Путешествие к муравьям

Когда мы говорим о колонии бродячих муравьёв или других общественных насекомых как о чём-то большем, нежели тесная агрегация отдельных особей, мы говорим о суперорганизме. Следовательно, напрашивается подробное сравнение между общественными и обычными организмами. Идея – мечта – о суперорганизмах была очень популярна в начале века. Уильям Мортон Уилер и многие его современники неоднократно возвращались к ней в своих трудах. В популярном эссе 1911 года «Колония муравьёв как организм» Уилер утверждал, что колония животных является именно организмом, а вовсе не его аналогом. По его словам, она ведёт себя как целостная единица. Она обладает отличительными свойствами размера, поведения и организации, которые передаются из колонии в колонию и из поколения в поколение. Королева – её репродуктивный орган, а рабочие – мозг, сердце, кишечник и другие структуры. Обмен жидкой пищей между членами колонии равносилен циркуляции крови и лимфы.

Уилер и другие теоретики того времени знали, что они на верном пути. Их мнение оставалось в рамках научной мысли. Лишь немногие поддались мистицизму Мориса Метерлинка и его идеи «духа улья» – трансцендентной силы, каким-то образом исходящей от насекомых, или, возможно, руководящей и управляющей их взаимодействием. Большинство всё же не отошло от очевидных физических параллелей между организмом и колонией.

Но, каким бы продуманным и вдохновляющим ни было это мнение, в конечном итоге оно исчерпало себя. Недочёты подхода, базирующегося прежде всего на аналогии, становились всё очевиднее по мере того, как биологи обнаруживали больше мелких деталей коммуникации и принципов формирования каст, лежащих в основе колониальной организации. К 1960 году выражение «суперорганизм» практически исчезло из словаря ученых.

Однако старые научные идеи никогда не умирают. Подобно мифическому гиганту Антею, они лишь прикасаются к земле, чтобы набраться сил и вновь воскреснуть. Обладая гораздо более широкими знаниями об организмах и колониях, чем всего лишь тридцать лет назад, учёные вернулись к сравнению этих уровней биологической организации – и сделали это с большей глубиной и точностью. Новый диспут имел цель большую, чем просто найти аналогии и порадоваться находке. Целью стало объединение информации о биологии развития и данных, полученных в процессе изучения сообществ животных, что помогло бы раскрыть общие и конкретные принципы биологической организации. Ключевым процессом на уровне организма теперь считался морфогенез, посредством которого клетки меняют свою форму и химический состав и таким образом формируют организм. Ключевой процесс на следующем уровне – социогенез, состоящий из шагов, с помощью которых особи проходят через кастовые и поведенческие изменения для построения общества. Вопрос, представляющий общий интерес для всех биологов, заключается в сходстве между морфогенезом и социогенезом, их общих правилах и алгоритмах. Так как эти общие принципы можно чётко определить, они (справедливо) претендуют на место давно востребованных законов общей биологии.

Очевидно, что муравьиные колонии для учёных представляют далеко не мимолётный интерес. Абсолютные возможности эволюции суперорганизмов, возможно, лучше всего выражают не бродячие муравьи, а столь же впечатляющие муравьи-листорезы рода Atta. Нам известны 15 видов этого рода, встречающиеся лишь в Новом Свете: от Луизианы и Техаса до Аргентины на юге. Наряду с близкородственными Acromyrmex (24 вида из Нового Света), Atta выделяются среди муравьёв тем, что они способны выращивать грибы на свежих растениях, принесённых в гнёзда. Их можно назвать настоящими агрономами. На самом деле такой урожай – не совсем грибы, а нитевидные гифы, напоминающие хлебную плесень. Употребляя столь странную пищу, колонии достигают внушительных размеров и в зрелости состоят из миллионов рабочих. Ежедневно каждая колония может потребить столько же растительности, сколько съедает взрослая корова. Несколько видов, в том числе Atta cephalotes и Atta sexdens, являются основными насекомыми-вредителями Южной и Центральной Америки, уничтожая посевы на миллиарды долларов в год. Но в то же время они – ключевые элементы экосистемы. Они вспахивают и аэрируют огромные площади почвы в лесах и пастбищах и распространяют питательные вещества, необходимые для жизни самых разных организмов, обитающих там.