Путешествие к муравьям

«Сбор урожая» (и его непреднамеренные последствия) – лишь один из многих вариантов симбиоза, существовавших между муравьями и растениями на протяжении десятков миллионов лет. К середине мелового периода, когда на Земле ещё господствовали динозавры, примитивные муравьи сфекомирмины и понерины начали активнее укреплять свои позиции; в то же время цветковые растения становились всё разнообразнее и распространились по всему миру как новая доминирующая форма растительности. Происходила сложная коэволюция: многие виды растений оказались зависимыми от опыляющих их мотыльков, жуков, ос и других насекомых, в то время как ещё большее число видов насекомых питалось нектаром и пыльцой, полученными в процессе опыления. Ещё одна крупная группа насекомых кормилась листвой и древесиной цветковых растений. В ответ растения развивали различные комбинации толстой кожицы, густо расположенных колючек и волосков, а также химических защитных веществ, таких как алкалоиды и терпены, – в том числе тех, которые мы, люди, сейчас используем в небольших дозах в качестве лекарств, средств от насекомых, наркотиков или приправ.

И вот на сцену этого полного жизни театра коэволюции вышли муравьи. По мере окончания мелового периода их разнообразие и численность увеличивались, они перехватывали новые роли опылителей и рассеивателей семян и присваивали части растений в качестве гнездовых участков. Энтомолог, исследующий ранний палеоген (около 60 миллионов лет назад), обнаружил бы, что знакомые его взгляду муравьи роятся над знакомой растительностью.

Тысячи видов муравьёв и растений, живущих вместе, создали сложные симбиотические отношения. Сейчас дела обстоят совсем не так: муравьи часто просто паразитируют на растениях, ничего не давая взамен. Иногда отношения являются комменсалистскими, когда одна сторона использует другую, при этом, как в случае муравьёв, занимающих мёртвые полые стволы деревьев и кустарников, не причиняет ей вреда, но и не помогает. Однако гораздо больший интерес представляет взаимный симбиоз, от которого выигрывают обе стороны. Муравьи используют полости в растениях для устройства гнёзд, а нектар и питательные частицы – для пищи. В свою очередь, они защищают свои растения-симбионты от травоядных животных, переносят семена и буквально засыпают корни почвой и питательными веществами. Некоторые комбинации пар «муравей – растение» совпали так удачно, что каждый вид специализируется на использовании «услуг» другого. Случаи взаимовыгодного симбиоза привели к появлению самых странных и сложных эволюционных тенденций в природе.

Классическим случаем полной взаимозависимости можно назвать симбиоз между представителями рода акаций в Африке и тропической Америке и живущими в них муравьями. Наиболее тщательно задокументировано взаимодействие американской акации бычерогой и акациевых муравьёв. Акации, доминирующие среди кустарников и деревьев в сухих лесах, как будто специально были разработаны для укрытия и кормления муравьёв. Пары крупных толстых шипов («бычьи рога») с равными интервалами распределены по ветвям. У них плотная кожура, а полости внутри шипов служат идеальным укрытием для муравьёв. Нектарники, источающие сладкую жидкость, расположены у основания сложных перистых листьев. Чтобы выпить немного нектара, рабочим нужно только выйти из отверстия, прорезанного в шипе, и пробежать несколько сантиметров. К этим удобствам акации добавляют питательные маленькие орешки, которые прорастают на кончиках молодых листьев. Муравьи могут легко оторвать эти образования, так называемые Белтовы тельца. Имеющиеся у учёных данные свидетельствуют о том, что доминирующие обитатели акаций – грациозные жалящие муравьи рода Pseudomyrmex – способны благополучно жить на одних только Белтовых тельцах и нектаре.

Взамен муравьи защищают акации от врагов. Они имеют решающее значение для процветания и даже самого выживания растений. Эта сторона симбиоза была доказана в рамках полевого эксперимента, проведённого в начале 1960-х годов американским экологом Даниэлем Янзеном. Во время обучения в Мексике Янзен, тогда ещё молодой аспирант, заметил, что акациевые кустарники и деревья без муравьёв Pseudomyrmex страдали от насекомых. Кроме того, их частично вытеснили конкурирующие виды растений. Убрав муравьёв и с тех деревьев, на которых они жили (опрыскивая их инсектицидами или срезая ветки и шипы, в которых жил Pseudomyrmex), Янзен обнаружил, что акации подверглись активным атакам со стороны врагов-насекомых. Клопы-краевики и мухи-горбатки присасывались к кончикам побегов и новым листьям; скарабеи, листоеды и гусеницы разных мотыльков поедали крупные листья; личинки жуков-златок набросились на побеги. Другие растения стали расти ещё ближе и затеняли чахлые ростки акации.