Сложность жизненного уклада муравьиной семьи удивляет даже специалистов, а для непосвященных вообще представляется чудом. Трудно поверить в то, что жизнь всего муравьиного сообщества и каждого отдельного его члена управляется только врожденными инстинктивными реакциями. Ученым пока не ясно, как происходит координация коллективных действий десятков и сотен тысяч жителей муравейника, каким образом муравьиная семья получает и анализирует информацию о состоянии окружающей среды, необходимую для поддержания жизнеспособности муравейника. Гипотеза, которая рассматривает эти вопросы с внешней по отношению к мирмекологии точки зрения, используя идеи теории информации и управления, может показаться фантастической. Однако полагаем, что она имеет право на обсуждение.
В науке о муравьях — мирмекологии — собран огромный наблюдательный материал, описывающий особенности жизни муравейника. При изучении этого материала бросается в глаза явное несоответствие между высоким «интеллектуальным уровнем» функционирования муравейника в целом и микроскопическими размерами нервной системы отдельного муравья.
Муравейник как единый объект — в высшей степени рациональный и умелый «организм», который очень эффективно использует имеющиеся у него крайне ограниченные средства для поддержания жизнедеятельности. Он хорошо адаптируется не только к циклическим изменениям окружающей среды (смена времен года и времени суток), но и к ее случайным возмущениям (перемены погоды, повреждения в результате внешних воздействий и т. п.).
Муравьиная семья имеет строгую внутреннюю структуру с четко установленными ролями каждого муравья, и роли эти могут меняться с его возрастом, а могут оставаться постоянными. Организационная структура муравейника позволяет гибко реагировать на любое возмущение и выполнять все требующиеся работы, оперативно привлекая для их выполнения необходимые трудовые ресурсы.
Деятельность муравьиной семьи поражает целенаправленностью. Муравьи, например, успешно занимаются «животноводством», разводя тлей. Выделения тлей, так называемая падь, служат для муравьев источником богатой углеводами пищи. Они регулярно «доят» тлей, и муравьи-«фуражиры» носят падь в зобиках, чтобы кормить ею остальных муравьев. При этом муравьи активно заботятся о тлях: защищают от вредителей и нападений других насекомых, переносят на наиболее подходящие участки растения, строят навесы для защиты от солнца, а на зиму уносят тлей-самок в теплый муравейник. Муравьи — умелые «животноводы», поэтому в опекаемых ими колониях скорость развития и размножения тлей значительно выше, чем в «самостоятельных» колониях тлей того же вида.
У муравьев некоторых видов заметную долю кормов составляют семена различных трав. Муравьи собирают их и хранят в специальных сухих хранилищах своих гнезд. Перед едой семена очищают от кожуры и измельчают в муку. Мука смешивается со слюной насекомых-кормильцев, и это тесто скармливают личинкам. Принимаются специальные меры для того, чтобы обеспечить сохранность зерна при длительном хранении. Так, например, после дождей семена выносят из хранилища на поверхность и сушат.
Крошечные амазонские муравьи умеют строить ловушки для насекомых гораздо более крупных, чем они сами. Соотношения размеров таковы, что живо напоминают охоту первобытных людей на мамонтов. Срезая тонкие волоски-волокна травянистого растения, в котором насекомые живут, муравьи плетут из них кокон. В стенках кокона они делают множество маленьких отверстий. Кокон располагают на выходе из полости внутри растения-дома, и в него прячутся сотни рабочих муравьев. Они просовывают головы в отверстия в стенках кокона, выполняя роль маленьких живых капканов, и ждут жертву. Когда на кокон, замаскированный в полости растения, садится какое-нибудь насекомое, то муравьи хватают его за лапки, жвала и антенны и удерживают до прихода подкрепления. Вновь пришедшие муравьи начинают жалить добычу и делают это до тех пор, пока она не будет полностью парализована. Затем насекомое расчленяют и по частям уносят в гнездо. Очень интересно, что при строительстве ловушки муравьи применяют «композитные» материалы. Для повышения прочности кокона они размазывают по его поверхности особый плесневый грибок. Отдельные волоски-волокна склеиваются этим «клеем», стенки кокона становятся жесткими, и их прочность значительно возрастает.
Еще более удивительным кажется то, что делает другой амазонский муравей. В лесах Амазонки встречаются участки леса, на которых растут деревья только одного вида. В амазонских джунглях, где на каждом клочке земли растут растения десятков и даже сотен разных видов, подобные участки не только удивительны, но и пугают своей необычностью. Недаром местные племена индейцев называют такие места «садами дьявола» и считают, что там живет злой лесной дух. Биологи, исследовавшие это явление, недавно выяснили, что виновники появления «садов» — муравьи определенного вида, живущие в стволах деревьев. Длительные наблюдения показали, что муравьи просто убивают ростки других растений, впрыскивая в их листья муравьиную кислоту. Для проверки этого предположения были проведены пробные посадки других растений на площади одного из «садов дьявола»: все саженцы погибли в течение суток. Растения же, посаженные для контроля вне таких «садов», развивались нормально и хорошо прижились. Такая на первый взгляд странная деятельность муравьев имеет простое объяснение: муравьи расширяют свою «жилплощадь». Они удаляют растения-конкуренты, давая свободно разрастаться деревьям, в которых живут. По оценкам исследователей, один из самых больших «садов дьявола» существует уже более восьми веков.
Муравьи некоторых видов устраивают в своих муравейниках грибные плантации для снабжения высококалорийной белковой пищей. Так, муравьи-листорезы, которые строят огромные подземные гнезда, питаются практически одними грибами, и поэтому в каждом гнезде обязательно создается плантация грибов. Эти грибы растут только на специальном грунте — рабочие муравьи изготавливают его из измельченных зеленых листьев и собственных экскрементов. Чтобы поддерживать «плодородие почвы», муравьи постоянно обновляют грунт в грибнице. При создании нового муравейника муравьиная матка во рту переносит из старого муравейника культуру гриба и таким образом закладывает основание под пищевую базу семьи.
Муравьи тщательно следят за состоянием своего жилища. Среднего размера муравейник состоит из 4-6 млн хвоинок и веточек. Ежедневно сотни муравьев переносят их сверху в глубь муравейника, а из нижних этажей — наверх. Так обеспечивается стабильный влажностный режим гнезда, и поэтому купол муравейника остается сухим после дождя, не гниет и не плесневеет.
Оригинально решают муравьи проблему разогрева муравейника после зимы. Теплопроводность стенок муравейника очень мала, и естественный прогрев весною занял бы очень долгое время. Для ускорения этого процесса муравьи приносят тепло внутрь муравейника на себе. Когда начинает пригревать солнце и с муравейника сходит снег, его жители выползают на поверхность и начинают «принимать солнечные ванны». Очень быстро температура тела муравья повышается на 10-15 градусов, и он возвращается обратно в холодный муравейник, согревая его своим теплом. Тысячи муравьев, «принимающих» такие «ванны», быстро поднимают температуру внутри муравейника.
Бесконечно разнообразие муравьев. В тропиках водятся так называемые бродячие муравьи, которые кочуют большими массами. На своем пути они уничтожают всё живое, и остановить их невозможно. Поэтому на жителей тропической Америки эти муравьи наводят ужас. При приближении колонны бродячих муравьев жители с домашними животными бегут из деревни. После прохода колонны через деревню в ней не остается ничего живого: ни крыс, ни мышей, ни насекомых. Двигаясь в колонне, бродячие муравьи соблюдают строгий порядок. По краям колонну охраняют муравьи-солдаты с огромными челюстями, в центре находятся самки и рабочие. Рабочие несут личинок и куколок. Движение продолжается весь световой день. На ночь колонна останавливается, и муравьи сбиваются в кучу. Для размножения муравьи временно переходят на оседлую жизнь, но строят не муравейник, а гнездо из собственных тел в форме шара, полого внутри, с несколькими каналами для входа и выхода. В это время матка начинает откладывать яйца. Рабочие муравьи ухаживают за ними и выводят из них личинок. Отряды муравьев-фуражиров время от времени выходят из гнезда за пищей для семьи. Оседлая жизнь продолжается до тех пор, пока личинки не подрастут. Тогда муравьиная семья опять двигается в путь.
О чудесах муравьиной семьи можно рассказать еще очень много, но вот каждый отдельный обитатель муравейника — это, как ни удивительно, просто мелкое суетливое насекомое, в действиях которого часто трудно найти какую-либо логику и цель.
Муравей перемещается по неожиданным траекториям, тащит в одиночку или в группе какие-нибудь грузы (кусок травинки, муравьиное яйцо, комочек земли и т.д.), но обычно трудно проследить за его работой от начала до результата. Более осмысленно выглядят его, так сказать, «трудовые макрооперации»: муравей сноровисто подхватывает травинку или кусочек хвои, включается в «групповую» переноску, умело и отчаянно сражается в муравьиных битвах.
Поражает не то, что из этого хаоса и, казалось бы, бесцельной суеты складывается многоликая и размеренная жизнь муравейника. Если с высоты сотни метров посмотреть на любое человеческое строительство, то картина будет очень схожа: там тоже сотни работников делают десятки на первый взгляд не связанных друг с другом операций, и в результате возникает небоскреб, домна или плотина.
Удивительно другое: в муравьиной семье не обнаруживается никакого «мозгового центра», который управлял бы общими усилиями для достижения желаемого результата, будь то починка муравейника, добыча пищи или защита от врагов. Больше того, анатомия отдельного муравья — разведчика, работника или муравьиной матки — не позволяет поместить этот «мозговой центр» в отдельном муравье. Слишком малы физические размеры его нервной системы, и слишком велик объем программ и накопленных поколениями данных, необходимых для управления жизнедеятельностью муравейника.
Можно допустить, что отдельный муравей способен автономно на инстинктивном уровне выполнять небольшой набор «трудовых макроопераций». Это могут быть и трудовые и боевые операции, из которых, как из элементарных кирпичиков, складывается трудовая и боевая жизнь муравейника. Но для жизни в муравьиной семье этого мало.
Для существования в своей среде обитания муравьиной семье необходимо уметь оценивать и собственное состояние, и состояние окружающей среды, уметь переводить эти оценки в конкретные задачи поддержания гомеостаза, устанавливать приоритеты этих задач, следить за их выполнением и в режиме реального времени перестраивать работу в ответ на внешние и внутренние возмущения.
Как муравьи делают это? Если принять допущение об инстинктивных реакциях, то достаточно правдоподобный алгоритм поведения может выглядеть следующим образом. В памяти живого существа в том или ином виде должно находиться нечто подобное таблице «ситуация — инстинктивный ответ на ситуацию». В любой жизненной ситуации информация, поступающая от органов чувств, обрабатывается нервной системой и «образ ситуации», созданный ею, сравнивается с «табличными ситуациями». При совпадении «образа ситуации» с какой-либо «табличной ситуацией» выполняется соответствующий «ответ на ситуацию». Если совпадения нет — поведение не корректируется или выполняется некоторый «дежурный» ответ. Ситуации и ответы в такой «таблице» могут быть обобщены, но и при этом ее информационный объем будет очень большим даже для выполнения относительно простых функций управления.
«Таблица» же, которая управляет жизнью муравейника и в которой перечислены варианты ситуаций трудовой деятельности и контактов с окружающей средой при участии десятков тысяч муравьев, становится просто необозримой, и для ее хранения потребовались бы колоссальные объемы «запоминающих устройств» нервной системы. Кроме того, время получения «ответа» при поиске в такой «таблице» также будет очень велико, так как его необходимо выбирать из необозримо большого набора схожих ситуаций. А в реальной жизни эти ответы надо получать достаточно быстро. Естественно, что путь усложнения инстинктивного поведения вскоре заводит в тупик, особенно в тех случаях, когда требуются инстинктивные навыки коллективного поведения.
Для оценки сложности «таблицы инстинктивного поведения» посмотрим хотя бы, какие основные операции приходится выполнять муравьям-«животноводам» при уходе за тлями. Очевидно, что муравьи должны уметь отыскивать на листьях «богатые пастбища» и отличать их от «бедных», чтобы вовремя и правильно перемещать тлей по растению. Они должны уметь распознавать опасных для тлей насекомых и знать способы борьбы с ними. При этом вполне возможно, что способы борьбы с разными врагами отличаются друг от друга, и это, естественно, увеличивает необходимый объем знаний. Важно также уметь опознавать самок тлей, чтобы в определенный момент (в начале зимы) переносить их в муравейник, располагать в специальных местах и обслуживать всю зиму. Весною же надо определить места их повторного расселения и организовать жизнь новой колонии.
Наверное, нет надобности продолжать — уже перечисленные операции дают представление об объеме знаний и умений, нужных муравью. При том надо учитывать, что все подобные операции — коллективные и в разных ситуациях могут выполняться разным количеством муравьев. Поэтому невозможно выполнять эту работу по жесткому шаблону и надо уметь адаптироваться к меняющимся условиям коллективного труда. Например, муравей-«животновод» должен знать не только, как ухаживать за тлями, но и как участвовать в коллективной жизни муравейника, когда и где работать и отдыхать, в какое время начинать и кончать рабочий день и т.д. Для координации действий десятков и сотен тысяч муравьев в безбрежном океане вариантов коллективной трудовой деятельности необходим уровень управления на порядки выше того, который возможен при инстинктивном поведении.
Элементарные интеллектуальные возможности появились у представителей животного мира Земли именно как способ обойти это принципиальное ограничение. Вместо жесткого выбора из «таблицы» стал использоваться метод построения «ответа» на возникающую ситуацию из относительно малого набора элементарных реакций. Алгоритм такого построения хранится в «памяти», и специальные блоки нервной системы в соответствии с ним строят необходимый «ответ». Естественно, что та часть структуры нервной системы, которая ответственна за реакции на внешние возмущения, существенно усложняется. Но такое усложнение окупается тем, что позволяет, не требуя нереально больших объемов нервной системы, практически неограниченно разнообразить поведение особи и сообщества. Освоение нового типа поведения с этой точки зрения требует лишь добавления в «память» нового алгоритма формирования «ответа» и минимального объема новых данных. При инстинктивном же поведении возможности нервной системы быстро ставят предел такому развитию.
Очевидно, что перечисленные выше функции управления муравьиной семьей, необходимые для поддержания равновесия с окружающей средой и выживания, не могут выполняться на инстинктивном уровне. Они близки к тому, что мы привыкли называть мышлением.
Но доступно ли мышление муравью? По некоторым данным, его нервная система содержит всего около 500 тыс. нейронов. Для сравнения: в мозге человека около 100 млрд. нейронов. Так почему же муравейник может делать то, что он делает, и жить так, как он живет? Где размещается «мыслящий центр» муравьиной семьи, если в нервной системе муравья его разместить нельзя? Скажу сразу, что таинственные «психополя» и «интеллектуальная аура» в качестве вместилища этого «центра» здесь рассматриваться не будут. Будем искать реально существующие места возможного расположения такого «центра» и способы его функционирования.
Представим себе, что программы и данные гипотетического мозга достаточно большой мощности разбиты на большое количество малых сегментов, каждый из которых размещен в нервной системе одного муравья. Для того чтобы эти сегменты могли работать как единый мозг, надо соединить их линиями связи и в набор программ мозга включить программу-«надзирателя», которая следила бы за передачей данных между сегментами и обеспечивала нужную последовательность их работы. Кроме того, при «построении» такого мозга надо учесть то, что некоторые муравьи — носители программных сегментов — могут умереть от старости или погибнуть в тяжелой борьбе за выживание, а с ними погибнут и расположенные в них сегменты мозга. Чтобы мозг был устойчив к таким потерям, необходимо иметь резервные копии сегментов.
Программы самовосстановления и оптимальная стратегия резервирования позволяют, вообще говоря, создать мозг очень высокой надежности, который сможет работать продолжительное время, несмотря на военные и бытовые потери и смену поколений муравьев. Такой «мозг», распределенный по десяткам и сотням тысяч муравьев, будем называть распределенным мозгом муравейника, центральным мозгом или супермозгом. Надо сказать, что в современной технике системы, сходные по структуре с супермозгом, не новинка. Так, американские университеты уже используют тысячи компьютеров, подключенных к Интернету, для решения актуальных научных задач, требующих больших вычислительных ресурсов.
Кроме сегментов распределенного мозга в нервной системе каждого муравья должны быть заложены и программы «трудовых макроопераций», выполняемых по командам этого мозга. Состав программы «трудовых макроопераций» определяет роль муравья в иерархии муравейника, а сегменты распределенного мозга работают как единая система, как бы вне сознания муравья (если бы оно у него было).
Итак, предположим, что сообщество коллективных насекомых управляется распределенным мозгом, причем каждый член сообщества является носителем частицы этого мозга. Другими словами, в нервной системе каждого муравья находится небольшой сегмент центрального мозга, который является коллективной собственностью сообщества и обеспечивает существование этого сообщества как целого. Кроме того, в ней находятся программы автономного поведения («трудовые макрооперации»), которые являются как бы описанием его «личности» и которые логично назвать собственным сегментом. Так как объем нервной системы каждого муравья мал, то и объем индивидуальной программы «трудовых макроопераций» тоже получается малым. Поэтому такие программы могут обеспечивать самостоятельное поведение насекомого только при выполнении элементарного действия и требуют обязательного управляющего сигнала после его окончания.
Говоря о супермозге, нельзя обойти проблему связи между его сегментами, расположенными в нервной системе отдельных муравьев. Если мы принимаем гипотезу распределенного мозга, то должны учитывать, что для управления системой муравейника необходимо быстро передавать большие объемы информации между сегментами мозга и отдельные муравьи должны часто получать управляющие и корректирующие команды. Однако многолетние исследования муравьев (и других коллективных насекомых) не обнаружили сколько-нибудь мощных систем передачи информации: найденные «линии связи» обеспечивают скорость передачи порядка единиц бит в минуту и могут быть только вспомогательными.
Сегодня мы знаем лишь один канал, который мог бы удовлетворить требованиям работы распределенного мозга: электромагнитные колебания в широком диапазоне частот. Хотя до настоящего времени такие каналы не найдены ни у муравьев, ни у термитов, ни у пчел, из этого не следует, что они отсутствуют. Правильнее говорить о том, что использованные методики исследования и аппаратура не позволили обнаружить эти каналы связи.
Современная техника, например, дает примеры совершенно, неожиданных каналов связи в хорошо, казалось бы, изученных областях, которые можно обнаружить только специально разработанными методами. Хорошим примером может быть улавливание слабых звуковых колебаний, или, попросту говоря, подслушивание. Решение этой задачи искали и находили и в архитектуре древнеегипетских храмов, и в современных направленных микрофонах, но с появлением лазера неожиданно выяснилось, что есть еще один надежный и высококачественный канал приема весьма слабых акустических колебаний. Причем возможности этого канала далеко превосходят все, что считалось в принципе возможным, и кажутся сказочными. Оказалось, что можно хорошо слышать безо всяких микрофонов и радиопередатчиков все, что вполголоса говорится в закрытой комнате, и делать это с расстояния 50-100 метров. Для этого достаточно, чтобы в комнате было застекленное окно. Дело в том, что звуковые волны, возникающие при разговоре, вызывают колебания оконных стекол с амплитудой в микроны и доли микрона. Лазерный же луч, отражаясь от колеблющегося стекла, дает возможность фиксировать эти колебания на приемном устройстве и после соответствующей математической обработки превращать в звук. Этот новый, ранее неизвестный метод регистрации колебаний позволил улавливать неощутимо слабые звуки в условиях, когда их обнаружение казалось принципиально невозможным. Очевидно, что эксперимент, опирающийся на традиционные способы поиска электромагнитных сигналов, не смог бы обнаружить этот канал.
Почему же нельзя предположить, что распределенный мозг использует какой-то неизвестный нам способ передачи информации по каналу электромагнитных колебаний? С другой стороны, в повседневной жизни можно найти примеры передачи информации по каналам, о физической основе которых ничего не известно. Я не имею в виду исполняющиеся предчувствия, эмоциональную связь между близкими людьми и другие подобные случаи. Вокруг этих явлений, несмотря на их безусловное существование, накопилось столько мистических и полумистических фантазий, преувеличений, а иногда и просто обмана, что я не решаюсь ссылаться на них. Но известно, например, такое распространенное явление, как ощущение взгляда. Практически каждый из нас может припомнить случаи, когда он оборачивался, почувствовав чей-нибудь взгляд. Сомнений в существовании информационного канала, который ответственен за передачу ощущения взгляда, нет, но нет и объяснения, каким образом некоторые особенности состояния психики смотрящего передаются тому, на кого он смотрит. Электромагнитное поле мозга, которое могло бы быть ответственно за этот информационный обмен, практически неощутимо при удалении на десятки сантиметров, а ощущение взгляда передается на десятки метров.
То же можно сказать о таком общеизвестном явлении, как гипноз. Гипнотические способности имеет не только человек: известно, что некоторые змеи используют гипноз при охоте. При гипнозе также происходит передача информации от гипнотизера к гипнотизируемому по каналу, который хотя и безусловно существует, но природа которого неизвестна. Причем если гипнотизер-человек использует иногда голосовые приказы, то змеи звуковой сигнал не используют, но их гипнотическое внушение от этого не теряет силу. И никто не сомневается в том, что можно почувствовать чужой взгляд, и не отрицает реальности гипноза из-за того, что в этих явлениях каналы передачи информации неизвестны.
Все сказанное выше можно рассматривать как подтверждение допустимости предположения о существовании канала передачи информации между сегментами распределенного мозга, физическая основа которого нам еще неизвестна. Так как наука, техника и практика повседневной жизни дают нам неожиданные и неразгаданные примеры разнообразных информационных каналов, то и в предположении о наличии еще одного канала неустановленной природы нет, видимо, ничего необычного.
Для объяснения того, почему линии связи у коллективных насекомых еще не обнаружены, можно привести много различных причин — от вполне реальных (недостаточная чувствительность исследовательской аппаратуры) до фантастических. Проще, однако, допустить, что эти линии связи существуют, и посмотреть, какие следствия из этого вытекают.
Прямые наблюдения за муравьями подтверждают гипотезу о внешних командах, управляющих поведением отдельного насекомого. Типичным для муравья является неожиданное и резкое изменение направления движения, которое нельзя объяснить никакими видимыми внешними причинами. Часто можно наблюдать, как муравей на мгновенье останавливается и неожиданно поворачивает, продолжая движение под углом к прежнему направлению, а иногда и в обратную сторону. Наблюдаемую картину можно правдоподобно истолковать, как «остановку для приема управляющего сигнала» и «продолжение движения после получения приказа о новом направлении». При выполнении какой-либо трудовой операции муравей может (правда, это случается заметно реже) прервать ее и либо перейти к другой операции, либо двигаться в сторону от места работы. Такое поведение также напоминает реакцию на внешний сигнал.
Как изучают жизнь муравьев
Ю. Фролов
Прежде всего, просто наблюдением, причем с незапамятных времен.
Еще в Библии (Притчи царя Соломона) лентяям рекомендуется поучиться трудолюбию у муравья и отмечается децентрализованная организация действий этих общественных насекомых: «Пойди к муравью, ленивец, посмотри на действия его и будь мудрым. Нет у него ни начальника, ни приставника, ни повелителя, но он заготовляет летом хлеб свой, собирает во время жатвы пищу свою».
За муравьями с увлечением следили Аристотель, Плутарх, Плиний, сделав немало тонких и верных наблюдений, но и несколько ошибок. Так, Аристотель принимал окрыленных муравьев за отдельный вид и писал, что муравьи размножаются белыми червячками, сначала округлыми, а затем удлиняющимися. Разумеется, он имел в виду яйца, из которых выходят личинки.
Натуралисты прошлого раскапывали муравейники, чтобы выяснить их структуру, распределение камер разного назначения, понять кастовую организацию общества муравьев.
Ближе к нашим дням стало возможно без таких крайних мер, как раскапывание их жилища, наблюдать не только деятельность муравьев вне муравейника, но и их жизнь дома. Вставляют в стенку муравьиной кучи стекло или просто поселяют колонию муравьев в лабораторном стеклянном муравейнике. Он одномерный: склеивают два больших стекла, оставляя между ними промежуток в несколько миллиметров, засыпают туда стройматериалы и запускают муравьев.
Так как муравьи не любят дневного освещения в своем жилище, следить за ними нередко удобнее при инфракрасном свете. Иногда в муравейник вводят гибкий волоконный эндоскоп с лампочкой на конце, позволяющий делать и фотоснимки.
Для слежения за жизнью и перемещениями отдельных особей их метят капелькой краски, иногда — светящейся, чтобы наблюдать в темноте. Правда, такой метод годится только для относительно крупных видов.
Еще более изощренный способ — мечение слаборадиоактивными изотопами, позволившее изучить трофаллаксис — обмен пищей между муравьями. Им либо дают сахарный сироп с изотопом углерода, либо подбрасывают жертву — гусеницу, выращенную на рационе с добавками радиоактивного фосфора. Затем счетчик Гейгера показывает, как благодаря обмену отрыгнутыми капельками пищи один накормленный муравей распространяет радиоактивность по всему муравейнику.
Строение подземных муравьиных гнезд изучают, либо раскапывая их, либо делая отливки сложных ходов и камер гнезда, заливая в его вход жидкий гипс, быстро застывающие полимеры или легкоплавкий металл.
Очень интересен с точки зрения гипотезы супермозга феномен так называемых ленивых муравьев. Наблюдения показывают, что не все муравьи в семье являются образцами трудолюбия. Оказывается, примерно 20% муравьиной семьи практически не принимает участия в трудовой деятельности. Исследования показали, что «ленивые» муравьи — это не муравьи на отдыхе, которые после восстановления сил включаются в работу. Оказалось, что если удалить из семьи заметную часть работающих муравьев, то соответственно повышается темп работы оставшихся «работников», а «ленивые» муравьи в работу не включаются. Поэтому их нельзя считать ни «трудовым резервом», ни «отдыхающими».
Сегодня предложено два объяснения существования «ленивых» муравьев. В первом случае предполагается, что «ленивые» муравьи — это своеобразные «пенсионеры» муравейника, состарившиеся муравьи, неспособные к активной трудовой деятельности. Второе объяснение еще проще: это муравьи, которые почему-то не хотят работать. Так как других, более убедительных объяснений нет, считаю, что имею право на еще одно предположение.
Для любой распределенной системы обработки информации — а супермозг является разновидностью такой системы — одна из основных проблем — обеспечение надежности. Для супермозга эта задача жизненно важна. Основу системы обработки информации представляет программное обеспечение, в котором закодированы принятые в системе методы анализа данных и принятия решений, что справедливо и для супермозга. Наверняка его программы сильно отличаются от программ, написанных для современных вычислительных систем. Но в том или ином виде они должны существовать, и именно они ответственны за результаты работы супермозга, т.е. в конечном счете за выживание популяции.
Но, как уже говорилось выше, программы и данные, которые ими обрабатываются, не хранятся в одном месте, а разбиты на множество сегментов, расположенных в отдельных муравьях. И даже при очень большой надежности работы каждого элемента супермозга результирующая надежность системы получается невысокой. Так, например, пусть надежность работы каждого элемента (сегмента) равна 0,9999, т.е. сбой в его работе возникает в среднем один раз на 10 тысяч обращений. Но если вычислить суммарную надежность системы, состоящей, скажем, из 60 тысяч таких сегментов, то она оказывается меньше 0,0025, т.е. уменьшается примерно в 400 раз по сравнению с надежностью отдельного элемента!
Разработаны и используются в современной технике различные способы повышения надежности больших систем. Например, резко повышает надежность дублирование элементов. Так, если при той же, что и в приведенном примере, надежности элемента его дублировать, то общее количество элементов возрастет вдвое, но зато суммарная надежность системы возрастет и станет практически равной надежности отдельного элемента.
Если вернуться к муравьиной семье, то нужно сказать, что надежность функционирования каждого сегмента супермозга значительно ниже приведенных величин, хотя бы из-за малого срока жизни и большой вероятности гибели носителей этих сегментов — отдельных муравьев. Поэтому многократное дублирование сегментов супермозга является обязательным условием его нормального функционирования. Но кроме дублирования есть и другие способы повышения суммарной надежности системы.
Дело в том, что система в целом не одинаково реагирует на сбои в разных ее элементах. Есть сбои, которые фатально сказываются на работе системы: например, когда неправильно срабатывает программа, обеспечивающая нужный порядок обработки информации, или когда из-за сбоя теряются уникальные данные. Но если сбой происходит в сегменте, результаты работы которого можно каким-либо способом исправить, то эта неполадка приводит только к некоторой задержке в получении результата. Кстати сказать, в реальных условиях большинство результатов, получаемых супермозгом, относится именно к этой группе и лишь в редких случаях сбои приводят к тяжелым последствиям. Поэтому надежность системы можно увеличить еще и повышением, так сказать, «физической надежности» сегментов, в которых располагаются особо важные и невосстанавливаемые программы и данные.
Исходя из сказанного, можно предположить, что именно «ленивые» муравьи являются носителями специализированных, особо важных сегментов распределенного мозга. Эти сегменты могут иметь различное назначение, например выполнять функции поддержания целостности мозга при гибели отдельных муравьев, собирать и обрабатывать информацию с сегментов нижнего уровня, обеспечивать правильную последовательность выполнения задач супермозга и т. п. Освобождение от трудовой деятельности обеспечивает «ленивым» муравьям повышенную безопасность и надежность существования.
Такое предположение о роли «ленивых» муравьев подтверждается экспериментом, проведенным в Стэнфордской лаборатории известного физика, лауреата Нобелевской премии И. Пригожина, который занимался проблемами самоорганизации и коллективной деятельности. В этом эксперименте муравьиную семью разделили на две части: в одну вошли только «ленивые» муравьи, а в другую — «работники». Через некоторое время выяснилось, что «трудовой профиль» каждой новой семьи повторяет «трудовой профиль» исходной семьи. Оказалось, что в семье «ленивых» муравьев только каждый пятый остался «ленивым», а остальные активно включились в трудовую деятельность. В семье же «работников» та же пятая часть стала «ленивыми», а остальные остались «работниками».
Результаты этого изящного эксперимента легко объяснить с точки зрения гипотезы распределенного мозга. По-видимому, в каждой семье часть ее членов делегируется для хранения особо важных сегментов распределенного мозга. Вероятно, по структуре и строению нервной системы «ленивые» муравьи не отличаются от «работников» — просто в какой-то момент в них загружаются нужные сегменты. Именно это и произошло с новыми семьями в описанном выше эксперименте: центральный мозг выполнил нечто похожее на загрузку нового программного обеспечения, и этим было закончено оформление муравьиных семей.
Уже сегодня можно строить достаточно правдоподобные гипотезы о структуре распределенного мозга, топологии сети, объединяющей его сегменты, и о базовых принципах резервирования внутри нее. Но главное не в этом. Главное в том, что концепция распределенного мозга позволяет непротиворечиво объяснить основную загадку муравейника: где и как хранится и используется управляющая информация, определяющая сверхсложную жизнь муравьиной семьи.
«Наука и жизнь» о муравьях:
Муравей крупным планом. — 1972, № 9.
Ковалев В. Муравьиные коммуникации. — 1974, № 5.
Халифман И. Операция «Муравей». — 1974, № 5.
Мариковский П. Муравьиная служба реанимации. — 1976, № 4.
Васильева Е., Халифман И. Великан у муравейника. — 1980, № 3.
Константинов И. Город муравьев. — 1982, № 1.
Васильева Е., Халифман И. Муравьи-кочевники. — 1986, № 1.
Индивидуальность есть и у муравьев. — 1998, № 12.
Александровский Г. Эволюция муравьев длится 100 миллионов лет. — 2000, № 10.
Старикова О., Фурман М. Муравьи в городе. — 2001, № 1.
Успенский К. Песчаный муравей. — 2003, № 8.
Металлический муравейник. — 2004, № 11.
Муравьи выбирают жилище. — 2006, № 7.
Бит — единица информации, позволяющая выполнить один двоичный выбор: «да-нет», «лево-право» и т. п.
Показать
Муравьи - удивительные существа, они очень сильные и способны поднимать вес, превышающий их собственный в десятки раз. Мы знаем, что муравьи являются социальными насекомыми и живут в колониях. Но знаете ли вы, что колонии муравьев могут быть настолько большим, что охватывают тысячи километров? Знаете ли вы, что ?
В этой статье вы откроете для себя самые удивительные и интересные факты о муравьях, которые позволяют лучше понять этих насекомых.
Анатомия
1. Муравьи не имеют ушей
Муравьи не имеют традиционных ушей, как люди. Они «слышат» путем измерения вибраций. Специальные датчики на коленях и лапках помогают им уловить вибрации окружающей их среды.
2. Муравьи имеют самый большой среди насекомых мозг
Мозг муравьев состоит из 250 000 клеток, что больше, чем у других насекомых. Некоторые крупные колонии муравьев могут иметь столько клеток мозга, как средне статистический человек.
3. Муравьи имеют два желудка
Муравьи, как правило, имеют два желудка. Один желудок используется для индивидуального питания насекомого, в то время как другой предназначен для обмена пропитанием с другими муравьями колонии.
Размножение
4. У муравьев есть однополое размножение
Некоторые виды муравьев размножаются путем клонирования с помощью процесса, известного как партеногенез. Этот тип размножения характеризуется появлением самок из неоплодотворенных яиц (самцы не принимают в этом участия). Муравьи могут также размножаться половым путем.
Колонии
5. Муравьи создают неправдоподобно большие колонии
Считается, что самая большая колония муравьев имеет площадь более 5800 км. Она настолько велика, что охватывает несколько стран, включая Италию, Францию и Испанию. Колония состоит из аргентинского вида муравьев (Linepithema humile ).
Другие интересные факты
6. Муравьи могут становится"зомби"
Самые крупные живые муравьи имеют длину примерно от 3 до 5 сантиметров. Некоторые окаменелые останки муравьев еще больше, достигая до 6 сантиметров в длину.
8. Муравьи могут выжить во влажных условиях, связанных с наводнениями
Муравьи дышат через специализированные органы, называемые дыхальцами. Когда их окружающая среда становится слишком влажной, из-за наводнения или другого стихийного бедствия, они способны закрыть свои дыхальца, чтобы выжить. Эти насекомые даже могут находится под водой в течение определенного периода времени.
9. Продолжительности жизни
В то время как стандартная продолжительность жизни муравьев составляет 30-90 дней, некоторые муравьиные матки могут жить в течение 20-30 лет.
10. Мудрые муравьи
Знаете ли вы, что муравьи были восхвалены в Библии? Притча 6:6 гласит: "Пойди к муравью, ленивец, посмотри на действия его, и будь мудрым." Муравьи используются в качестве примеров трудолюбия и усердия.
11. Некоторые муравьи прозрачные
Некоторые муравьи имеют прозрачные тела. Они способны приобретать цвет любой пищи, которой питаются.
12. Муравьи могут защитить себя с помощью кислоты
Некоторые виды муравьев могут распылять кислоту, чтобы избавиться от нежелательных конкурентов в их среде обитания или для защиты от потенциальных угроз.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Интересные факты о муравьях всегда интересовали людей, так как эти насекомые считаются одними из самых увлекательных и необычных. Эти распространенные насекомые очень ответственные, работящие, а также, несмотря на свои незначительные размеры очень сильные. Все муравьи живут колониями у каждой из которых имеется своя королева или как ее еще называют, матка.
Рыжий муравей мирмика
У всех муравьев, как и у человека, есть свои профессии, и они ведут идентичный образ жизни. Что касается специализации этих насекомых, то они бывают:
- военные, солдаты и врачи – эти насекомые выполняют свои определенные функции;
- строители и инженеры – строят жилье и обустраивают его, а также занимаются вопросами коммуникации;
- сиделки;
- добытчики;
- животноводы и фермеры;
- листорезы, жнецы, древоточцы и могильщики.
Это далеко не все профессии, которые имеются в муравьином семействе, но все же самые главные. Что касается гнезд домашних муравьев, то в них помимо рабочего класса имеется еще и так называемые разведчики. Эти насекомые не пользуются уважением среди всех остальных и выполняют свои функции.
Что касается обустройства муравейника, то типичное жилье этих насекомых состоит:
- царской камеры – в этом отсеке обитает самка, за которой в процессе жизни ухаживают муравьи;
- камеры с яйцами, личинками или куколками;
- зимовальная камера;
- мясная кладовка;
- хлебный амбар;
- коровник;
- кладбище;
- солярий.
Устройство муравейника
Помимо всего прочего в обязательном порядке каждый муравейник оборудован входом, а сверху он покрыт различными иголками и веточками. Это покрытие в первую очередь предназначено для укрытия муравейника от непогоды.
- муравьи произошли от хищников, таких как осы, которые вымерли еще во времени динозавров;
- ближайшими родственниками муравьев являются тараканы;
- королева у муравьев живет на протяжении тридцати лет, а вот рабочие особи не существуют более трех лет;
- муравьи, несмотря на свои незначительные размеры способны переносить предметы в пять тысяч раз тяжелее их самих;
- муравьи считаются одними из самых умных насекомых, так как их мозг состоит из 250 000 клеток;
- у каждой колонии муравьев свой характерный запах;
- муравьиная королева никогда не покидает свое жилище и занимается исключительно только откладыванием яиц;
- укусы некоторых разновидностей муравьев может быть смертельно опасным для человеческого организма, так как являются очень ядовитыми;
- муравьи считаются одними из самых старых насекомых, первые особи были зафиксированы более ста миллионов лет назад;
- муравьи размножаются достаточно стремительно, поэтому при проникновении их в человеческое жилище избавиться от них достаточно проблематично;
- передвигаются эти насекомые исключительно только строем;
- муравьи могут также проявлять по отношению друг к другу не только агрессию, но и заботу, именно поэтому в том случае если какая-то особь ранена другие будут на протяжении всего времени выздоровления ухаживать за ним, заботится и даже приносить продукты питания;
- все муравьи выполняют свои определенные функции и задачи;
- муравьи могут культивировать живые организмы для того чтобы удовлетворять свои нужды.
Это далеко не все интересные факты о муравьях для детей, которые были замечены в настоящее время, но самые главные из них.
Также хотелось бы отметить тот факт, что именно муравьиная кислота обладает прекрасным обезболивающим эффектом и прекрасно справляется с такими патологическими процессами как ревматизм, артрит, подагра, артроз и многие другие заболевания.
Могут совершенно безопасно находиться под водой на протяжении нескольких суток
Особенностью муравьев также является то, что насекомые могут совершенно безопасно находиться под водой на протяжении нескольких суток, и это совершенно не грозит им никакими изменениями.
Независимо от того насколько далеко муравьи ушли от своего жилища найти дорогу назад они всегда умеют. Это можно объяснить только тем, что эти насекомые оставляют за собой своеобразный след, состоящий из феромонов, и именно благодаря ему постоянно возвращаются в муравейник.
Что касается процесса размножения муравьев, то он по праву считается достаточно эффективным. Производством потомства в муравейнике занимается только всего лишь одна самка, которая именуется королевой или маткой. Так как она постоянно находиться в муравейнике и никогда из него не отлучается, то именно она занимается откладыванием яиц и уходом за ними. Помимо матки в муравейнике есть и остальные самки, но ни одна из них не может размножаться.
Появление потомства у муравьев происходит всего лишь один нар в год, когда из куколок появляются молодые самцы и самки.
Если муравьи живут в домашних условиях, то их жизнедеятельность происходит совершенно по другим правилам и законам.
На зиму муравьи утепляют муравейник
Также хотелось бы отметить, что муравьи в зимнее время совершенно не впадают в спячку, а их жизнь продолжает идти все тем же чередом. Эти насекомые остаются зимовать все в тех же муравейниках, единственное что они делают для того чтобы зимой им не было холодно, так это утепляют их.
В зимний период времени эти насекомые не отличают особой активностью, поэтому пищи для их существования необходимо намного меньше.
Обратите внимание! В северных районах муравьи могут существовать даже при особо низких температурах, зафиксированы случаи, когда эти насекомые выживали при температуре воздуха - 58 градусов.
Также именно муравьи способны значительно повысить плодородность почвы. Это происходит вследствие того, что насекомые прокладывают подземные ходы и тем самым рыхлят землю. А в процессе этого происходит ее насыщение кислородом и обогащение минеральными веществами и органическими соединениями. Поэтому роль муравьев в жизни человека и окружающей среды достаточно значительная. Еще наши предки считали, что если на участке земли присутствуют муравьи, то это считается первым признаком хорошего и плодотворного места.
Кроме положительного воздействия муравьи могут приводить и к негативным последствиям. Это в первую очередь касается порчи пионов, которые из-за воздействия муравьев становятся некрасивыми и искаженными.
Негативное воздействие муравьи оказывают и в том случае, когда поселяются в жилище человека. Именно в этом случае они доставляют множество неудобств. Избавляться с этими насекомыми в доме следует незамедлительно, так как промедление грозит значительным увеличением их численности. К счастью, в настоящее время в любом хозяйственном магазине можно приобрести различные препараты и средства для борьбы с ними. Если численность достигает огромного количества и справиться с насекомыми самостоятельно не получается, тогда нужно воспользоваться помощью профессионалов, которые в борьбе с насекомыми используют исключительно профессиональные средства, приобрести самостоятельно которые нет возможности.
Очень важно в процессе с этими насекомыми соблюдать в помещении чистоту, таким образом, проникнув туда, они увидят, что ничего интересного здесь для них нет, и спокойно покинут помещение.
Муравьи - насекомые из отряда перепончатокрылых. Все мы знаем о том, что они живут колониями, у них есть королева, они очень трудолюбивые и сильные. Но есть и такие вещи, о которых знают далеко не все. Давайте посмотрим интересные факты о муравьях.
Итак, самые интересные факты о муравьях:
- Муравьи - это, конечно, хищники. Но несмотря на это, они держат свой домашний скот. В роли такого скота выступает тля. Муравьи пасут тлю, заботятся о ней, защищая от других насекомых и даже доят. Таким образом тля выделяет специальную жидкость, которую муравьи с удовольствием применяют в пищу. Ну и конечно же тля служит для них в качестве еды. В общем муравьи - это единственные живые существа, кроме человека, которые выращивают домашний скот.
- У муравьев есть четкие обязанности: строители, солдаты, фуражеры (те, кто занимается поиском еды). Если фуражер несколько раз возвратился ни с чем, то его казнят и самого пускают на еду.
Темнолапый муравьиный паук (Myrmarachne melanotarsa) выглядит в точности как муравей.
- Существуют некоторые виды , которые как две капли воды похожи на муравьев, за исключением того, что у муравьев 6 ног, а у пауков 8. Такие пауки, как правило, пользуются этим сходством для защиты от птиц и других насекомых, так как муравьи не являются предметом гастрономической страсти ни для кого (кроме, наверное, муравьедов). Но некоторые такие пауки, наоборот, пользуются этим сходством для охоты на самих муравьев. Они поджимают две лапы, заходят в муравейник, ловят и убивают муравья, после чего выносят его из муравейника, как умершего товарища, а сами поедают его.
- Муравьи могут не только наказывать, но и заботиться. Если муравей ранен, но они будут ухаживать за ним, пока тот не поправится, а если муравей стал калекой, то другие муравьи тоже будут заботиться о нем и носить ему еду, пока он в состоянии ее просить.
- Большинство муравьев - это рабочий класс и все рабочие муравьи являются самками, у которых недоразвита половая система.
- Муравьи не имеют права есть пищу, которую они нашли. Сначала они должны принести всю найденную пищу в муравейник, после чего уже происходит распределение.
- В одним из распространенных деликатесных блюд является «Эскамолы». Это личинки муравьев. Стоит такое блюдо примерно 90 долларов за один килограмм.
- Муравьиная царица (матка) живет в среднем 15 лет и за всю жизнь спаривается всего один раз, но свое потомство производит постоянно.
- Если муравей бездельничает и ничего не делает без видимых причин, то его выгоняют из муравейника. Но интересным также является тот факт, что это касается даже царицы. Муравьи могут выгнать королеву, если она приносит мало потомства и затем выбрать новую.
- Американский ученый-энтомолог Дерек Морли следил за поведением муравьев и выяснил, что когда они просыпаются, то они вытягивают все 6 своих лап, после чего широко открывают свои челюсти, значит муравьи тоже потягиваются и зевают, когда просыпаются.
- Многие думают, что муравьи и термиты практически одного вида, но это не так. Муравьи ближе находятся к пчелам и осам, а термиты к тараканам!
- У некоторых племен в Южной Америке обряд посвящения мальчика в мужчину проходит так: мальчик надевает рукав, полный муравьев. После многочисленных укусов руки мальчика опухают, парализуются и даже чернеют, но со временем это проходит.
- Муравьиная кислота очень хорошо зарекомендовала себя как болеутоляющее при таких заболеваниях как артрит, артроз, ревматизм, подагра и др.
- Многие виды муравье могут находиться под водой несколько суток и с ними ничего не случится.
- Муравьи всегда смогут найти дорогу к своему муравейнику. Это объясняется тем, что муравьи оставляют за собой след из феромонов, по которому они находят дорогу домой.
Дорогой читатель, ты когда-нибудь задумывался о том, что крошечный муравей, которого ты привык видеть чуть ли не каждый день, на самом деле, уникальное насекомое? И, признаться, муравьи все еще не изучены до конца. Столько загадочного и необъяснимого в их поведении!Наберись терпения, и скоро ты узнаешь, умеют ли муравьи зевать, на каком языке они говорят, и даже познакомишься с муравьями-земледельцами и пастухами…
Поскольку муравьи появились на Земле очень-очень давно, науке непросто определить, когда же именно это произошло. Некоторые ученые считают, что семейству муравьев больше ста миллионов лет! Удивляет и то, что в отличие от многих других живых организмов, они умеют не только приспосабливаться к окружающему миру, но и менять его! Если посмотреть на обычного муравьишку, может показаться, что его действия лишены всякого смысла: бежит себе по тропинке, и бежит… Но, это не так! Муравьи невероятно организованные насекомые. Все у них подчинено строгому распорядку.
Муравьи никогда не живут по отдельности - только семьями, которые в последующем могут объединяться в так называемые колонии и федерации. В каждом муравейнике непременно есть матка, откладывающая яйца (ее также называют царицей или королевой). Остальные члены семьи – это в основном рабочие муравьи женского пола. А, вот самцов среди них не так уж и много.
Сколько же муравьев может быть в одной семье? От нескольких десятков до миллионов особей! Причем, не важно, большая семья или маленькая – организованность в ней будет потрясающая. Так, в зависимости от индивидуальных возможностей и возраста, муравьи могут трудиться строителями, охранниками, добытчиками пищи (их еще называют фуражерами), няньками, уборщиками, рядовыми солдатами и даже разведчиками… Профессий у этих маленьких существ огромное количество. Кстати, а кто сказал, что муравей обязательно должен быть маленьким? Есть отдельные виды, царицы которых, достигают пяти сантиметров в длину!
Ты, конечно, можешь удивиться: «Как же муравьям удается так ловко организовать свой быт?!» И, действительно, представить себе семью, или колонию муравьев, в которой сотни тысяч особей действуют четко и слаженно, очень трудно… Но, в природе все именно так и устроено! Чтобы добиться взаимопонимания, трудолюбивым муравьишкам необходимо общаться. Для этого они используют, так называемый, химический язык. Каждый муравей выделяет специальные вещества, которые называются феромонами. Ими он помечает тропинки, чтобы сородичи знали, куда они ведут. Таким же образом оставляются и сигналы о найденной пище. Кроме того, муравьи способны создавать определенную вибрацию своим брюшком и умеют воспроизводить некоторые звуки.
Маленькие дома и большие замки
Живут муравьи в гнездах. Впрочем, в обиходе мы чаще используем слово «муравейник». Причем муравейники могут располагаться и на земле, и глубоко под землей, и в древесине, и даже в обычном желуде - небольшой семье, состоящей из сотни особей, будет там очень уютно.
А, вот пещерные муравьи из Австралии отличаются тем, что возле входа в свой подземный муравейник выстраивают достаточно высокий барьер из сухих веточек.
Еще загадочнее выглядят гнезда, где у входа высится целый лабиринт, вылепленный из глины…
Бывают и такие муравейники, увидев которые захватывает дух. Например, ученые однажды обнаружили целый муравьиный город, находившийся на восьмиметровой глубине под землей. Его площадь составляла 50 квадратных метров – это размер просторной однокомнатной квартиры! А, знаешь, сколько земли пришлось перекопать маленьким строителям, чтобы возвести свой город? Сорок тонн!
Как семья выбирает новое место для гнезда?
Любой дом может оказаться разрушенным. От этого не застрахованы и муравейники. Так что, в случае такой неприятности, муравьи начинают незамедлительно искать новое место для жилья. Представь такую ситуацию: сотни муравьев-разведчиков разбежались в разные стороны. Каждый исследовал территорию и нашел, на его взгляд, подходящее место для постройки. Но, как же выбрать из нескольких вариантов наилучший? И кто, вообще, принимает решения в муравьиной семье? На самом деле, лидеров здесь нет, и быть не может. Эти загадочные насекомые действуют как единый живой организм. Муравей заботится не о собственной выгоде, а о том, что лучше для всей семьи.
В случае же переезда, муравьи-разведчики подают сигнал своим собратьям о том, что нашли пригодный для строительства участок. И, если из одного и того же места будет много сигналов, значит, все особи двинутся именно в этом направлении.
Бродячие муравьи
Впрочем, не у всех муравьев есть постоянное место жительства. Существуют и бродячие муравьи. Обитают они в тропиках Африки, а также в Центральной и Южной Америке. Порой африканские бродячие муравьи объединяются в огромные колонии численностью до двадцати миллионов особей! Двигаются они очень быстро – со скоростью 20 километров в час. А теперь давай сопоставим это со скоростью бегущего человека… Новичок, решивший укрепить здоровье, разовьет ее примерно до 17 километров в час. У спортсменов она будет, конечно, больше. Но, и этот пример прекрасно иллюстрирует удивительные способности муравьев. Ведь, несмотря на то что мы с ними бегаем примерно с одинаковой скоростью, длина наших ног и крошечных конечностей муравьишек просто несопоставима!
Очень интересно наблюдать, как передвигаются бродячие муравьи-кочевники. Они похожи на живую речку, текущую в, известном только ей, направлении. Ширина этой «речки» у основания может достигать пятнадцати метров. Затем она постепенно расширяется вплоть до сорока-сорока пяти метров! Такая колонна кочевников в среднем растягивается до одного-двух метров. Останавливаясь на ночевку, царица вместе с личинками остается в центре, а остальные муравьи, цепляясь лапками друг за друга, образуют большой шар, диаметром приблизительно один метр.
Эти кочевники, кажется, совершенно не устают от изнуряющих переездов. В день они могут проходить до трехсот километров. Временные стоянки делаются ими только для того, чтобы муравьиная царица отложила яйца. А, затем все снова отправляются в путь. Почему они не желают обосноваться на одном месте, построить дом и вести размеренный образ жизни (по муравьиным меркам, разумеется) – большая загадка! Да, и вообще – все про муравьев знать просто невозможно…
Муравьи-земледельцы
Дорогой читатель, ты наверняка знаешь, какими вкусными бывают помидоры с огурцами, выращенные на собственном огороде. Как замечательно приготовить летом из них салат! А, некоторые хозяюшки даже делают закатки, чтобы можно было зимой насладиться вкусом этих овощей. Также для домашних заготовок собирают грибы с ягодами… Сегодня уже никого не удивишь баночкой маринованных опят. Но, знаешь ли ты, что существуют муравьи-земледельцы, которые так же, как и мы, умеют разбивать огороды и выращивать на них пищу?!
Муравьи-листорезы, о которых сейчас пойдет речь, пожалуй, одни из самых удивительных насекомых на Земле. Их челюсти похожи на крохотные ножницы, способные отрезать кусочек зеленого листа, удобный для транспортировки в муравейник. Листья же, в свою очередь, являются сырьем для земледелия. А, именно – для выращивания грибов! Муравьи-листорезы живут достаточно глубоко под землей. Иногда они выстраивают свои города на глубине нескольких метров! Их муравейники – это сложные архитектурные строения, со множеством ходов и каналов. Да, что там говорить, в таких постройках есть даже собственные вентиляционные шахты, через которые проветриваются грибные плантации!
Итак, собрав листья и травинки, рабочие муравьи несут их домой, где обязательно дезинфицируют с помощью антибиотика, который сами же и вырабатывают. Затем они измельчают листья. После этого уже другие муравьи, очень маленькие по своему размеру, принимаются за работу. Их задача – сделать из листочков кашицу и распределить ее по всей плантации. Кстати, эти крошечные муравьи никогда не покидают своего гнезда, в отличие от сородичей, занимающихся добычей зелени.
Уже через сутки после того как кашица из листьев была уложена на плантации и заквашена, исчезает ее естественный зеленый цвет. Она медленно начинает превращаться во что-то похожее на иней. Это и есть муравьиное лакомство – их любимый гриб!
Когда же наступает время сбора урожая, специальные муравьи-кормильцы относят угощение муравьям-рабочим, и внимательно следят, чтобы никто не остался голодным. А еще муравьи – удивительные чистюли. Отходы, оставшиеся от выращивания гриба, они собирают и относят на свалку, которую сами и устраивают вдали от муравейника. Хотя, в этом нет ничего удивительного, ведь жить в чистоте хочется даже маленькому муравьишке, правда?
Муравьи-ткачи
Ну а эти ловкачи умеют делать из листьев настоящие полотна, из которых потом строят гнезда! Живут муравьи-ткачи на деревьях. Примечательно, что в процессе работы ни один лист не отрывается ткачом от ветки! Муравей просто захватывает края двух листочков, а его собратья подносят к получившейся конструкции личинки, выделяющие нити, похожие на клей. Так рождаются настоящие шедевры! Если же где-то образуется брешь – это не проблема. Ткач может залатать ее даже сухим опавшим листом. В этом случае полотно получится пестрым.
Правда, у нас муравьи-ткачи не встречаются. Их средой обитания, как правило, является Австралия, Южная Азия и Африка. К особенностям этих насекомых можно отнести и то, что они удерживают ношу, превышающую их собственный вес в сто раз. Это, все равно, что человеку поднять легковой автомобиль! А, еще муравьи-ткачи могут висеть вниз головой даже на гладком стекле и противостоять ураганной силе!
Муравьи-пастухи
Этот вид питается медвяной росой – сладкими прозрачными капельками, которые выделяет лесная тля. Муравьишки быстро сообразили, что насекомых, угощающих их таким лакомством нужно оберегать и защищать. Так муравьи стали настоящими пастухами!
Еще муравьи-пастухи разводят медовых жуков, которые, как и тля, дают им большое количество сладкой пищи. Как и подобает хорошим пастухам, муравьи перегоняют свои «стада» на лучшие пастбища – то есть, на цветы, в которых больше нектара. Как они это делают? О, это, действительно, любопытный момент! Самок медоносных жуков муравьи-пастухи переносят на головах. Ведь они - представительницы слабого пола, дающие потомство. Самцов же перетаскивают, обхватив их челюстями.
Неизвестно, как муравьи чувствуют приближение дождя, но факт остается фактом – перед тем, как с неба начнут падать первые капли, они загоняют медоносных жуков под большие листья. Переждав непогоду под таким своеобразным навесом, пастухи и их «домашний скот» снова принимаются за дело…
Муравьи-рабовладельцы
Есть среди муравьев и рабовладельцы! Молодые царицы некоторых видов, у которых пока еще нет «свиты» из рабочих муравьев, заходят в чужие гнезда. Там они притворяются «своими» с помощью пахучего вещества, которое способны выделять. Семья, не зная, что перед ними самозванка, начинают ухаживать за ней, кормить, и проявлять заботу. Затем царица откладывает яйца, из которых появляются уже ее собственные рабочие особи. Они-то со временем и заменяют приютивших обманщицу муравьев.
Существуют и более дерзкие муравьи-рабовладельцы. Они врываются в муравейники соседних видов и грабят их. Правда, уносят воры не золото и бриллианты, а то, что намного ценнее – будущее поколение! Прихватив с собой чужие яйца и личинки, захватчики выращивают из них особей, которые уже до конца жизни будут трудиться на поработившую их семью.
Но справедливости ради стоит отметить, что жизнь пленников в неродной семье ничем не отличается от жизни, которая ожидала бы их в собственном муравейнике. И там, и там их ждет лишь труд и забота о своих собратьях.
На самом деле, видов муравьев гораздо больше, чем можно описать в этой книге. К тому же ученые постоянно делают открытия, и мы узнаем об этих крошечных тружениках все больше, и больше! Кстати, люди, изучающие насекомых, называются энтомологами, а специалисты, посвятившие себя муравьям – мирмекологами.
Интересные факты о муравьях:
- Когда эти насекомые просыпаются, то вытягивают свои крохотные лапки и открывают челюсти, будто подтягиваются и зевают, как это делает человек!
- Колония лесных муравьев среднего размера способна съесть 100 килограмм медвяной росы за год.
- Муравьи – храбрые защитники своей семьи. Если их дом потревожит какой-нибудь хищник, то они начнут стрелять в него едкой муравьиной кислотой. Порой эти маленькие создания способны обратить в бегство даже большущего хозяина леса – медведя!
- Если муравей получил травму и не способен выполнять свою работу, то другие особи все равно его будут кормить. Зато, если фуражер проявит лень, то терпеть его в семье никто не будет.
- Муравьи не едят в одиночку – всю свою добычу они несут домой, где она и распределяется между всеми членами семьи.
- Из муравьиной кислоты делают различные лекарства, которые помогают при болях в суставах и ушибах.
- Рабочие муравьи почти не отдыхают. Они спят не больше пяти часов в сутки, причем это время разбито на периоды, равные нескольким минутам! Вот и получается, что муравейник постоянно бодрствует – пока одни муравьишки делают короткий перерыв, другие работают не жалея лапок.
- Так называемые медовые муравьи откармливают некоторых собратьев до размеров виноградины! Эти неповоротливые живые хранилища корма висят под потолком муравейника, и обеспечивают пищей сородичей, в случае наступления голода. В муравейнике может жить от одного десятка до нескольких сотен таких муравьев, больше напоминающих своим видом настоящие бочки.
- Существует большое количество видов мелких птиц, которые используют муравьев, как живой антисептик! Они погружают крылышки в муравейник, а муравьи, защищаясь, начинают выпускать струи муравьиной кислоты, которая и обрабатывает перья птицы.
- В Африке и Америке обитают такие хищные муравьи, от которых убегают даже львы! Они считаются одними из самых опасных хищников на земле, и потребляют больше пищи, чем волки, тигры и львы, вместе взятые!
- Всего в мире известно более 13 000 видов этих, поражающих воображение, насекомых. И, все они, хоть и похожи друг на друга, имеют свои особенности и отличительные черты.
- На каждого человека, живущего на Земле, приходится примерно миллион муравьев!
- Общая масса всех муравьев нашей планеты приблизительно равна массе, живущих на Земле людей!
О пользе муравьев
Как ты понимаешь, дорогой читатель, все на нашей Земле устроено невероятно мудро. Так, и маленьким муравьям отведена в природе своя роль.
- Так, например, постоянно роя под землей ходы, муравьи обеспечивают циркуляцию воздуха в почве.
- Благодаря муравьиному труду, земля разрыхляется, а полезные вещества могут распределяться на разную глубину.
- Муравьи переносят семена, благодаря чему некоторые растения начинают расти в тех местах, куда бы ни за что не попали без помощи своих маленьких друзей.
- Есть насекомые, которые приносят вред. Их-то и съедают муравьишки, прозванные за свой труд санитарами.
- Также благодаря муравьям высохшая древесина быстрее разлагается.
Собственно, говорить о муравьях можно бесконечно – их цивилизация непостижима! Впрочем, зачем нам много говорить? Можно просто наблюдать за их работой, восхищаясь организованностью этих маленьких живых существ, которые могут стать для нас примером трудолюбия!
Наталия Климова