Мир общественных насекомых

Итак, максимально возможный размер колонии зависит от продуктивности царицы, выживаемости расплода и взрослых насекомых. Эту предельную величину можно повысить, например, совершенствуя стратегию добывания корма, используя более эффективные формы мобилизации, коллективную охоту, вторичное деление территории и т. д. Можно улучшить и эффективность выращивания личинок. Наибольших результатов в этом направлении добились, вероятно, медоносные пчелы, у которых из 85% отложенных яиц развиваются взрослые рабочие. Наконец, третий путь заключается в повышении продуктивности единственной царицы или увеличении их числа. Полигиния в принципе позволяет колонии достичь огромных размеров. Но по мере возрастания численности рабочих уменьшается их эффективность, во-первых, потому, что скученность приводит к столкновениям и взаимным помехам в деятельности, а во-вторых, из-за того, что рабочие вынуждены отправляться все дальше от гнезда за пищей для приумножающегося населения. Одним выходом из этого положения является уменьшение численности насекомых в колонии путем роения, отделения отводков, а вторым — возникновение полидомности, федераций и других развитых форм социальной структуры, которые мы уже рассматривали.

Переход к размножению, т. е. созревание колонии общественных насекомых, совпадает с тем моментом, когда численность рабочих достигает такой величины, что царица или царицы уже не в силах эффективно сдерживать выращивание плодовитых самок и подавлять плодовитость всех рабочих. В это время многие рабочие, правда, далеко не у всех видов, откладывают яйца, из которых появляются самцы.

Рост и размножение организма и колонии общественных насекомых, или сверхорганизма, как мы видим, могут быть описаны в сходных понятиях. И тот и другая являются объектами изучения общей теории систем. В последние 10—15 лет достигнуты серьезные успехи в математическом и компьютерном моделировании процессов роста, развития и размножения колоний ос, шмелей, пчел, муравьев.

Очень интересно также сравнение способностей организма и сверхорганизма к поддержанию своей устойчивости. Известно, что в организме существуют сложные физиологические механизмы, направленные на стабилизацию химического состава крови и лимфы, кровяного давления, температуры тела и других параметров внутренней среды. Процесс поддержания постоянства всех этих параметров в организме называется гомеостазом. У общественных насекомых есть аналогичное явление — социальный гомеостаз. Он выражается прежде всего в поддержании неизменных численных соотношений между насекомыми разных каст, между взрослыми рабочими и личинками. Конечно, это возможно в стабильных условиях, когда колония достигла стационарного состояния. Мы уже говорили о том, что доля солдат среди всех насекомых бесплодной касты у термитов и муравьев величина довольно постоянная, и обсуждали механизмы, которые ее регулируют. В природных колониях рыжей мирмики весной отношение количества рабочих к числу личинок в среднем составляет 0,88. Лабораторные эксперименты показали, что эффективность выкармливания личинок максимальна, когда на 50 личинок приходится 42 рабочих, т. е. при соотношении рабочих и личинок 0,84, которое очень близко к величине, наблюдающейся в природе. Значит, в естественных условиях производительность труда рабочих близка к максимальной, а гомеостатические механизмы (какие — мы пока не знаем) поддерживают оптимальные соотношения между численностью рабочих и личинок.

У моногинных видов существуют те или иные способы сохранения моногинности: агрессивность царицы или рабочих к лишним плодовитым самкам, феромоны, препятствующие развитию новых цариц, роение или почкование и т. д. А для полигинных колоний характерны определенные численные соотношения между царицами и рабочими. В частности, у рыжей мирмики на одну царицу приходится в среднем 76 рабочих.

Если кормить термитов пищей с малым содержанием азота, то они прибегнут к каннибализму и будут поедать часть личинок и взрослых собратьев, в тканях которых азота достаточно. Конечно, это временная мера, которая дает термитам возможность продержаться без поступления азота извне. Точно так же при голодании муравьи поедают яйца, личинок и даже куколок. Эти гомеостатические механизмы сверхорганизма напоминают то, что происходит в обычном организме. Например, при недостатке пищи используются резервные жировые запасы, а потом и другие ткани; если не хватает кальция, организм добывает его из собственных костей. Многие термиты съедают оставшихся крылатых после окончания благоприятного для вылета сезона. То же самое наблюдается у животных, когда рассасываются их половые клетки, не использованные во время брачного периода.

Можно привести и другие примеры социального гомеостаза. Пожалуй, больше всего мы знаем о регулировании микроклимата и иных параметров среды в гнездах общественных насекомых.