Зоология / Общая зоология / Дольник В.Р., Козлов М.А. Зоология. Беспозвогочные

212 Тип Членистоногие

Если же добыча очень велика, то они транспортируют ее кол­ лективно. |1ри наблюдении за ними может показаться, что они не помогают, а только мешают друг другу — каждый тащит в свою сторону. Однако, поскольку общее стремление у всех му­ равьев одно, добыча в конце концов оказывается в муравейнике. Ежедневно в гнездо доставляется несколько тысяч насекомых.

Кровавый муравей (рис. 102) похож на рыжих лесных муравьев, длиной 6—9 мм, голова и грудь у него красные, брюшко темно-бурое. Но по образу жизни отличается от рыжих лесных муравьев очень сильно. Именно этот му­ равей является «рабовладельцем», использующим в каче­ стве «рабов» бурых лесных муравьев, строящих лишь под­ земные гнезда. Происходит все это так. Сначала разведчики кровавого муравья находят гнездо бурых лесных муравьев. Затем в поход отправляется целая колонна кровавых му­ равьев. Такую колонну сразу можно узнать: это не снующие беспорядочно туда и сюда муравьи, а муравьи, идущие плотной массой в одном направлении. Прибыв на место, они врываются в чужой муравейник, стремясь поскорее добраться до камер с коконами. Хозяева яростно защища­ ются. Одни из них вступают в драку с пришельцами, другие тащат коконы в более глубокие части гнезда. Однако нападающие все же успевают захватить часть коконов и уносят их. При этом, чтобы увеличить объем добычи, они устраивают неподалеку от муравейника временной склад, где оставляют захваченные коконы, а сами возвращаются за новыми. И лишь потом они перетаскивают всю добычу

всобственный муравейник. После такого налета поле битвы

—поверхность муравейника бурых лесных муравьев — оказывается усеянной трупами сражавшихся. Но дело сде­ лано: добыты будущие няньки для ухода за собственными личинками кровавого муравья.

Медоносная пчела (рис. 103) разводится человеком с незапамятных времен и распространена им по всему зем­ ному шару. Из всех пчел у медоносной наиболее сложный общественный образ жизни.

214 Тип Членистоногие

пчелы живут 5 недель летом и до полугода зимой. Трутни (самцы) появляются в пчелиной семье лишь перед роением,

вмае-июне. По внешности они отличаются от рабочих пчел большими глазами и толщиной. Матка занята только откладкой яиц (до 2000 в сутки) и передвигается по сотам

всопровождении свиты рабочих пчел, которые ее посто­ янно кормят.

Рабочие пчелы довольно невзрачны на вид, длиной около 12 мм. Трудиться они начинают сразу после появ­ ления на свет. До 20-го дня рабочая пчела выполняет разнообразные работы: чистит ячейки, кормит личинок, принимает корм от прилетающих с ним пчел. На 20-й день, когда у нее сформировывается жалоносный аппарат, она приступает к охране улья, а затем становится фура­ жиром и вылетает из улья за кормом. Среди фуражиров имеются разведчицы, которые заняты поисками новых, богатых источников корма. В случае удачи они сообщают разведанные данные сборщицам, совершая на сотах особые пробежки и телодвижения.

Несмотря на невзрачную внешность, рабочих медонос­ ных пчел легко узнать и отличить от других насекомых, прилетающих на цветы. Почти все насекомые, посещаю­ щие цветы, сидят на них неподвижно или лишь слегка и неторопливо по ним ползают. Медоносная пчела все время находится в движении. Опустившись на цветок, она сразу же засовывает хоботок внутрь венчика, сосет нектар и уже через 1—2 с перелетает на следующий цветок, где операция повторяется. Если пчела занята сбором пыльцы, то она активно и быстро ползает между пыльниками, ста­ раясь набрать побольше пыльцы на волоски, покрывающие ее тело. С них она счищает пыльцу в корзиночки задних ног, где постепенно образуется комочек пыльцы — так называемая обножка. Таким образом, пчела все время в движении, либо перелетает с цветка на цветок, либо быстро по ним ползает. Так ведут себя и шмели, но они по сравнению с пчелой более ярко окрашены, на их теле чередуются белые, рыжие и черные участки.

Семьи медоносных пчел размножаются роением, в маеиюне. Для этого в улье выводятся трутни и закладываются

маточники для вывода новой матки. Когда она появляется, то примерно половина рабочих пчел вылетает из улья вместе со старой маткой. Этот рой оседает сначала гденибудь на ветке, а когда разведчицы подыщут место для нового гнезда, то улетает туда. Оставшаяся в старом улье молодая матка совершает с трутнями брачный полет, воз­ вращается в улей и приступает к откладке яиц. С этого времени жизнь в улье входит в нормальное русло.

§ 33. ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАСЕКОМЫЕ

Как мы уже знаем, некоторые насекомые образуют между собой организованные группы (общества), дейст­ вующие как единое целое. Таковы многие перепончато­ крылые — муравьи и шмели, а также некоторые пчелы и осы. Сходный образ жизни приобрели и термиты — насе­ комые с неполным превращением.

В основе группы у всех общественных насекомых лежит семья, но семья сильно разросшаяся и преобразовавшаяся.

Она состоит из плодовитой самки (ее называют маткой или царицей) и множества ее бесплодных дочерей, образующих касту рабочих. М атка обычно много крупнее рабочих, и орга­ низм ее приспособлен производить очень большое количество яиц. Рабочие кормят матку, строят камеры для яиц и личинок и выкармливают личинок, пока они не превратятся в куколку. В большинстве случаев матка живет дольше бесплодных до­ черей (у муравьев 6— 7 лет, вплоть до 18 лет). Рабочие строят и ремонтируют гнездо, очищают его, вентиллируют, обогрева­ ют, защищают снаружи и на подступах к нему. Они занима­ ются разведкой новых источников пищи, собирают ее, сносят в гнездо, где могут разными способами упаковывать, консер­ вировать и перерабатывать. Они могут ухаживать за план­ тациями грибов или своими «дойными животными».

Общественные насекомые все время делятся пищей друг с другом и каждый может пользоваться ее запасами.

Каждая рабочая особь имеет программы для всех форм труда, необходимого для процветания семьи. Обычно на­ секомое переключается с одного вида труда на другой в зависимости от своего возраста.

216 Тип Членистоногие

Но у некоторых общественных насекомых рабочие разделены на подкасты — например, фуражиров (собирателей пищи) и сол­ дат. Последние имеют отличное от фуражиров строение тела — мощные приспособления для защиты и нападения. Они защи­ щают гнездо и фуражиров, ведут территориальные войны, но сами добывать пищу не могут.

Члены семьи очень четко взаимодействуют между со­ бой, понимают друг друга благодаря врожденной системе коммуникации.

В основе ее лежит «язык» — сложный код сигналов, звуко­ вых, зрительных, осязательных и химических. С помощью та­ кого языка невозможно передать любую информацию ( то есть две пчелы, в отличие от нас, не могут «поговорить» о чем угодно). Но зато в строго определенных областях можно пере­ дать очень сложную информацию. Например, возвращаясь от нового цветущего дерева к улью, пчела-разведчица, используя врожденную программу кодирования, переводит сведения о на­ правлении к цветущему дереву, расстоянии до него, обилии цветков и виде цветущего растения в набор стандартных движений, которые она выполнит перед другими пчелами в улье (так называемый танец). Пчелы-фуражиры, следуя за танцующей пчелой и повторяя все ее повороты, раскодируют танец, и их нервная система получает информацию, заложен­ ную в танец разведчицей.

За расшифровку информационного значения танца пчел, волновавшего ум человека с глубокой древности, немецкий эн­ томолог Карл Фриш был удостоен высшей награды в научном мире — Нобелевской премии.

Раньше люди думали, что общество насекомых подоб­ но государству, и управляется из какого-то центра. Дума­ ли, что семьей управляет матка, поэтому ее и назвали «царицей». Теперь мы знаем, что такого центра нет, и все члены общества взаимодействуют на основе программ поведения и потоков информации, поступающих от особи к особи.

Роль матки в управлении состоит в том, что она может откладывать яйца, из которых выйдут либо бесплодные ра­ бочие (причем могут и разного облика, если у вида есть под­ касты), либо плодовитые самцы (трутни) и самки (будущие матки). Но частично этим процессом могут управлять и рабочие. У перепончатокрылых самцы в семье не используются.

И х функция: они должны улететь, встретить отправившихся

вбрачный полет плодовитых самок из других семей и оплодо­ творить их. Ополодотворенная самка хранит сперматозоиды

втечение всей Жизни. Этим гарантируется, что все родившиеся

всемье особи — единокровные (то есть происходящие от одного отца и одной матери) сестры и братья.

Утермитов состав семьи несколько иной: рабочая каста состоит из бесплодных особей обоего пола, а их отец содержит­ ся в гнезде вместе с самкой и оплодотворяет ее по мере надоб­ ности.

Групповой отбор. Благодаря совместным действиям, разделению функций и заботе о потомстве семья об­ щественных насекомых весьма конкурентоспособна и в нужной ей мере плодовита. У общественных насекомых между собой конкурируют не отдельные особи, а семьи как единое целое. Менее приспособленные семьи угасают или образуют мало расселяющихся роев, а более при­ способленные — процветают и расселяются. (Некоторым муравейникам рыжих лесных муравьев много десятков лет). Такую форму естественного отбора Чарльз Дарвин назвал групповым отбором. При нем важен не успех или плодовитость отдельной особи в группе, а успех или не­ успех всей группы. Чтобы такой отбор мог действовать, группа должна состоять из родственников. Все рабочие несут в себе генетические программы, полученные от матери и отца. Если в этих программах произошли изме­ нения (мутации), благоприятные для выживания семьи, они реализуются во внешнем виде и поведении бесплод­ ных дочерей-рабочих, и обеспечат успех семье, а в сле­ дующее поколение они передадутся от матери и отца пло­ довитым братьям и сестрам, которые станут основателя­ ми новых семей. И не важно, что остальные сестры бес­ плодны.

У вида, подвергающегося групповому отбору, есть важ­ ное преимущество: он может иметь приспособления, не выгодные отдельной особи, но выгодные семье. Естествен­ ный отбор на индивидуальном уровне достичь такого не может, ведь индивидуум должен обязательно выжить и размножиться.

218 Тип Членистоногие

Групповой отбор создал уйму потрясающих генетических про­ грамм.

Пчела жалит медведя, оставляя в нем жало и умирая. Ее смерть ничего не значит, был бы защищен улей, а она все равно бесплодна.

Рабочие муравьи в случае необходимости могут построить из своих тел мост через поток смолй, чтобы по нему прошли их сестры.

Солдаты некоторых видов муравьев, вступая в сражение, жертвуют собой: при очень сильном возбуждении мышцы брюшка солдата сокращаются очень резко и брюшко, как живая бомба, разрывается. При этом защитная жидкость разбрызгивается во все стороны, поражая немало неприятелей.

Солдаты — «камикадзе» (смертники) есть и у некоторых тер­ митов.

Нападая на врагов, особенно муравьев, они с такой силой сокращают мускулатуру брюшка, содержащего резервуары 4хи­ мического оружия», что брюшко разрывается и липкая ядовитая жидкость обрушивается на нападающих.

Некоторые абсолютно слепые солдаты термитов-носачей умеют ориентироваться по слабым движениям воздуха, по­ рождаемым врагами, и обстреливают их струей раздражающего клея.

В гнездах медовых муравьев есть 4медовые бочки» — рабо­ чие, которые висят, уцепившись ногами или челюстями за стенки глубоких камер. Их «накачивают» медом другие рабочие, соби­ рающие «мед» (сладкие выделения тлей). «Живые бочки» раз­ дуваются от сладкой жидкости до размера крупной вишни. Муравей-бочка отрыгивает корм любой попросившей его особи гнезда.

Некоторые общественные насекомые используют орудия (орудие — это то, чем орудуют). Так, рабочие муравьевафеногастеров, найдя раздавленную гусеницу, гнилую ягоду или другую полужидкую пищу, подбирают вокруг пористые кусочки растений и бросают на добычу. Когда они пропитываются пищейкашицей, муравьи уносят их в гнездо, где тщательно облизывают и высасывают все съедобное. Употребление пористых предметов в качестве «сосудов» позволяет им ускорить транспортировку корма в среднем в 10 раз. Кроме того, такое поведение дает возможность «обманывать» муравьев-конкурентов.

на него листик или кусочек и тут же убегает. А через минутудве он возвращается и уносит «сосуд» с желанной провизией в гнездо.

Рабочие дернового муравья охотятся на пчел, охраняющих входы в норки, бомбардируя их мелкими камешками. Они со­ бирают вокруг камешки и сбрасывают в норку на голову пчелы-

сторожа. Сначала пчела пытается прогнать муравьев, раскрывая челюсти, выставляя вперед брюшко с жалом, но бомбардировка продолжается. Тогда пчела выходит из норки — муравьи только этого и ждали. На нее набрасывается целая орда муравьев.

Другие муравьи осаждают гнезда медовых муравьев, бросая во входы их гнезд камешки и тем самым вынуждая обитателей прекратить фуражировку и забаррикадироваться в гнезде.

§34. ИНСТИНКТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ НА ПРИМЕРЕ ЧЛЕНИСТОНОГИХ

Врожденные программы поведения животных. Людей всегда поражало разнообразие и совершенство поведения членистоногих, особенно пауков, муравьев, пчел и ос. С древних времен люди поняли, что членистоногие этому не учатся, они появляются на свет, умея все делать. Сложное врожденное поведение стали называть инстинктивным. Но еще несколько десятилетий назад инстинктивное поведение ставило ученых-физиологов, изучав­ ших работу нервной системы, в тупик. Они считали, что в ответ на раздражения, поступающие из внешней среды и восприни­ маемые органами чувств, животное автоматически рефлектирует (отражает) их простыми двигательными реакциями. Для объяс­ нения того, как беззубка захлопывает створки, это подходит. Но как на основе одних только рефлексов объяснить поведение паука? Ведь никуда не денешься от того, что никаких сигналов извне, требующих плести паутину, пауку-крестовику не посту­ пает, а учиться ему не у кого: к другому пауку приближаться смертельно опасно, а мать ничему не научила, она умерла задолго до того, как он вышел из кокона.

Этология. Поэтому несколько десятилетий назад зоо­ логи создали науку об инстинктивном поведении животных

— этологию. Среди ее создателей был энтомолог, лауреат Нобелевской премии Карл Фриш, разгадавший тайну тан­ цев пчел. Этология — такая же часть зоологии, как ана­ томия или классификация. Одновременно началось кон­ струирование компьютеров, и их создатели стали обра­ щаться к этологам, а этологи — следить за совершенство­ ванием компьютеров.

Выяснилось, что инстинктивные действия животное производит, строго следуя определенной программе. Про­ грамма записана генетическим кодом, и передается от поколения к поколению с половыми клетками. Эти про­ граммы медленно, вслепую, путем проб и ошибок создал

220 Тип Членистоногие

естественный отбор точно так же, как он создал любые другие признаки животного — химическое строение, внеш­ ний вид или раскраску. Если для данного случая у жи­ вотного есть соответствующая программа — оно действует четко и целесообразно, подобно тому, как автопйлот по заданной программе управляет самолетом. Если нет про­ граммы — животное не справляется с простейшей задачей. Например, гусеницы походного шелкопряда путешествуют, построившись в линию, и прекрасно преодолевают любые естественные препятствия в лесу. Но если их замкнуть в круг на ободке чашки, они так и будут ходить по кругу. Дело в том, что таких предметов в природе нет, и в программе не предусмотрено, что в этом случае делать.

Варианты инстинктивного поведения животных. Все же обычно программы инстинктивного поведения гибкие, имеют несколько вариантов, и членистоногое — не завод­ ная игрушка. Паук-крестовик строит паутину, используя свое тело как отвес, то есть натягивая нити каркаса пау­ тины, он пользуется силой притяжения Земли. А что будет, если поместить его в невесомость? Такой опыт про­ делали на спутнике и оказалось, что после нескольких неудачных попыток паук воспользовался запасной про­ граммой — не спускаться, повиснув на нити, а обегать по стенам, выпуская нить и только затем натягивать ее.

Пауки живут рядом с нами, и каждый может проделать с ними много интересных опытов — было бы воображение (кстати, опыт в космическом корабле придумала школьница). Еще при­ мер: паукам скармливали медикаменты, влияющие на настроение и работоспособность человека. Под влиянием одного лекарства (делающего нас нетерпеливыми) паук строил паутину кое-как, с дырками; под влиянием другого (концентрирующего внимание) он строил великолепную, геометрически совершенную конструк­ цию. А под влиянием наркотика создавал ^вместо паутины бре­ довые абстрактные конструкции. Значит, мало иметь программу, важно еще, в каком состоянии находится нервная система. Не­ уверенность, страх и другие эмоциональные состояния, свойст­ венны членистоногим так же, как нам.

Мотивации поведения животных. Чтобы программа была извлечена из хранилища программ, должно произой­ ти изменение внутреннего состояния организма. Чтобы животное отправилось искать пищу, нужно, чтобы у него