Все это ожидает материнскую семью впереди. А пока она доминирует в колонии, представляющей из себя семью муравейников: мать и дети. Материнская семья, продуцируя дочерние, сохраняет свою целостность, свою индивидуальность. Каждая дочерняя со временем приобретает свою индивидуальность, в чем-то неповторимую так же, как неповторимо гнездо, в котором она обитает.
Если мы сравним гнезда рыжих лесных муравьев разного возраста, то заметим интересную закономерность. Гнезда-первогодки одного вида удивительно похожи друг на друга. Примерно так же, как похожи суточные цыплята. Форма этих муравейничков фактически еще не отражает ни особенностей организации каждого из них, ни условий обитания, в которые попала юная семья. В архитектонике такого гнезда в зачаточной форме заложены все необходимые для последующего развития муравейника элементы, специфичные для этого вида. Конечно, некоторые факторы среды сказываются еще в момент закладки муравейника. Скажем, если гнездо строится на большом пне, то габариты последнего неизбежно отразятся на объеме и габитусе муравейника. Но это особый случай, не отвергающий самого принципа начального стереотипа гнездостроения, проявляющегося на первых порах существования муравейника. В дальнейшем в зависимости от особенностей организации и состояния семьи и условий ее обитания изменяется форма гнезда и соотношение его отдельных элементов. В результате, обследовав тысячи взрослых муравейников, мы не сможем найти двух одинаковых.
Еще оригинальнее по составу, организации и другим показателям обитающие в этих гнездах семьи. Конечно, изучение индивидуальных особенностей муравейников дело многотрудное, да и острой необходимости в этом нет. Но даже сравнив некоторые, лежащие на поверхности характеристики, например структуру кормовых участков различных семей, мы придем к выводу о значительных отличиях в составе каждой из них.
Вопрос индивидуальности и целостности - один из центральных вопросов биологии. Говоря о муравьях с их сложной и развитой «социальностью», мы сталкиваемся не только с выраженной индивидуальностью каждой отдельной особи, но и целых сообществ. Причем индивидуальность семьи или входящей в состав семьи колонны не имеет ничего общего с индивидуальностью организма, ибо базируется целиком на поведенческом взаимодействии составляющих общину индивидов. Сообщество муравьев или других общественных насекомых не теряет специфики как сообщества даже тогда, когда в результате развития внутрисемейных структур оно выходит на уровень, допускающий его деление.
В принципе образование колонии представляет собой растянутый во времени процесс деления муравейника, сохраняющего при этом целостность и индивидуальность. Все это очень наглядно проявляется в упрощенном варианте, когда колония состоит из двух семей - материнской и одного отводка, как, например, показано на рис. 14. Однако мы знаем, что если отпочкование одной дочерней семьи не приводит систему колонн в устойчивое (равновесное) состояние, образуется вторая, третья и последующие дочерние семьи. Время замедляет свой бег, зато отчетливо слышны внутренние часы колонии: спешащие стрелки отводков и сдерживающий их маятник материнского муравейника. В этом тоже проявляется индивидуальность семей. У каждой своя задача: дочерние семьи стремятся подняться к оптимуму, материнская - удержаться в оптимальном режиме.
Здесь уместно вспомнить о диффузных муравейниках. Почему применительно к ним мы не употребляем термин «колония»? Ведь и там несколько гнезд, хоть и маленьких, связаны обменными дорогами. Бывает, что связь между одним из таких гнезд и остальными обрывается. И тогда, что очень важно, этот обособившийся муравейничек не погибнет, а начнет развиваться как самостоятельный: в нем, как и в остальных, есть яйцекладущие самки. Чем не почкование?
Да, действительно, внешнее сходство имеется, но только внешнее. Ведь в микрогнездах диффузного муравейника нет главного - целостности и индивидуальности. Население этих гнездышек случайно и непостоянно. Оно, как живая ртуть, перетекает из убежища в убежище. Единственным проявлением целостности здесь является целостность всей семьи. В этих условиях речь идет не о выделении части семьи - части, обеспеченной полным составом и достаточной для самостоятельного существования численностью, а о потере, случайном отщеплении группы особей. Правда, эта группа живуча и начинает вести себя как целая семья. Но и произвольно взятая часть любой колонны, отделенная от муравейника и перенесенная на место, где нет муравьев, способна реорганизоваться и имеет шанс развиваться во взрослый муравейник. Именно эта возможность муравьев к подобной реорганизации и лежит в основе всех методов переселения полезных видов муравьев искусственными отводками. Были бы в таком отводке самки и достаточное число рабочих.
Иногда поговаривают о способности семьи к регенерации при гибели части особей, проводя при этом аналогию с некоторыми растительными или животными организмами. Однако ни о какой регенерации здесь не может быть и речи. С одинаковым успехом можно обсуждать регенерацию средневекового города после чумы. В действительности семья, потерявшая по какой-либо причине (например, взят искусственный отводок) значительную часть особей, со временем восстанавливает частично или полностью свою численность, как восстанавливает ее популяция после депрессии. Искусственно переселенный отводок начинает развиваться на новом месте как совершенно новое образование. И не стоит думать, что если он взят из пятиколонного муравейника, то вырастет именно в пятяколонный.
Итак, колония - образование временное и наделенное определенными функциями. Основной функцией колонии является выращивание новых муравейников. Серийная структура колонии выросла из организационной структуры материнского муравейника. Реальная структура каждой колонии на любом этапе ее существования продолжает отражать прежде всего состояние и структуру материнского муравейника. Значение колонии как эффективного пути размножения семей и расселения муравьев трудно переоценивать. Именно благодаря колониальности ряд видов получил возможность заселять огромные территории и поддерживать стабильную высокую плотность поселения.
КОЛОНИЯ И ФЕДЕРАЦИЯ
Казалось бы, образование колоний, тем более существующих длительное время, - это последняя вершина организационной структуры муравьиного сообщества. Однако, как уже говорилось в предыдущем разделе, колония, как и все прочие организационные достижения муравьев, небезупречна. Длительный процесс образования отводков ведет в конечном счете к перенаселению, а это очень опасно, так как влечет за собой вырождение.
Возможность перенаселения - косвенный результат одного из существенных недостатков иерархического принципа организации колонии. В самой колонии, так же как и в семье, численность особей регулируется в соответствии с пищевыми ресурсами участка. В семьях рабочие муравьи поедают лишних личинок при недостатке пищи. Избыточное число муравьев выселяется в отводки. Рост отводков сдерживается неравными обменами, а рост материнской семьи - последовательным сокращением ее кормового участка. Пока все семьи в колонии, перенаселения не будет.
Но все-таки тенденции к росту отводков столь сильны, что они постепенно высвобождаются из-под регулирующего влияния колонии. Вот тут-то и возникает опасность перенаселения. Инициатива принадлежит одиночным, вышедшим из колоний муравейникам. Каналов регуляции для них стало меньше, а возможностей использования кормового участка больше. Теперь вся без исключения добыча остается в таком гнезде. И если общая численность гнезд в комплексе достаточно велика, продолжающий свой рост отводок быстро достигает предела, обеспечиваемого ресурсами его кормового участка.
Одиночные муравейники являются стихийными элементами, они начинают теснить соседей, захватывая часть их кормовых участков. Начинаются истребительные войны, основным итогом которых, как правило, бывает лишь гибель множества муравьев. Это тоже регуляция численности, но производится она явно нерациональным путем.
Происходит все потому, что выросший отводок должен отделиться от колонии, чтобы не нарушать незыблемого принципа доминирования материнского муравейника. Он должен выпасть из системы надсемейной регуляции численности. Да и сама система обменов в колонии довольно несовершенна. Именно в тот момент, когда регуляция важнее всего, интенсивность обменов стремительно падает. Масштабы колонии, даже самой крупной, тоже недостаточны. Впрочем большего от колонии требовать трудно, ведь ее регуляторные возможности сводятся к возможностям лишь одного материнского муравейника. Таким образом, сам принцип иерархии семей в колонии ограничивает размеры такой системы муравейников и во времени, и по числу входящих в систему семей. Следовательно, для дальнейшего расширения границ системы регуляции численности принцип не пригоден. Но отказаться от него невозможно, ибо колония уже есть, и с ней у ряда видов связана сама возможность появления новых муравейников.
Тем не менее выход есть. Он заключается в новом этапе развития надсемейных структур у муравьев. На этом этапе возникают объединения колоний. Наиболее ярко проявляются такие объединения у северного лесного муравья, ставшего благодаря этому одним из наиболее многочисленных видов наших лесов. Система взаимосвязанных колоний - федерация* возникает именно в условиях перенаселения, нехватки охотничьих угодий.
В федерации каждая колония сохраняет свою структуру с доминированием материнского муравейника. Более того, обмены внутри каждой колонии становятся интенсивнее, при этом интенсивность в меньшей степени, чем в отдельной колонии, зависит от соотношения сил муравейников. Это означает, что родственные связи внутри колоний, входящих в федерацию, более прочные и стабильные, а возможности отделения отводков соответственно меньше. Но самое важное - это принцип объединения колоний. Оно должно быть таким, чтобы не затрагивало внутренней структуры составляющих единиц, не разрушало принципа колониальности. Иначе вместо нескольких колоний возникнет одна, состоящая из многих муравейников. А чем больше гнезд в колонии, тем она эфемернее.
Рис. 17. Блок-схема федерации северного лесного муравья
I, II, III - колонии, входящие в состав федерации. 1 - материнские муравейники, 2 - отводки, 3 - буферные гнезда
Появление вторичных материнских муравейников симптоматично для федерации. Оно показывает, что даже очень крупные отводки, которые в состоянии сами образовывать дочерние муравейники, при интенсивных обменах удерживаются в составе колоний. В нашем примере муравейник 197 имеет диаметр купола 2,2 м, а его отводок 198 - 1,9 м. Обе величины предельны для данного вида. В сравнении с этими гнездами два других материнских муравейника выглядят карликами (диаметр купола гнезда 190 равен 1,2 м, гнезда 185 - 1,3 м). Тем не менее никакой иерархии колоний нет, так как при объединении между ними были сооружены буферные гнезда* - постоянные промежуточные почки. Буфером между колониями 1 и 2 служат муравейники 187-188, между колониями 2 и 3 - 182 и 199.
Объединение колоний, по-видимому, не обошлось без предварительных столкновений на территории. Об этом свидетельствуют имеющиеся в пограничных зонах колоний следы старых брошенных небольших гнезд, что обычно указывает на острую территориальную конкуренцию (см. рисунок). Однако теперь сражения за территорию в прошлом, все муравейники оказались связанными общей цепью обменов. Их интенсивность очень высока во всех звеньях федерации. Интенсивность переноски особей на основных дорогах, связывающих гнезда-доминанты, достигают 40 и белее в минуту (до 200). На остальных дорогах интенсивность - 15-30 переносов в минуту, что соответствует максимальным величинам в отдельных колониях. В колонии обмены в 40 и более переносов в минуту отмечены только в период формирования отводка.
Все обмены осуществляются через промежуточные почки.
Называть эти гнезда промежуточными почками можно только по аналогии. Фактически буферные гнезда - это особый тип летних гнезд, выполняющих «федеральные функции». Здесь имеется постоянное, частично смешанное население, среди которого высока доля муравьев-носильщиков. Благодаря этим муравейникам становится возможным эстафетный обмен между материнскими семьями. В обменных операциях участвуют десятки тысяч особей. Часть из них занята поддержанием в порядке буферных гнезд, другие осуществляют переносы.
Каким образом осуществляется запуск этого мощного механизма интеграции, неизвестно. С точки зрения экономики отдельных семей столь интенсивные обмены, по-видимому, мало рациональны. Но тем не менее это происходит, в виде федерации панмуравейник получает свое приближенное воплощение. Если в отдельной семье или колонии социальная регуляция колонн или входящих в колонию муравейников возникает как механизм, обеспечивающий общий рост населения, то в федерации направленность регуляции меняется. Здесь единственная функция обменных операций - ограничение общей численности муравьев в системе. Результатом действий регуляторных механизмов в семье и колонии является увеличение числа подсистем (колонн, семей), расселение вида; результатом регуляции в федерации - сохранение основных структурных единиц. О расселении речь не идет, поскольку федерации возникают в условиях, когда расселяться муравьям уже некуда.
И все это достигается одними и теми же средствами - обменами. Чем жестче территориальная конкуренция, тем интенсивнее обмены.
Данный принцип оправдан не только в федерациях. В эксперименте, проведенном на колонии муравьев-фаэтончиков в Туркмении в 1972 г., искусственное сокращение кормовых участков материнского и дочернего муравейников вызвало увеличение интенсивности обменов в 10-15 раз. Одновременно у подопытных муравейников появилась охраняемая территория, не свойственная фаэтончикам в обычных условиях.
Очень четкое разделение охраняемых территорий всех муравейников наблюдается в федерации. Такая взаимосвязь двух весьма различных по сути явлений понятна, так как оба они вытекают из объективной необходимости более эффективной регуляции в условиях жестких территориальных ограничений.