Трофоллаксис позволяет няньке или землекопу не отрываться от своих полезных занятий на поиск корма – о нем позаботятся другие. Это то самое, что позволяет каждому муравью, где бы он ни находился, быть информированным о положении в муравейнике. Ведь трофоллаксис совершается в самых замысловатых направлениях, а вернее, он всеобъемлющ.
Муравьи в камере матки не только кормят ее своею отрыжкой, но и вылизывают ее. С их язычков влага, насыщенная информацией – соответствующими феромонами, отправляется в путь наверх от муравья к муравью. Попадает к тому же самому разведчику и разъясняет ему обстановку, скажем, яснее таких слов: «В доме твоем полный порядок, но несколько голодно. Твоя добыча была хороша, но ее недостаточно. Так что отправляйся опять в поиск!» И разведчик, приняв от соседа микроскопическую капельку феромона, мгновенно возбуждается и мчится, не жалея сил, в дальнюю дорогу. С этой капелькой влилась в него ответственность за благо семьи и дома.
Хорошо. Нашел разведчик малую ли, большую, добычу. Малую он и сам донесет, к большой надо созвать собратьев по гнезду. В обоих случаях перед ним возникает нелегкая проблема: как найти в дебрях трав дорогу к дому и обратно?
Муравей, метя трассу, то и дело прижимается брюшком к земле и оставляет на ней свой запах. Другие муравьи, когда спешат за ним, не всегда бегут точно по намеченной дороге: иногда, как и хорошие гончие, идут по следу стороной, сбоку от него, потому что запах достаточно силен.
Оказывается, весь свой пройденный путь муравей, подобно Мальчику с пальчик в известной сказке, отмечает, но не белыми камешками, а капельками пахучей жидкости. У муравьев много всевозможных желез, вырабатывающих феромоны, то есть вещества, которые служат химическими средствами общения между «согражданами» одного муравейника.
Каким простым опытом можно доказать, что муравьи действительно метят тропы?
Возьмите лист бумаги и положите на пути муравья, возвращающегося домой с известием о богатой находке. Когда он проползет по нему, пометьте его путь легким штрихом карандаша и поверните бумагу на небольшой угол. Муравьи, вызванные из гнезда разведчиком, добегут до края бумаги, упрутся в то место, где раньше трасса с земли переходила, на лист, но тут обрыв, дальше нет меченой тропы. Начнут суетиться у разрыва, искать и, когда найдут ее в стороне, снова побегут по прямой. Вы увидите, что их путь будет совпадать с отмеченной карандашом линией.
Можно посадить в небольшой шприц много муравьев и, когда они наполнят его запахом своих опознавательных желез, выдавливая пахучую жидкость через иглу, нарисовать на земле узоры – искусственные трассы. Муравьи побегут по этим фальшивым дорогам еще азартнее, чем по тропе разведчика, потому что пахнут они сильнее.
Трассы, которыми муравьи постоянно пользуются, превращаются в своего рода столбовые дороги. Они расходятся во все стороны от муравейников, и на них даже простым глазом можно иногда увидеть капельки оставленных муравьями меток. Непрерывный поток шестиногих пешеходов бежит по этим хорошо утоптанным шоссе.
Там, где они кончаются и за пределами муравьиной «цивилизации» начинается бездорожье травяных джунглей, муравьи разбегаются в разные стороны. А там, где вымощенные запахом магистрали разрушают стихийные бедствия, например ботинок человека, создаются заторы, как на улицах в часы «пик». Но они вскоре устраняются муравьями, и новые колонны спешат через наведенные саперами мосты в разрывах.
Запах меток муравьи распознают, ощупывая и обнюхивая их своими усиками, или антеннами.
Не зря антенны так названы: они воспринимают из внешнего мира и сообщают нервным центрам муравья основные сведения об окружающем его пространстве. На их кончиках расположены многочисленные рецепторы (приемники) самых важных для муравьев органов чувств – обоняния и осязания. У лесного муравья на каждой антенне, если набраться терпения, можно насчитать 211 обонятельных бугорков и 1720 осязательных щетинок. А у слепых от рождения разновидностей муравьев их еще больше.
Антенны очень подвижны, муравей без конца ощупывает и обнюхивает ими все предметы вокруг. Поскольку впечатления о форме и запахе осязаемо-обнюхиваемого предмета муравей получает одновременно, ему трудно, наверное, разделить эти два представления, то есть запах и форму, и они сливаются в его ощущениях в одно комплексное топохимическое чувство.
Иначе говоря, муравей, по-видимому, воспринимает мир вещей в таких необычных для нас категориях, как круглый или квадратный запах, запах шершавый или гладкий, мягкий или твердый.
Так и муравей, обнюхивая с разных сторон своими антеннами распространяющее запах вещество, может узнать, по-видимому, где у пахучей капли более узкий, а где более широкий конец, даже когда вещество это невидимо и на ощупь его границы неразличимы, если оно, например, жидкое или очень вязкое.
И вот что даже подозревают: муравьи, возможно, распознают еще и… форму запаха! Вернее, форму вещества, его распространяющего. Нам трудно это себе представить: ведь наше чувство обоняния очень несовершенно. Основные впечатления мы получаем с помощью других органов – глаз и ушей. Но ведь и мы глазами различаем цвет и форму предмета одновременно. Эта наша способность совершенно недоступна очень многим животным, лишенным цветового зрения. Для них красный и синий шары выглядят одинаково.
Впервые идея об объемном обонянии муравьев пришла в голову известному швейцарскому энтомологу Августу Форелю. Он задумался над тем, как муравьи-фуражиры узнают, какой конец трассы ведет к муравейнику, а какой – от него, к найденной в чаще трав пище. Почему с ношей они всегда бегают в гнездо, а без нее – от гнезда и никогда не путают направления.
Форель рассуждал так: метка, которую муравей оставляет на тропе, сзади всегда шире, а впереди уже, как и мазок краски, нанесенной кисточкой на полотно, или, например, паста, выдавленная из тюбика. Муравей ведь «выдавливает» капли пахучей жидкости, по существу, тоже из тюбика – из брюшка, которое в этом случае действует как тюбик.
Недавно сделанные фотографии показали, что муравьиные метки всегда заострены спереди и, как стрелы указателей, направлены в сторону движения. Возможно, муравей как-то угадывает форму меток и поэтому всегда знает, где начало и где конец его пути.
Однако теория эта имеет одно очень слабое место. Дело в том, что муравьи метят трассу не только когда бегут из дому, за добычей, но и когда возвращаются с ней домой. Значит, более или менее исхоженная муравьиная тропа усеяна стрелками, указывающими в оба конца, а муравьи тем не менее отлично разбираются, в какой стороне их дом.
По той же причине была отвергнута и другая гипотеза, предполагавшая, что муравьи, идущие по следу, узнают о его направлениях по возрастанию интенсивности запаха, если бегут правильно.
И все-таки муравьиная тропа носит явные следы поляризации: оба ее направления для муравьев не равнозначны.
Убедиться в этом можно на таком простом опыте. Расстелем около гнезда листы бумаги. Муравьи скоро проложат по ним свою трассу. Тогда повернем на 180 градусов один средний лист. Муравьи, дойдя до перевернутого листа, не побегут дальше: ведь теперь метки на нем направлены «стрелками» в обратную сторону. Муравьи в растерянности начнут рыскать вокруг и, если найдут неперевернутый лист за листом перевернутым, побегут снова, как по ниточке, уже без колебаний.
Какие указатели были нарушены этим поворотом? Положение солнца в небе от поворота листа, конечно, не изменилось, если допустить, что дополнительные коррективы в ориентацию по запахам вносит солнечный компас.
О природе этих указателей мы, по существу, ничего еще не знаем. Возможно, что они имеют отношение к химии. В пользу этого говорит, например, эксперимент Мак-Грегора. Он наблюдал за возвращением муравьев в искусственное гнездо и заметил, что почти все муравьи, повернув к дому, обязательно проходят через одну определенную точку в окрестностях гнезда. Пройдут ее и безошибочно уже прямым курсом бегут ко входу. Муравьи же, которые пробежали мимо этой точки, долго блуждают в поисках дома и находят его лишь случайно.
Мак-Грегор решил, что загадочный пункт на муравьиных «путях сообщения» действует как сигнальный пост, указывающий направление к дому. Экспериментатор стал наблюдать за слепыми муравьями и не заметил в их отношении к «сигнальному посту» никакой разницы по сравнению со зрячими муравьями. Значит, решил он, указатель этот не зримый, а обоняемый, и запах его каким-то непонятным образом указывает муравьям направление!
Чтобы решить, в чем тут дело, биологам придется еще основательно поработать.
Бродячие муравьи
В подсемействе бродячих муравьев, прославленных многими путешественниками по тропическим странам, около 200 видов. Самые известные их представители, обитающие в Южной Америке, принадлежат к роду эцитон, в Африке – к родам аномма и дорилюс.
Сначала, пишет Энн Патнем, которая в Африке повстречалась с бродячими муравьями, заскулила в хижине собака, забеспокоилась обезьяна в клетке. Упал с потолка и удрал большой скорпион. Сороконожка поспешила за ним. Мышь юркнула за дверь. Кто мог, спасался бегством. А кто не мог, того ждала лютая смерть. Однажды муравьи-кочевники «загрызли» даже леопарда в клетке. Съели как-то и питона, который после сытного обеда оказался недостаточно проворным. Начисто, до костей, объедали забытых на привязи собак, запертых в хлевах свиней, коз, кур. Одного преступника, оставленного сбежавшими людьми в тюрьме, муравьи закусали до смерти. Впрочем, во всех историях опасность, которой подвергаются люди при встрече с армиями кочевых эцитонов, преувеличена.
Описано уже много видов эцитонов, и почти у каждого из них, говорит Генри Бейтс, один из первых исследователей этих насекомых, своя стратегия войны. Одни маршируют колоннами, другие – лишь шеренгами в один ряд, третьи атакуют «тесными фалангами», которые струятся по земле, как «потоки темнокрасной жидкости». К одним можно безбоязненно подойти на несколько дюймов. От других лучше держаться подальше, потому что «с невероятной быстротой взбираются они вверх по ногам», впиваются острыми челюстями в кожу и больно кусают. А оторвать вцепившихся муравьев можно, только разорвав их пополам: голова с челюстями остается в ранке – так прочно они держатся! Человеку, говорит Бейтс (а он-то хорошо знает этих шестиногих «бульдогов», потому что одиннадцать лет прожил в лесах Амазонки), «ничего другого не остается, как только спасаться бегством».
Откуда и куда идут эти муравьи?
Эшерих, знаменитый исследователь насекомых, думал, что эцитоны покидают свои охотничьи угодья после того, как все вокруг съедят. Но последние наблюдения показали, что это не так. Муравьи, как видно, просто не представляют себе жизни без скитаний. Есть ли пища или нет ее – они все равно уходят. Это номады по природе своей. Идут строем: впереди разведчики, на флангах солдаты-конвоиры, в конце колонны в окружении пышной свиты рабочих муравьев их матка.
Муравьи несут с собой и личинок, прикрывая их от солнца собственными телами. Несут и все время облизывают их. И вот когда слизывать больше будет нечего, когда личинки перестанут выделять на своей коже какие-то загадочные вещества, столь привлекательные для муравьев-носильщиков, страсть к бродяжничеству покидает эцитонов. Пора, значит, окукливаться личинкам, а для этого нужен полный покой. Муравьи находят укромное местечко, где-нибудь под большим камнем или в дупле гниющего во мху дерева, и свиваются здесь клубом, как пчелы. Этот живой шар – их муравейник, походный дом. Он «пористый» – весь в дырах. Дырки ведут к центру гнезда, где матка поспешно освобождается от бремени: за несколько дней отдыха успевает отложить 30 тысяч яиц!
Не все муравьи «изображают» на привале гнездо: часть их рыщет по округе, добывая пищу для всей общины, в которой может быть и полтора миллиона муравьев. Однажды подсчитали, что фуражиры африканских кочевых муравьев за десять дней стоянки притащили в импровизированное гнездо полтора миллиона всевозможных насекомых.
Между тем личинки окукливаются и под покровом коконов превращаются в молодых муравьев. Как только это случится, клубок рассыпается, и муравьи, построившись походным порядком, снова отправляются в путь. И снова смерть сопутствует им: в страхе перед муравьями бегут все, кто может убежать. (Некоторые виды американских эцитонов кочуют 18-19 суток без перерыва, а потом дней на 19-20 располагаются лагерем. Затем снова кочуют 18-19 дней и т.д.)
Ни ручьи, ни реки не останавливают маленьких хищников.
Встретится им ручей, эцитоны смело бросаются в воду. Цепляясь друг за друга, строят из своих теп живой понтонный мост. Течение сносит муравьев, тысячи их тонут, но мост прочно держится, и напирающая сзади армия благополучно переправляется по нему на другой берег.
А когда река слишком широка и быстра, муравьи форсируют ее иначе: свиваются в живой шар и, спрятав матку и личинок поглубже в его недрах, скатываются прямо в реку. Шар не тонет. Течение несет его. Муравьи из подводной части клубка все время выбираются вверх из воды, а на их место переползают муравьи из надводного «каркаса». Потом и они карабкаются наверх, чтобы «отдышаться». В недрах шара все время струится живой поток.
Когда течение прибьет его к берегу, шар разваливается, и муравьи путешествуют дальше обычным порядком.
Про африканских бродячих муравьев рассказывают, что они, цепляясь друг за друга, закидывают «веревочные лестницы» на деревья. Сначала небольшие их отряды ползут вверх по стволам. Затем с веток спускаются на землю вереницы сцепившихся ножками и челюстями муравьев. По этим лестницам штурмует кроны деревьев осаждающая их армия. Ветер перекидывает живые лестницы с ветки на ветку, с дерева на дерево, и муравьи ползут по ним, как по подвесным мосткам, растекаясь в листве леса черным потоком смерти.
Есть и слепые эцитоны. И немало. У одних по бакам головы можно еще заметить недоразвитые глаза, которые хорошо различают только свет от тьмы. У других сохранились лишь глазные ямки без глаз. У третьих даже ямок нет.
Все слепые эцитоны не выносят света и путешествуют под опавшей листвой, в лабиринтах валежника и бурелома. Когда нужно перебраться через открытое пространство, они сооружают сложенные из комочков земли тоннели. Работа кипит, быстро поднимаются над землей перекрытия муравьиного «метрополитена». Эцитоны строят сразу обе противоположные стены выгнутых аркад, образующих своды тоннеля. «И удивительным образом, – пишет Г. Бейтс, – ухитряются сблизить их и поставить „замковые камни“, не позволяя рыхлому нескрепленному сооружению рассыпаться».