А ведь еще в XIX веке естествоиспытатели серьезно относились к изучению образа жизни муравья, которого издавна считали "мудрецом". Ученые собрали доказательства тому, что эти насекомые в психическом отношении стоят на очень высокой ступени. Они утверждали, что муравьи занимают первое место даже между позвоночными и что не найти животного, которое можно было бы поставить выше его.
Ведь муравьи имеют собственный "язык", строят жилища с комнатами и балконами, сражаются с себе подобными, ведут осаду, захватывают пленных и рабов. Они держат "молочный скот" и выказывают необычайную заботливость о своем потомстве, обучаются и применяют в нестандартных ситуациях логическое мышление. При этом уровень их элементарной рассудочной деятельности не ниже, а в чем-то и выше, чем у таких позвоночных животных, как собака, слон, обезьяна.
Их уникальные качества позволяют использовать вспомогательные средства ("орудия"), что считалось свойственным только позвоночным животным. А некоторые муравьи специально применяют природные "губки", чтобы принести в гнездо сочную пищу и воду.
По мнению ученых того времени, весьма интересным является факт, что "головные нервные узлы муравьев, заменяющие беспозвоночным настоящий мозг позвоночных, размером, пожалуй, не более четверти булавочной головки". "С этой точки зрения, – говорил Ч. Дарвин (!), – мозг муравья самое удивительное вещество в мире".
Парадокс, с которым столкнулись исследователи, привел их к естественному выводу, "что чрезвычайная умственная деятельность может существовать при самой незначительной абсолютной массе нервного вещества".
Сейчас трудно ответить на вопрос, что же помешало Чарльзу Дарвину отвести достойное место этим удивительным животным на вершине так называемой "лестницы уровня сложности организмов".
Социальное поведение
Муравьи, как и все животные, получили от Творца не только прекрасно подготовленное для их жизнедеятельности тело, но и генетически обусловленное (инстинктивное) пищевое, защитное, репродуктивное, строительное и общественное поведение. Такой поведенческий комплекс у всех общественных насекомых характеризуется особой сложностью и целесообразностью.
Известно, что в семье муравьев существует специализация работников. Здесь конкретное количество рабочих ухаживают за царицами и молодью, причем одни из них обязаны "нянчить" потомство, а другие – готовить еду для личинок и передавать ее кормилицам.
В семье существуют разведчики и фуражиры, которые заняты только поиском и добыванием пропитания. Они снабжают семью углеводной пищей (сладкими выделениями различных насекомых, соком растений) или же приносят белковую пищу (например, живых или мертвых беспозвоночных). А есть рабочие муравьи, которые заняты выращиванием пищи, – "земледельцы", грибоводы и "животноводы". В команде с ними работают муравьи, которые обрабатывают, "консервируют", обустраивают и обслуживают хранилища, для складирования добычи и урожая.
У муравьев многих видов существуют муравьи-солдаты, охраняющие и защищающие муравейник, а также кормовой участок. Для этого они имеют соответствующее строение тела – крупную голову, мощные челюсти и т. п.
Деятельность муравьев-животноводов. В пищевом поведении муравьев многих видов в качестве "дойных коров" используются тли. Медвяная роса, которую они выделяют, является одним из наследственно закрепленных видов питания муравьев. Поэтому у них генетически запрограммировано "животноводческое" поведение.
Муравьи-животноводы специально разводят целые стада тлей. Осенью они собирают этих насекомых и их яйца, сносят в муравейник и помещают в заранее подготовленные помещения. Там муравьи точно выдерживают условия, необходимые для созревания яичек и жизнедеятельности тлей.
А весной "муравьи-пастухи" каждый день выносят подрастающих тлей на воздух и устраивают на листьях. До вечера, пока тепло, они сторожат малышей, а на ночь их снова переносят в муравейник. Когда окончательно установятся солнечные дни, а тли подрастут, их выпускают на растения для постоянного обитания. При этом рабочие муравьи, неукоснительно следуя требованиям наследственной программы, сутками охраняют их, защищают от врагов, прячут от непогоды, строят им разные "загоны", доят, переносят с растения на растение.
Причем, даже совсем юные муравьи способны к инстинктивному "животноводству" со всей его сложной цепочкой действий. Хотя при этом не существует абсолютно стереотипного поведения, так как жизнь постоянно дополняет его навыками и опытом.
Муравьиное земледелие. Можно ли поверить еще и в то, что беспозвоночные маленькие животные способны целенаправленно заниматься выращиванием зерна? Однако это так. Это уже не одно столетие будоражит умы естествоиспытателей, но так и не может получить полного объяснения.
Еще с глубокой древности было известно о собирающих зерна муравьях-жнецах, у которых технология сбора семян и организация складов поставлены "на широкую ногу". Среди них есть и совершенно удивительные виды, относящиеся к муравьям-земледельцам. Например, бурые мексиканские муравьи не только собирают зерна, но, как это ни невероятно, сеют их и собирают жатву, как настоящие агрономы.
Вот свидетельства из сообщения одного из членов Лондонского Линнеевского общества (1861 год):
"Муравей, которого я называю "земледельческим", – крупный, бурый. Он живет, можно сказать, в мощеных городах и, подобно прилежному и предусмотрительному хозяину, толково и целесообразно распределяет свою деятельность сообразно времени года. Словом, он достаточно ловок, смышлен и терпелив, чтобы успешно бороться с разнообразными невзгодами, встречающимися на его жизненном пути.
Выбрав себе место обитания, эти муравьи пробуравливают в обыкновенной сухой почве дыру, вокруг которой земля поднимается на 3-6 дюймов (7,5-15 сантиметров), образуя низкий, круглый вал. Муравей очищает почву вокруг вала, выравнивает и сглаживает ее поверхность на расстоянии 3-4 футов (7,5-10 сантиметров) от входа, так что он принимает вид прекрасной мостовой. На этой площади не дозволяют расти никаким травам, кроме одного зернового злака. Муравьи сажают его прутиком на расстоянии 2-3 футов (5-7,5 сантиметров) от середины насыпи, а затем с неустанной заботливостью ухаживают за ним, откусывая все другие растения и травы как на самом поле, так и на пространстве 1-2 футов (2,5-5 сантиметров) вне его черты.
Возделываемый злак (муравьиный рис) пышно разрастается и дает обильный урожай маленьких, белых, твердых как камень семян, которые под микроскопом очень похожи на обыкновенный рис. Когда они поспеют, муравьи тщательно собирают их и уносят вместе с мякишью в свои амбары.
Не может быть сомнения в том, что выше названный своеобразный зерновой злак сеется ими умышленно. Площадь, на которой он растет, тщательно очищается от всякой посторонней травы. Когда зерно созрело, его убирают, солому срезают и выносят вон, и мощеный двор остается свободным до следующей осени, когда тот же "муравьиный рис" появляется в том же месте, и о нем заботятся прежним порядком: это происходит из года в год всюду, где поселения муравьев защищены от травоядных животных".
Сказанное подтверждено и другим членом Лондонского Линнеевского общества:
"Мои выводы основаны не на беглых или неточных наблюдениях, способных ввести в заблуждение. Я наблюдал двенадцать муравьиных колоний в течение двенадцати лет в различные часы дня и знаю, что в моем сообщении все верно. Не далее как вчера я посетил колонии и видел муравьиный рис в полном расцвете, со всеми признаками высокой культуры. Вокруг муравьиного риса не найдется ни былинки другой травы, ни следа посторонних семян". Эти утверждения пытались оспаривать, но позднее они были вновь подтверждены биологами, которые, кроме техасских муравьев-земледельцев, открыли в различных местностях Америки другие виды муравьев, занимающихся земледелием.
Однако и сейчас некоторые биологи оспаривают факт агрономической деятельности муравьев, хотя и признают за ними не менее сложные поведенческие возможности и способности, связанные, например, с фермерством и грибоводством.
Они считают, что иногда среди выброшенных вокруг гнезда подгнивших или заплесневевших зерен могут находиться свежие семена. Те прорастают во влажный период, образуя так называемые "муравьиные сады". И это, по мнению биологов, служит доказательством не хозяйственной, а бесхозяйственной деятельности насекомых. Но описанные выше факты вполне реальны. Земледелие у муравьев обеспечивается таким же преимущественно инстинктивным поведением, как и многие другие их сложные, четко организованные и, несомненно, целесообразные деяния.
Система коммуникаций. Муравьи, как и другие общественные насекомые, обеспечены врожденной системой коммуникации.
Для защиты они иногда используют звуковую сигнализацию: например, муравьи-древоточцы, как и термиты, для сообщения определенной информации, стучат головами о стенки хода. Но чаще для передачи важных для семьи сигналов пользуются феромонами тревоги. Это своего рода химический язык, который позволяет быстро и надежно передать соответствующую информацию. Достаточно потревожить группу муравьев на куполе муравейника, и от этой группы мгновенно пойдет волна возбуждения. Несколько секунд – и из муравейника появится толпа готовых к бою муравьев. Как происходит такая быстрая цепная реакция?
Оказывается, у каждого потревоженного муравья включается цепь инстинктивных действий. Приняв оборонительную позу, он выстреливает из имеющегося у него резервуара струйкой жидкости на основе муравьиной кислоты и углеводорода ундекана. Муравьиная кислота в данном случае выступает не только как яд для защиты от нападения, но и как феромон, возбуждающий других муравьев. А унде-кан выполняет только сигнальную функцию, вызывая агрессивную реакцию членов сообщества. Даже малое количество ундекана, нанесенное на фильтровальную бумагу, заставляет муравьев яростно набрасываться на этого мнимого врага.
Итак, получив сигнал в виде запаха смеси этих двух веществ, соседние муравьи тоже мгновенно принимают оборонительную позу и выбрасывают свои порции сигнальных веществ. Возбуждение достаточно быстро охватывает все новые и новые участки гнезда, достигая его внутренних галерей, откуда на поверхность выбегает все больше готовых к сражению муравьев.
Такая химическая сигнализация достаточно целесообразна. Феромоны тревоги – летучие вещества, и если прекратить тревожить муравьев, их возбуждение быстро стихает. Но если сигналы тревоги будут продолжаться и доза феромона увеличиваться, то поведение муравьев может резко измениться. Блуждающие муравьи в таком случае срочно переселяются на другое место.
Еще один пример организованного защитного поведения одного из видов муравьев: реакция целой семьи, подвергшейся в ходе эксперимента постоянному гамма-облучению. Муравьи этой семьи в ответ на воздействие внешних раздражителей выстроили к пищевому источнику крытую дорогу длинной 12 метров. Такие целесообразные действия позволили им резко снизить дозу радиации.
Стратегия рациональной организации работ. Более ста лет назад в печати появилось сообщение об удивительно рациональном пищевом поведением муравьев. Естествоиспытатели решили провести опыт. В сосуд положили толченый сахар и спустили его с перекладины окна, привязав посреди нитки.
Очень скоро муравьи нашли путь к лакомству. Организовалось целое шествие их по нитке к месту, где находился сахар, и обратно с его кусочками в челюстях. Так продолжалось некоторое время, но затем движение по тонкой нитке прекратилось.
При ближайшем рассмотрении оказалось, что в сосуде остались работать только с десяток муравьев. Они усердно таскали маленькие кусочки сахара на край сосуда и оттуда сбрасывали их ожидавшим на карнизе собратьям. Вот так муравьи смогли рационализировать и тем самым ускорить процесс добывания лакомства для семьи.
Современные наблюдения за общественными работами у муравьев еще и еще раз подтверждают рациональность и прекрасную организацию их поведения в зависимости от обстоятельств. Так, был проведен эксперимент с зонтичными муравьями, которые, взбираясь на деревья, челюстями вырезают кусочки листьев в форме полумесяца. Потом, держа их над головой, муравьи пускаются в обратный путь в составе колонны, похожей на исполинскую извивающуюся зеленую змею.
Поперек пути такой длинной вереницы муравьев в почву вдавили широкую сухую ветку. Когда передние муравьи, увидев ее, остановились, вначале произошла давка, сумятица, а затем вся колонна замерла. Нагруженные муравьи послушно стояли один за другим с зелеными листочками на головах, похоже, в ожидании приказаний из авангарда.
По сторонам муравьиной дорожки росла густая трава, по которой с ношей было трудно обойти препятствие. Поэтому передние муравьи положили свои листики, окружили ветку и начали возле нее земляные работы. Через полчаса был готов "подземный переход". Муравьи снова водрузили на головы свою ношу, и шествие организованно двинулось через этот переход в установленном ранее порядке.
Таким образом, в основе сложного поведения муравьев заложена оценка ситуации в целом, выработка с ее учетом стратегии действий и следование ей.
Строительство жилищ. На Земле обитает свыше 9000 видов муравьев, и все они отличаются друг от друга как строением тела, величиной, окраской, так и образом жизни, поведением, видами деятельности, в том числе строительной. Лесные ли это муравьи или луговые, муравьи-плотники ли это или муравьи-ткачи – все они замечательные строители.
Существует не менее семи видов построек муравейников в зависимости от того, роют их или строят, устраивают гнездо в деревьях и пнях или под камнями, в стенах домов или в скалах и т. д. Между этими различными способами постройки существует много промежуточных, смешанных вариантов.
Чаще всего встречаются постройки из сырой земли и растительных остатков, которые муравьи сооружают с помощью челюстей и передних ножек. Примером такой постройки может служить лесной муравейник. С первого взгляда он напоминает собранную кучу мусора. Но при детальном знакомстве с его устройством оказывается, что это удобная и красивая постройка. Она сделана так затейливо и целесообразно, что любой профессиональный строитель оценит ее по достоинству.
Не менее искусные постройки можно обнаружить в гниющих пнях, по которым снуют муравьи. Здесь обнаружится множество маленьких комнаток, галерей, узких проходов, столбиков, подпорок и т. п. Все это труд ловко работающих острыми челюстями муравьев-плотников.
Крупные муравейники чаще всего имеют прямые и извилистые коридоры, комнаты и жилые помещения, в числе которых бывают детские, амбары, "загоны" для "домашних животных" и т. д. Комнаты и коридоры расположены в несколько этажей и сообщаются между собой посредством вертикальных ходов.
Полы в жилых помещениях зачастую покрыты гравием, а в кладовых, где хранятся заготовленные на зиму припасы, – засыпаны блестящими крупинками слюды или кремния. Эти материалы не намокают и тем самым не дают развиваться плесени. Сам факт их использования позволяет заключить, что муравьи-строители обладают врожденными знаниями о том, как подготовить складские помещения, чтобы запасы не портились от сырости.
От гнезд строители зачастую прокладывают длинные подземные ходы и дорожки. Они посыпаны песком и аккуратно выложены мелкими камешками.
Использование обстоятельств. Если бы миниатюрные архитекторы и строители повиновались только врожденному инстинкту, все гнезда муравьев строились бы одинаково. На самом же деле среди муравьиных построек можно встретить большое разнообразие, зависящее от окружающей среды, времени года и вида муравьев. В неодинаковых условиях эти насекомые даже одного и того же вида строят жилища различным образом.
Наблюдения показывают способность муравьев оценивать обстановку и проявлять "сообразительность", приспосабливаясь к обстоятельствам при своих постройках. Муравьям присущи свои особые способности, чтобы строить сложнейшие по конструкции и планировке многоэтажные гнезда, удобно и разнообразно распределять в них комнаты, выбирать наиболее подходящие для постройки время и материалы, а главное, пользоваться случайными обстоятельствами и судить о целесообразности того или другого способа действий.
Муравей способен составить себе представление о цели предстоящей деятельности. Когда он начинает какое-нибудь сооружение, то кажется, будто в его мозгу медленно созревает определенная идея. Так, например, если муравей найдет перекрещивающиеся стебельки, из которых можно соорудить пристройку, или несколько маленьких балок, обозначающих ее углы и стороны, то сначала он внимательно осмотрит каждый предмет в отдельности. И только потом, выбрав деталь нужной конструкции, быстро и ловко потащит ее к стройке.
Работают муравьи в основном сообща, но начинают строительство комнат, галерей с разных концов – индивидуально. Наблюдения показали, что, хотя работу муравья предваряет исследовательская деятельность, иногда он может ошибаться. И тогда строитель, не жалея сил, исправляет неудачу. Неправильно выведенная стена тут же разрушается и строится заново. Ошибки такого муравья часто исправляют собратья, а иногда они заставляют его работать под руководством более опытного товарища.
Особенности муравьев-ткачей. Совершенно особую технологию используют при строительстве своих гнезд для будущего потомства муравьи-ткачи. Эта технология, по мнению биологов, являет собой один из самых уникальных врожденных приемов строительства с помощью живых "инструментов".