественной жизни. Это подтверждается уже тем, что искусственное выращивание грибов практикуется только в странах с высокоразвитой государственной организацией».
Чему стоит поучиться у муравьев и термитов
Если эти соображения верны, то высшая форма государственной организации была достигнута человеком разумным в Европе только при дворе Людовика XIV в середине XVII века. Именно тогда в темных подвалах и погребах французской столицы началось целенаправленное выращивание парижских шампиньонов, которые очень скоро стали модным деликатесом. В Азии, судя по всему, государственность созрела раньше, потому что интенсивное использование шиитаке в медицине, так же как и его выращивание, судя по всем данным, начались там задолго до наступления XVII века.
Разница в несколько сотен и даже тысяч лет не играет в этой гонке сколько-нибудь значимой роли. Как Азия, так и Европа отстали в этом отношении от муравьев и термитов совершенно безнадежно и навсегда. Муравьи работают грибными фермерами – мы уже упоминали об этом, – вероятно, уже добрых 50 миллионов лет, не сильно проиграли им и термиты.
В Танзании был раскопан термитник, возраст которого оценивают в 25 миллионов лет, и это было первым настоящим доказательством существования сельскохозяйственной деятельности у животных. Воодушевленные ученые из Университета Джеймса Кука в австралийском городе Таунсвилл (Квинсленд) нашли в этом термитнике законсервированные плантации тех искусственно разведенных грибов, которые до настоящего времени считаются древнейшим ископаемым доказательством данного феномена. Правда, молекулярно-генетические исследования партнеров – термитов и грибов – показали, что симбиоз между ними на самом деле еще древнее. «Очевидно, эта форма совместного существования сохраняла обоюдную пользу для заинтересованных видов на протяжении всей их общей эволюции», – заметил Эрик Робертс, руководитель этой группы ученых, после опубликования данных. Приручение термитных грибов предками термитов (из подсемейства Macrotermitinae) произошло приблизительно 31 миллион лет назад. Термитные грибы оказывают своим беспозвоночным друзьям исключительно ценную услугу: они расщепляют плохо перевариваемые растительные вещества и производят для термитов более легкоусвояемые, богатые белком питательные вещества, то есть выполняют ту же работу, что и кишечные бактерии в организмах травоядных животных. Термиты для этой цели разводят грибы.
Нужда делает изобретательным
Ученые пытаются понять, как вообще мог родиться такой удивительный и своеобразный симбиоз. Исследователи полагают, что причиной стал Восточно-Африканский разлом и связанные с ним геологические обрушения и изменения ландшафта. Условия засушливой саванны не слишком благоприятны для жизни. Потребовались новые стратегии, как миллионы лет спустя они потребовались людям, окультуренным ими растениям и прирученным животным. Ведение сельскохозяйственной деятельности увеличило для термитов, а также для их грибов число возможных стратегий. Однако, как это всегда бывает в природе, ничто не остается без последствий. В движение пришла непрерывная цепь дальнейшего экологического развития. Другие организмы воспользовались строениями термитов, микроклиматическими условиями внутри и вокруг них. В термитниках концентрировались питательные вещества и вода, так как грибы – настоящие мастера по извлечению их из почвы. Этот беспримерный симбиоз двух партнеров наложил неизгладимый отпечаток на дальнейшее развитие окружающей среды, изменив условия существования бесчисленных биологических видов.