Планета муравьёв

Роль феромонов в жизни муравьев становится очевидна даже при случайном контакте с семьями этих насекомых. Вы можете провести простой эксперимент сами. Найдите муравьиную семью. Если вы живете в частном доме, попробуйте поискать у себя на кухне. Если нет, выйдите на улицу в теплый день и поищите их гнезда на голых участках почвы или под большим камнем. Теперь капните немного сахарного сиропа недалеко от гнезда и подождите, когда эту каплю обнаружит один из рыскающих в округе разведчиков. Обнаружив лакомство, разведчик обычно выпивает его, сколько может, и бежит к гнезду, как правило, по кратчайшему пути (он точно знает, где находится гнездо, даже если вы его не видите). Прибежав в гнездо, он срыгивает немного сахарного сиропа, давая его попробовать нескольким рабочим муравьям, и возвращается обратно. Его товарищи бегут вслед за ним: при этом они точно следуют по его пути, повторяя все изгибы и повороты. Очевидно, что разведчик проложил для них маршрут – «химическую тропу». Срыгивая часть сахарного сиропа и дополняя его феромоновым следом, он как бы кричит: «Я нашел еду! Я принес еду! Следуйте по моему следу, и вы найдете больше еды!»

Другой важный набор феромонов обеспечивает целостность и безопасность семьи. Чтобы увидеть, как это работает, осторожно схватите рабочего муравья у входа в муравейник и поместите его в банку. Подождав, когда он успокоится, верните его на место. Похищенный будет немного возбужден, но его сородичи почти не обратят на это внимания. Теперь поймайте еще одного муравья, но на этот раз перенесите его в другое гнездо. Вы увидите, что местные муравьи яростно набросятся на него, потому что его тело будет сигнализировать им: «Не наш запах! Это чужак! Чужак!»

Муравьям достаточно прикоснуться к другому муравью кончиками своих антенн (усиков), усеянными детекторами запаха, чтобы мгновенно распознать чужака. Дело в том, что маслянистая субстанция на теле каждого муравья содержит уникальную комбинацию химических веществ, характерную только для его родной семьи. Особей с другой комбинацией запахов немедленно атакуют, убивают или выгоняют из гнезда.

Запах отдельного муравья, смесь пахучих веществ в маслянистом покрытии его тела, можно сравнить с человеческим лицом или с военной униформой со знаками различия. Он позволяет другим муравьям с первого взгляда или, точнее говоря, с первого «нюха» определить, является ли этот муравей членом их семьи или нет, а также его пол, касту, примерный возраст и задачу, которую он выполняет в данный момент.

Бóльшая часть этой информации должна быть обработана за секунды и с безошибочной точностью, чтобы вызвать соответствующую реакцию. Точность несметного множества таких реакций – необходимое условие для выживания семьи, численность которой может составлять от менее сотни до более миллиона особей.

Понаблюдайте за перемещением рабочих муравьев: одни бегут в одном направлении, другие – в противоположном. Когда они встречаются, то без всяких колебаний останавливаются на долю секунды, соприкасаются головами, после чего продолжают свой путь дальше с той же скоростью, что и прежде. Замедленное воспроизведение видеозаписи позволяет увидеть, что происходит во время этих коротких встреч. Когда муравьи бегут по химическим тропам, проложенным разведчиками, они водят своими усиками из стороны в сторону. Первый сегмент усика называется скапусом или ножкой; он длинный, голый и функционирует как рукоятка, которая удерживает и обеспечивает подвижность второго сегмента, состоящего из нескольких коротких члеников, который называется жгутиком.

Жгутик – это «нос» муравья. Он покрыт густым слоем тончайших волосков, выступов и пластин, которые специализируются на распознавании различных химических веществ и передают в мозг нервные сигналы об их химической идентичности и количестве. На основе этой сенсорной информации, а также руководствуясь инстинктами и учитывая конкретные обстоятельства, муравей быстро и уверенно выбирает нужное действие.

Мы до сих пор плохо понимаем, как работают сенсорные рецепторы муравьев. Наши знания ограничиваются в основном тем, что мы можем увидеть и услышать. Современные методы визуализации позволяют обнаружить на поверхности даже крошечной части жгутика поразительное количество и разнообразие мини-структур. Конечно, было бы интересно узнать все детали того, как функционирует каждая такая структура или как эти структуры распознают едва уловимые химические соединения, а также как нервные клетки довольно скромного муравьиного мозга обрабатывают эту информацию и выдают ответ, но все же я могу с удовлетворением отметить, что я был одним из первых, кто начал взламывать феромоновый код муравьиной коммуникации.

11 Как мы взломали феромоновый код