Нетерпеливым за эти наблюдения лучше не браться. Для исследования жизненного пути отдельных муравьёв надо запастись выдержкой…
Если поторопиться с выводами, можно подумать, что у муравьёв-карликов не бывает смены обязанностей, что они и появляются на свет, и умирают внутри гнезда, не меняя зоны обитания. Только достаточно длительные наблюдения позволяют установить, что это не так, что муравей-карлик, как и его более крупные собратья, тоже сменяет обязанности, а вместе с ними и зону обитания в гнезде. Происходит это, однако, чрезвычайно медленно. Потому-то он и не успевает обычно добраться дальше подступов к границе муравейника.
Муравьи среднего размера живут дольше, чем карлики, и, начиная с первых же этапов, значительно быстрее сменяют обязанности. Более или менее долго они бывают заняты лишь строительством и уборкой гнезда. В конце концов эти муравьи, как правило, успевают перешагнуть порог родного дома и иногда принимают участие в некоторых операциях вне гнезда.
Что касается самых крупных муравьёв, те проходят первые этапы совсем быстро, как бы незаметно. Они скорее всех добираются до старших классов и, едва начав выносить землю из гнезда, уходят с колоннами грузчиков на промысел.
Английская поговорка утверждает, что "муравей никогда не спит". Формально это не совсем верно: в гнезде всегда обнаруживается какое-то число бездействующих, иногда находящихся как бы в оцепенении насекомых. Впрочем, и в этом случае антенны их не совсем неподвижны. Вооружившись лупой, можно увидеть, что словно бы даже недышащее насекомое поводит жгутиками, медленно раздвигая и сближая их концы.
Наблюдая разные виды муравьёв в разные часы дня и ночи, нетрудно убедиться, что в целом семья с весны и до осени постоянно более или менее активна.
Впрочем, все, что до сих пор сказано об участии муравья в жизни семьи - о том, какое значение имеют здесь его возраст, размер, строение тела, - все это верно лишь для нормальных условий, для "мирной" обстановки. В случае же каких-нибудь чрезвычайных событий положение резко меняется.
Если сильно взбудоражить муравейник, естественное размещение муравьёв по зонам гнезда нарушается: на поверхность из глубины выбегают такие муравьи, которых здесь в обычных условиях не увидишь. В особых случаях, когда дело касается жизни семьи, лилипуты способны выполнять обязанности великанов, великаны принимаются нянчить личинок. Правда, если личинки воспитаны в семье, состоящей из одних маленьких муравьёв, они развиваются нормально, а выкормленные старыми муравьями-великанами иногда не способны бывают окуклиться.
Однако взаимозаменяемость форм и возрастов в семье все же гораздо шире, чем можно думать…
В нормальных условиях разные формы и возрасты действительно несут разную службу. Но достаточно разделить семью - и сложно организованного и простого вида, - и в обеих половинах сразу начинается перестройка. Через некоторое время обе половины поправляются. Можно полностью изъять из семьи какую-нибудь группу муравьёв - жизнь все равно идёт далее: обязанности устраненной группы выполняются остальными муравьями.
Крылатые муравьи
В начале сентября 1731 года знаменитый французский учёный Рене де Реомюр отправился в Пуату. Во второй половине дня, сойдя с экипажа, чтобы размяться, он заметил на муравьиных кучах около дороги не только обычных бескрылых, но и крылатых муравьёв двух размеров. Они бегали по земле, взлетали…
В воздухе висели маленькие облачка быстро летающих насекомых. Расплываясь в одном месте, они тут же собирались в другом.
Иногда облачка так сильно снижались, что достаточно было протянуть руку, чтобы поймать одно из них. И сколько насекомых ни изловил в тот вечер Реомюр, все это были парочки крылатых муравьёв - самцы и самки.
Реомюр добросовестно описал свои наблюдения в трактате о муравьях. Но рукопись, хранившая рассказ ученого, затерялась. Когда же почти через двести лет её нашли, тайна брачного полета муравьёв была уже давно разгадана.
Можно подивиться точности, с какой Реомюр описал вылет крылатых муравьёв, часто называемый роением. Это действительно похоже на роение пчел: и там и здесь от семьи отделяется масса крылатых насекомых. Однако сходство обманчиво. Пчелиная семья, роясь, делится, отпочковывает новую цельную семью. Из роящейся пчелиной семьи улетают с маткой несколько десятков самцов-трутней и тысячи рабочих пчел. Муравьиная же семья при роении не делится, её не покидает ни один рабочий муравей, а только тысячи крылатых самцов и самок.
У видов Мирмика рубра или Лазиус нигер крылатые особи отправляются в полет обычно во второй половине дня, иногда совсем к вечеру; сплошные потоки их, поднимающиеся из земли, производят впечатление струй дыма от разгорающегося костра.
У муравьёв, живущих большими семьями, из каждого гнезда во время роения вылетают тысячи самок и десятки тысяч самцов. Остаются же в живых после брачного полета только единицы.
У муравьёв, как и у многих других насекомых, жизнь самцов, в общем, короче, чем жизнь самок. Самцы, которые во время брачного полета выполнили своё назначение, погибают ещё в воздухе и падают на землю мертвыми. Те же, которые не встретились с самкой и ушли от многочисленных и разнообразных опасностей полета, возвращаются в гнездо. Здесь они вскоре угасают. Лишь у отдельных видов самцы доживают до следующего года.
Самки же во множестве склёвываются птицами, тучами слетающимися на муравьиную свадьбу и без устали охотящимися за лакомыми насекомыми.
Немало крылатых, запутавшихся в паутине, достаётся паукам. Но уцелевшие живут.
Впрочем, обо всем этом следует рассказать подробнее и по порядку.
Крылатые насекомые, которые созревают для предстоящего брачного полета, накапливаются в муравейнике. Рабочие муравьи как бы прячут и от всего оберегают их. Но зато когда настает время вылета, те же рабочие даже открывают новые выходы и всячески торопят крылатых, помогая им выбраться из гнезда.
Солнечный свет, ещё недавно обращавший этих муравьёв в безоглядное бегство, сейчас, когда они созрели для полета, кажется, даже приманивает их.
Правда, выйдя впервые на свет, они поначалу явно пугаются непривычной обстановки и спешат вернуться в глубь гнезда. Однако вскоре все выныривают снова; смелея, расправляют поблескивающие крылья, бегают по куполу взад и вперед, ненадолго взлетают и вновь опускаются у входа, где массами снуют другие крылатые и бескрылые муравьи, до предела возбужденные сами и возбуждающие своим бегом других.
И так происходит не в одном каком-нибудь гнезде, а, как правило, во всех муравейниках этого вида в данной местности. Похоже, что всюду одновременно получен сигнал, зовущий крылатых в полёт.
По этому сигналу из гнёзд уходят обычно все самцы; что касается самок, то часть их остаётся дома. Некоторых удерживают здесь принудительно, а если они пробуют уйти, рабочие повисают у них на ножках, уводят в глубь гнезда. Этих самок оставляют в муравейнике как бы про запас.
Между тем на куполе собирается все больше безостановочно бегающих насекомых.
Роевое движение усиливается с каждой минутой. Бескрылые рабочие муравьи и те приходят в неистовство и, пытаясь сопровождать крылатых, забираются так высоко, как только это для них возможно.
Даже у постоянно живущих под землей видов слепые рабочие муравьи выходят во время роения на поверхность, взбираются на камни, травинки, веточки, а за ними, прочищая антенны, расправляя и складывая крылья, следуют готовящиеся подняться в воздух молодые самцы и самки.
Разные виды роятся в разные сроки. Муравьи-жнецы Мессор структор в Крыму просыпаются ранней весной. Фуражиры этого вида выходят из муравейников в первые же ясные дни.
Следом, в начале апреля, едва установится погода, после первого обильного дождя начинается вылет перезимовавших самок и самцов.
Они вылетают массами и одновременно из всех муравейников в округе. Сигналом к их выходу служит проникающая в гнёзда влажная жара, что, конечно, связано с тем, что, когда земля сырая, муравьям легче производить земляные работы, легче открывать для крылатых выход из гнезда, легче прокладывать дорогу улетающим. Вызванные ею из глубины гнёзд первые крылатые муравьи сначала робко толпятся на поверхности у входа. Порыв ветра может привести их в панику и погнать обратно.
Но проходит немного времени - они снова поднимаются, причём число их растёт.
К полудню роение в разгаре. С наступлением темноты муравейник утихомиривается до утра; когда суматоха возобновляется, лет крылатых, прерываемый ненастьем, продолжается иной раз даже несколько дней.
Когда роятся муравьи вида Феидоле паллидула, первыми на поверхность гнёзд выбегают самцы. Поднявшись в воздух, они прозрачными облачками толкутся над гнездом. После них появляются и поодиночке взлетают самки, более крупные и заметно более грузные.
У множества видов крылатые вылетают из многих гнёзд не только в один день, но и в один час. Благодаря этому и могут встречаться самки и самцы из разных семей. Такие встречи становятся обязательными в тех случаях, когда из одних гнёзд вылетают только самки, из других - только самцы.
Усики самца, в которых число члеников всегда на один больше, чем у самки, служат в данном случае органом, с помощью которого самец находит себе пару.
Крылья же явно служат для того, чтобы облегчить встречу неродственных, выросших в разных семьях особей разного пола: потомство таких неродственных родителей будет более жизненным, более стойким к невзгодам, более плодовитым.
Семя, из которого вырастает семья
Считанные минуты длится брачный полет муравьиных самок, окруженных прозрачными облачками самцов. Они поднимаются весьма высоко. На крыше одного из самых больших в США - 102-этажного небоскреба - на Эмпайр стейт билдинг обитают муравьи, о которых неизменно сообщают все путеводители по нью-йоркским достопримечательностям. Это потомство когда-то залетевших сюда и обосновавшихся здесь крылатых. Молодые самки, завершив полет и спустившись с небес, сразу же принимаются за дело.
Движения, кажущиеся поначалу неопределенными, на самом деле не беспорядочны и не бесцельны: молодая самка одно за другим обламывает все четыре своих крыла, будто сбрасывает свадебный наряд. Блестящими прозрачными чешуями ложатся крылья на землю.
Невольно вспоминается дождь белоснежных или розовых лепестков в весеннем саду. Беззвучно опадают они, покрывая площадки и дорожки между деревьями, а в цветках, опыленных насекомыми, набухает, разрастаясь, завязь.
Сходство между сбрасывающим лепестки опыленным цветком и обламывающей крылья облетевшейся самкой в принципе глубже, чем может показаться. Только у муравьёв этот переход в новое состояние как бы драматизирован и одухотворён.
Достаточно, однако, несколько продлить наблюдения и можно увидеть, как самка, освободившись от крыльев и побегав вокруг, возвращается и принимается их поедать.
Отправляющаяся в брачный полет или обламывающая крылья молодая муравьиная самка дает повод задуматься над природой инстинктов, вступающих в действие лишь один раз в жизни животного.
Ч. Дарвин писал об этом, что здесь не может быть речи о действии привычки, как и в случае с органами, служащими живому тоже только раз в жизни. Таких примеров немало: у цыпленка твердый кончик клюва, пробивающий яичную скорлупу, временные челюсти у личинок мошек, отпадающие, когда они применены, чтобы вскрыть шелковый мешок. Перед лицом таких фактов трудно не ощущать беспредельное удивление.
Такое удивление вызывают и крылья муравьиной самки, которые, кстати, не сами по себе отпадают. Если пойманных во время брачного полета самок подержать под стеклянным колпаком, то можно увидеть, как насекомое спиливает ножками одно крыло за другим или обламывает их, упираясь концом крыла во что-нибудь твердое. Крылья отделяются по врожденной ровной линии. Сбросившая крылья самка чувствует себя, по выражению Реомюра, настолько хорошо, насколько муравей может себя хорошо чувствовать. Между тем сбрасывание крыльев сопряжено с коренным поворотом в физиологическом состоянии насекомого и во всем его поведении.
Молодая самка только что оторвалась от семьи, где была одушевленным атомом, частицей целого, состоявшего из сотен, или тысяч, или даже многих десятков тысяч особей, - сейчас она на время превращается как бы в дообщественное насекомое, в одиночку. Только что она, пренебрегая опасностями полета, рвалась вверх, к небу, к свету. Сейчас, побуждаемая новыми потребностями, стремится укрыться подальше, поглубже, туда, где потемнее и потише.
Долго бродит одинокая, сбросившая крылья самка, выбирая под камнем, в старом пне, между комочками земли подходящее место. Готовая норка есть не всегда, часто её приходится рыть. Разумеется, сырую землю рыть легче, чем сухую. Не потому ли брачные полеты муравьёв обычно происходят в первые же теплые часы после сильных дождей?
Несколько изловленных после брачного полета молодых самок жнецов Мессор поселили в маленькие, размером со спичечную коробку, с двух сторон остекленные клеточки, через основание которых были проложены трубки для воды.
Пока земля в гнёздах была сухой, самки и не пытались строить зародышевые камеры, но стоило заполнить трубки водой - земля увлажнилась и все начали поспешно рыть ходы вглубь. Когда с клеточки убрали ставни, видно было, как Мессор отгрызает и формует челюстями землю, как спрессовывает её ударами головы и брюшка и потом выносит наверх комочки. Первые ходы сечением в 4–5 миллиметров и глубиной в 3–5 сантиметров вели в верхнюю камеру размером примерно в 2 кубических сантиметра, отсюда - во вторую, а часто и ниже, в третью. На это уходило от пяти до девяти дней. Некоторые самки без видимой причины принимались полностью переделывать выстроенные камеры, причем работы затягивались на две, а то и на три недели.
Самка чаще обосновывалась в нижней - третьей камере, выдавая этим своё тяготение к влаге. Как только воды в трубку добавляли, повышая таким образом влажность почвы в гнезде, самка переселялась выше, во вторую, менее сырую камеру.
Так же и самки других муравьёв, действуя челюстями и ножками, роют штольню книзу, расширяют на дне её камеру, а отсюда обычно прокладывают ходы ещё ниже - к следующим камерам. Покончив с этим, самка возвращается к первому входу и наглухо запечатывает его изнутри.
Строительство надёжного убежища нелегко даётся насекомому: зубцы по краям челюстей выкрашиваются, волоски, которыми покрыто тело, стираются, блестящий хитин груди и брюшка покрывается царапинами, а наплывы на стебельке тускнеют и теряют форму. Об этих подробностях не стоило бы напоминать, если бы в связи с ними вновь не разгорелся спор на старую тему.
Из поколения в поколение десятки миллионов лет повторяется изнашивание покровов молодой матки, и, однако же, все подобные изменения не воспроизводятся у её потомства, - говорили биологи, увидевшие в этом факте доказательство того, что признаки, приобретаемые живым в течение жизни, не наследуются, не могут наследоваться. Даже такой крупный специалист, как В. Вилер, поддавшись мнимой убедительности этого аргумента, в своей знаменитой монографии о муравьях, писал, что самки и сейчас рождаются с зубчатыми челюстями. Тело их при рождении покрыто волосками, хитин блестит…
Но разве возможно, чтобы трудности, сопряженные с закладкой нового гнезда, привели к появлению муравьиных самок не с зазубренными, а со стершимися, гладкими челюстями? Насекомые с гладкими челюстями вообще не способны были бы рыть землю. Не вернее ли ожидать, если уж вид существует, что все происходит как раз наоборот? Зубцы челюстей самки стираются при строительстве зародышевой камеры. Тем более острыми и крепкими должны быть эти зубцы у самок последующих поколений. Изнашивается хитин головы, груди и брюшка? Значит, он обязательно будет прочным у дочерей, внучек, правнучек, праправнучек. Самка после брачного полёта теряет крылья? Что же здесь дает основания думать, что последующие поколения самок окажутся бескрылыми? В потомстве воспроизводится ведь не результат, а сызнова повторяется весь процесс формирования и развития.
Одиноко бродит в темноте своего естественного заточения молодая самка. В родном гнезде ей были обеспечены постоянный уход, обильное питание. Она не участвовала в строительстве, не заготовляла корм, не воспитывала молодь. Зарывшейся в зародышевой камере муравьиной самке и видеть не приходилось, чтоб какая-нибудь другая самка выполняла то, что её ожидает сейчас. Да, собственно, кому на свете, кроме, разумеется, специалистов, изучающих поведение изолированных самок, придёт в голову искать способ подсмотреть все это? И, однако же, она уверенно совершает положенное, выполняет своё назначение, в ней сейчас сосредоточен опыт миллионов лет развития, и эта вслепую передаваемая из поколения в поколение эстафета вновь являет собой пример инстинктов, что вступают в действие раз в жизни и тем не менее с необходимостью заложены в потомстве.
Период, когда самка закладывает после брачного полёта новое гнездо, давно привлекает внимание натуралистов, жадно наблюдающих этот концентрат чудес. Он и в самом деле занимает особое место в потоке жизни муравьёв, существующих только семьями из большего или меньшего числа насекомых, кучно сосредоточенных в гнезде или в колонии. Одно-единственное насекомое служит связующим звеном между кишащей в неустанной толчее материнской и зарождающейся дочерней семьями. Правда, самка-основательница оснащена всеми органами и инстинктами, необходимыми для закладки нового гнезда. И все же в течение какого-то времени, оставаясь одиночкой, она представляет собой наиболее уязвимое звено во всем жизненном цикле вида. Не удивительно, что совершенствование муравьиной природы сопровождается сокращением опасного периода, когда самка-основательница остаётся одна.
В том же направлении действует и установленное Г. Куттером, специально исследовавшим процесс продолжения рода у муравьёв, отсутствие в поведении одиночных особей резко выраженной стандартности, характеризующей типичную вообще для насекомых инстинктивность, автоматизм действий. Говоря яснее, Г. Куттер не уверен, всегда ли молодые самки руководствуются инстинктом и не решают ли они в это время чаще, чем когда бы то ни было, жизненные задачи главным образом в зависимости от складывающейся обстановки.
Но вернёмся к молодой самке, закладывающей основы будущей семьи пока только за счет тканей своего тела. Подобно легендарному пеликану, основательница самое себя скармливает потомству. Это обстоятельство может показаться весьма трогательным, однако его уместно рассмотреть, отрешаясь от эмоций.