Мир общественных насекомых

Заготовкой листьев муравьи чаще всего занимаются по ночам, но многие виды активны и днем. Широкая лента муравьев, уносящих к гнезду листья, представляет интереснейшее зрелище. Масса заготавливаемой зелени впечатляет не менее. В крупных гнездах она измеряется тоннами в год. Одна колония атта, взятая под наблюдение с момента ее основания молодой самкой, за три года принесла в гнездо в общей сложности около 6 т листьев. Ясно, что весьма многочисленные в тропиках Южной Америки листорезы играют колоссальную роль как потребители листьев. Однако, несмотря на огромное количество срезаемой муравьями листвы, их деятельность обычно не угнетает рост тропической растительности, поскольку насекомые равномерно распределяют взимаемую ими «дань» по значительной площади и редко сильно оголяют деревья. Но на плантациях, особенно какао, кофе, цитрусовых, листорезы причиняют немалый вред, а на огородах иногда невозможно уберечь урожай овощей от полчищ их фуражиров.

Листорезы срезают листья совсем не для того, чтобы использовать их в пищу. Оказывается, на специально приготовленной листовой массе они разводят грибы, которые и служат муравьям «хлебом насущным». Весь процесс получения грибного корма сложен и трудоемок. Сначала муравьи разрезают листья на очень мелкие кусочки, диаметром 1—2 мм. Этим занимаются не фуражиры, а рабочие, постоянно находящиеся в гнезде. Такие кусочки муравьи разминают челюстями и смачивают капельками светлой фекальной жидкости из анального отверстия. Затем на каждый кусочек они помещают до 10 мелких частиц грибных нитей-гиф и засеянные грибницей кусочки складывают в общую пористую массу, находящуюся в специальных овальных гнездовых камерах. В удобренной листовой массе гифы быстро прорастают, и уже через сутки грибница покрывает всю ее поверхность. Так возникают грибные сады листорезов. За ними ухаживают рабочие-крошки. Целыми днями они возятся срединитей грибницы, удаляют отмирающие части гриба и обкусывают кончики слишком выросших гиф. Вследствие постоянного «прищипывания» гриб никогда не образует плодовых тел. Их можно найти только в покинутых или погибших муравейниках. Оказывается, грибы листорезов — обычные шляпочные (как сыроежки или мухоморы), но только совершенно особых видов, не встречающихся более нигде в природе.

Грибные сады стерильны — в них нельзя найти бактерий и иных грибов, за исключением культивируемого вида. Это объясняется тем, что рабочие-крошки тщательно пропалывают грибные плантации, удаляя посторонние споры и гифы. Кроме того, муравьи выделяют из метаплевральных желез обладающий медовым запахом секрет, а из ядовитой железы — муравьиную кислоту. Совместное действие этих веществ полностью уничтожает все посторонние организмы.

Питаются муравьи не всей грибницей, а только утолщениями, образующимися на концах ее гиф. Их называют стафилами или гонглидиями, а в работах XIX в. они именовались менее научно, но поэтично — «муравьиные кольраби». Эти образования диаметром всего 0,5 мм муравьи сгрызают и скармливают личинкам, сами же поглощают только жидкое содержимое ста-фил. Старые участки грибных садов, субстрат которых уже переработан грибом, рабочие выбрасывают из гнезда в «мусорные кучи». Грибы, вернее стафилы, — единственная пища личинок листорезов. Взрослым муравьям, оказывается (ученые узнали это недавно), служит кормом еще сок, выделяющийся при разрезании и пережевывании листьев. Содержащиеся в нем углеводы и другие вещества дают царице и рабочим более 90% необходимой для их жизнедеятельности энергии.

Отношения между листорезами и их грибами носят характер взаимовыгодного симбиоза: оба партнера не могут существовать друг без друга. Крылатая самка листорезов, отправляясь в брачный полет, уносит в подротовой сумке комочек грибницы из материнского гнезда. Построив норку в почве, она выплевывает этот комочек и удобряет его фекальной жидкостью. Так возникает зародыш тех грибных садов, которые в будущем обеспечат пищей новую колонию листорезов.

Грибы в отличие от насекомых способны переваривать целлюлозу и лигнин — важнейшие компоненты тканей растений. Они превращают эти вещества в собственные белки, жиры и углеводы, делая доступными для усвоения муравьями. В фекальной жидкости муравьев содержится много аминокислот и ферментов протеаз, расщепляющих белки. Аминокислоты — сильнейшие стимуляторы роста грибов, это следствие пониженной способности грибов переваривать белки. Когда муравьи добавляют фекальную жидкость к листовой массе, они ускоряют этим рост своих плантаций, поскольку протеазы расщепляют белки листьев на аминокислоты. У других групп муравьев аминокислоты и протеазы в фекалиях никогда не встречаются. Появление их у листорезов — специальное приспособление к симбиозу с грибами. Оказалось, что часть таких ферментов муравьи в готовом виде получают из грибов. Эти и другие «грибные» ферменты муравьи «научились» использовать не только для «удобрения» грибных садов, но и для переваривания сока, поглощаемого ими из листьев.