Пароль скрещенных антенн

Писатель Вячеслав Шишков в рассказе «Таежный волк» приводит, между прочим, одну занимательную историю, с которой есть смысл познакомиться тем, кто интересуется жизнью муравьев: «Я пристально взглянул на ближайшую сосну, удивился: ствол этой сосны, от земли аршина на два, блестел на солнце огненно-алыми рубинами.

— Это комарье, — сказал Бакланов.— Насосались лошадиной кровушки, пока ехали мы, а вот теперь от дыма нашего костра их разморило...— Он улыбнулся, вскочил и пошел шнырять по тайге.

Я приблизился к дереву. Как спелой брусникой, ствол унизан набухшими кровью, готовыми лопнуть комариками. Я шевельнул одного-другого комара: ни с места, не летит — пьян или сладко дремлет.

Подошел Бакланов и посадил в комариное алое стадо двух головастых муравьев.

Те осмотрелись, подбежали к соседним комарам, тщательно ощупали вздувшиеся их брюшки, деловито ознакомились с топографией населенного поживой места, сбежались вместе, лоб в лоб, посоветовались усиками и пустились вниз головами в бег к земле.

— Сейчас начнется,— сказал Бакланов.

Через четверть часа к комариному стаду пробирались организованные отряды муравьев. Немедленно началась горячая работа. Муравьи попарно подползали к пьяной комариной туше, ловко подхватывали ее передними лапками и клали на загорбок третьего муравья. Тот, пыхтя и придерживая комара за лапки, пер его, как пьяного... Упарившись — это уже на земле,— муравей сбрасывал с себя кровопийцу и, покачиваясь, стоял на месте. Двое других муравьев клали ношу на загорбок третьему, свежему своему товарищу, и — дальше. Вскоре сосна была чиста.

— Доброе дело сделали,— заметил Бакланов,— подлый гнус умной скотине дали — муравью».

Это весьма красноречиво описанное происшествие требует, с точки зрения энтомолога, замечаний не меньше, чем басня о Стрекозе и Муравье. Но при всем том здесь есть подробность, которую надо подчеркнуть: парочка муравьев, обнаруживших богатое поживой место, быстро привела за собой фуражиров, собиравших корм до тех пор, пока весь он не был унесен в гнездо.

Уже говорилось, что муравей, подобно трем мухам, может хоть и льва съесть. Действительно, фуражир любого вида, придя в гнездо с добычей и сдав собранный корм, не только сам возвращается к месту, где эта добыча обнаружена, но и ведет за собой новых сборщиков.

Однако прежде чем говорить о том, как муравей выводит на сбор добычи новых фуражиров, следует разобраться, как он сам возвращается в гнездо.

Радиус походов, совершаемых сборщиками-фуражирами, измеряется иногда сотнями метров и, следовательно, в десятки тысяч раз превышает размер насекомого. Конечно, когда семья оседла и фуражиры последовательно осваивают зону, в которой промышляют, возвращение их еще объяснимо. Но ведь существуют и кочевые муравьи, постоянно меняющие место гнездования и тем не менее неизменно находящие обратный путь. Значит, дело не в одной только оседлости. В чем же тогда?

Пятнадцать тысяч муравьиных видов дают на этот вопрос если и не пятнадцать тысяч ответов, то, во всяком случае, довольно много.

Одним здесь помогают уже известные нам отчасти дороги, разбегающиеся во все стороны от гнезда, совсем как корни дерева. Чем старше и населеннее муравейник, тем дальше расходятся от него дороги и тем гуще они разветвляются. По этим трассам уверенно движутся взад и вперед цепи муравьев. Если любого из них снять с дороги и отсадить в сторону, он долго и беспорядочно мечется, пока не наткнется на какое-нибудь ответвление дорожной сети своего гнезда, где и обретает вновь уверенность бега.

Есть и такие муравьи, у которых вокруг гнезда нет оформленных трасс. Здесь на промысел выходит множество фуражиров, которые группами разбегаются по разным случайным маршрутам. Через какое-то время они возвращаются, причем часто бегут не по своим следам, а напрямик, как если бы им помогала ориентироваться и находить обратный путь невидимая связь, поддерживаемая с гнездом и со снующими вокруг него муравьями.

Интересно, между прочим, отметить, что многие муравьи совсем слепы или, во всяком случае, плохо видят, так что обычные зрительные вехи мало могут помочь им в странствованиях. Среди зрячих же муравьев, обитающих в пустыне, например, имеются даже такие, которые, похоже, ориентируются по звездам.

Известный тунисский мирмеколог Санчи считает доказанным, что некоторые пустынные муравьи способны днем видеть звезды. Длинные узкие фасетки сложного глаза насекомых с одной-единственной светочувствительной клеткой на дне Санчи сравнивает с глубоким колодцем, со дна которого и человек, говорят, днем, при свете солнца, может увидеть звезды.

Санчи написал даже что-то вроде философской поэмы в стихах о маленьком муравье, заставляющем человека поднять глаза от земли к великим мирам, проплывающим в небе; о ничтожном муравье, который в яркий день находит для себя в синеве небосвода дальнюю звезду, оказывающуюся его проводником; о слабом муравье, который подобно мудрецам земли путешествует с надежным компасом; о скромном муравье, который привязан ниткой света к золотой звезде и упорно продолжает идти к своей цели.

Можно спорить о теме, которой посвящены стихи, но нельзя проходить мимо опытов, доказывающих, что для муравьев в пустынных местностях, лишенных наземных примет, звезды не только ночью, но и днем служат световым компасом.

Муравьям других видов помогает солнечный луч, также могущий служить ориентиром.

Многие в прошлом считали, будто муравьи оставляют на дороге душистые отпечатки, в которых левый и правый след пахнут различно, так что запах тропинки говорит, куда ведет дорога — от муравейника или к муравейнику. Но это все-таки осталось недоказанным, зато установлено, что муравьи по количеству израсходованной на передвижение пищи способны определять пройденный путь, расстояние от гнезда.

Здесь на пороге его встречает стража, охрана муравейника, которая не пускает чужаков, но открывает ход для своих.

Встает вопрос: как отличают муравьи своих собратьев от посторонних?

Читатель уже, конечно, давно подметил, что муравьи любого вида общаются между собой прикосновениями антенн.

Об этом пишет и Вячеслав Шишков, рассказывая, как парочка его головастых муравьев, обнаружив богатую поживу, «посоветовалась усиками».

Прикосновение антенн бывает разным: односторонним или обоюдным, мимолетным или продолжительным, замершим или скользящим. Антенны могут касаться всего тела другого муравья или отдельных его участков. Прикосновение может распространяться на весь жгутик усика или ограничиваться участком определенных члеников. А разные членики в жгутике воспринимают одни раздражения и не отзываются на другие.

Именно с помощью определенных члеников на жгутиках опознается у муравьев принадлежность к семье.

Муравей, у которого удалены оба усика, не отличает своих собратьев от других, не воспринимает никаких сигналов, не слышит никаких призывов. Мы уже знаем, что он не реагирует даже на муравьев враждебного вида. Но другие члены семьи продолжают относиться к оперированному как к собрату, отличают безусых особей своей семьи от чужих.

Если выкупать муравья в 70-градусном спирте и затем сразу же обсушить на солнце, он ведет себя после этого как ни в чем не бывало. Такого муравья родная семья встретит сдержанно, подозрительно, но все же примет, и только некоторые собратья проявят к нему враждебность.

Стоит, однако, смазать муравья соком из раздавленных муравьев другой семьи, не говоря уже о соке из муравьев другого вида, и в родном гнезде его встретят «в жала и жвала» и насмерть забрызгают кислотой.

Выходит, не при всех условиях верна польская поговорка, заверяющая, что мурашка мурашке рада. Действительно, муравьи рады друг другу, только если узнают запах родной семьи. Спиртовая ванна снимает этот запах. Сок чужого муравья надевает на насекомое чужое душистое одеяние, а такой мурашке мурашки перестают радоваться.

Опыты, в которых изучаются душистые семейные мундиры муравьев, требуют большой строгости. Здесь приходится соблюдать такую тщательность и педантичность, которая может, пожалуй, показаться чрезмерной, иногда комичной, но которая все же необходима как гарантия точности.

Не следует, в частности, касаться подопытных муравьев руками. Это разрушает душистый нимб, а иногда хитин надолго пропитывается при этом новым, чужим запахом, который незаметно путает потом в опыте все карты.

Муравья можно брать лишь пинцетом, вымытым в спирте и после этого просушенным, причем брать можно, конечно, не за брюшко, не за голову и, само собой разумеется, не за усики, а только за ножку.

Никогда не следует также слишком ярко освещать гнездо, арену, экраны; лучше по возможности их затенять.

Если приходится наклоняться, чтобы рассмотреть муравья, то не надо дышать на него. Тепло или, может быть, другие свойства выдыхаемого воздуха возбуждают муравьев, пугают их, резко меняют их поведение. Впрочем, простая картонная маска, прикрывающая рот, отводит эту угрозу.

И еще: если муравей относится к виду, обладающему хорошим зрением, то полагается избегать резких движений или производить их так, чтобы насекомые не могли их видеть.

В особенно деликатных исследованиях, когда муравья требовалось лишить каких бы то ни было ориентиров, гнезда содержались в лаборатории с гладкими темными стенами и сам экспериментатор работал в черном халате, спрятав лицо под черной маской.

Впрочем, для опытов, о которых пойдет речь дальше, такие крайние предосторожности не требуются. Не так уж сложно выяснить, что должно было произойти в том муравейнике, куда вернулись удачливые фуражиры, которых стража пропустила внутрь гнезда.

Каким же образом оповещают разведчики других муравьев о своей находке? Как эти другие, получив сигнал о корме, добираются до него?

Простые наблюдения показывают, что, как правило, уже через несколько минут плошку с медом, поставленную неподалеку от муравейника, обнаруживает первый фуражир. Через срок не многим больший, чем требуется, чтобы муравью добежать домой и без особых помех вернуться к чашке, на ней оказывается уже довольно много сборщиков корма. Вскоре они здесь кишмя кишат.

Если одновременно на таком же расстоянии от того же муравейника поставить вторую плошку с медом и последовательно снимать с нее нашедших ее муравьев, не давая им вернуться с кормом в гнездо, то за тот же срок на второй плошке перебывает лишь несколько обнаруживших ее фуражиров.

Но продолжим опыт, поставив на новом месте третью плошку со сладким кормом. Теперь, пока первый нашедший мед фуражир упивается им и брюшко его начинает округляться, попробуем тихонько нанести на него цветную метку. Увлеченный добычей сборщик не заметит этого и, нагрузившись до отвала, убежит. Задерживать его не станем. Пусть бежит. Если к плошке подберется другой муравей, можно повторить операцию, пометив нового сборщика уже другим цветом, третьего — третьим.

Раньше или позже здесь соберется целая стайка муравьев, и с ними обязательно будет тот, которого пометили первым. За ним появятся другие, и в их числе снова — меченые.

Совершенно очевидно, что наши разведчики привели к богатой добыче новых фуражиров.

Перенесем теперь наблюдения в искусственные гнезда и последим за поведением муравьев, вернувшихся сюда после того, как они обнаружили поставленную для них поживу.

Разведчик не забирается в глубинные камеры, а остается, как правило, в верхних частях гнезда. В возбуждении, которое тем более продолжительно, чем богаче запас обнаруженного им корма, он скрещивает усики со всеми встречными и затем вместе с ними устремляется к выходу.

Остается посмотреть, как он приводит завербованных муравьев к цели.

Вблизи от хорошо изолированной арены искусственного муравейника поставлен противень с водой. В нем на двух одинаковых, разделенных небольшим расстоянием подставках стоят две одинаковые плошки: одна — с медом или, лучше, с живыми личинками, другая — пустая. От каждой из плошек к арене переброшены мостики — подвижные картонные полоски.

К одной из плошек, к той, что с медом или личинками, доставлен муравей. Напившись меда или взяв в жвалы личинку, он начинает суетиться, выискивая обратную дорогу, перебирается, в конце концов, через картонный мост на арену и бежит к гнезду.

Скрестив здесь несколько раз антенны с другими муравьями, наш муравей оставляет находку и устремляется к выходу, а отсюда опять на арену. За ним тянется цепочка завербованных. Они бегут медленнее, несколько отставая от меченого, может быть, потому, что на бегу то и дело касаются усиками дороги, как бы проверяя ее.

Меченый уже добежал до места, от которого расходятся бумажные полоски: одна вправо — к плошке с личинками, другая влево — к пустой. Проверив дорогу усиками, он без колебания поворачивает вправо и устремляется к плошке с приманкой.

Но теперь, пока остальные муравьи не добежали до развилки, надо поменять местами картонные мостики. Только это надо сделать не руками, а хотя бы пинцетом, если нет простенького автоматического переключателя.

И вот цепочка муравьев перед развилкой. Все время касаясь усиками бумаги, муравьи один за другим поворачивают влево и по перемещенному следу первого фуражира уходят к пустой плошке...

Теперь повторим во всех деталях начало опыта. Позволим меченому муравью еще раз оповестить гнездо и во главе бегущих за ним фуражиров выйти на арену, а затем уберем его пинцетом. Что станется теперь с остальными?

Они приходят в сильное замешательство. Добежав до того места, где обрывается след их вожака, они шмыгают вокруг, многие, в конце концов, возвращаются в гнездо, другие продолжают возбужденно и беспорядочно сновать по арене и всю ее обшаривают. Некоторым удается добраться к развилке, и тут одни поворачивают по бумажной полоске налево, другие — направо. Заветное место, таким образом, снова отыскивается, но гораздо позже и меньшим числом муравьев.

Вообще говоря, на этом можно бы опыты кончить, но очень соблазнительно посмотреть, что произойдет, если двух по-разному меченных муравьев доставить одного к плошке с тремя-четырьмя муравьиными личинками справа от арены, а другого — к плошке с сотней личинок слева.

Оба муравья взяли в жвалы по личинке и поспешили в гнездо, а через некоторое время каждый вернулся к своей находке. И хотя оба доставили в гнездо лишь по одной личинке, первый привел с собой едва ли пяток муравьев, а за вторым — к большому пакету личинок — явились добрых полсотни рабочих.

Но вот фуражир нашел на арене приколотого к ней паука, которого ему никак не сдвинуть с места и от которого он возвращается и с пустым зобиком, и с пустыми жвалами. Никакой пробы муравей принести в гнездо на этот раз не мог. Все равно за ним устремляются завербованные охотники, и вскоре паук, разорванный на мелкие клочья, доставлен в гнездо, а на арене торчит голая энтомологическая булавка.

Какую бы поживу ни обнаружили фуражиры — корм или личинок, они зовут за собой других одним способом — скрещивая усики. И очевидно, этим сигналом могут быть сообщены существенные подробности относительно находки.

Собственно, и сигнал, оповещающий о появлении охотников за куколками или других врагов, производится все тем же способом: муравьи мечутся, ударяют брюшком оземь, замирают на мгновение и снова кидаются в бег, бьют встречных усиками. Верхнечелюстные железы выделяют при этом пахучий секрет, который мы имеем все основания назвать химическим набатом муравейника. У листорезов Аттин сигнал подается, как установили микроанализы биохимиков, альдегидом лимонной кислоты, у жнецов Погономирмекс — масляной кислоты, этиламином. Радиус действия сигнала, подаваемого одним муравьем, составляет всего несколько сантиметров, но он принимается и сразу передается дальше всеми окружающими и распространяется как бурная цепная реакция.

Поднимаемая таким образом тревога охватывает все гнездо с невероятной быстротой, еще раз подтверждая, что муравейник — это не просто общежитие множества муравьев, а что-то очень тесно связанное, спаянное, цельное.

Таким образом, антенны участвуют во всех сигналах, оказываясь также и звеном, крепящим муравьиную оборону.

Чтобы правильнее представить себе все, о чем здесь рассказывается, необходимо сделать небольшое отступление и вспомнить некоторые приведенные выше факты.

Вернемся, например, к цепочкам муравьев, которые, разорив атакованное гнездо, возвращаются домой, неся добытые ими трофеи. Ведь не все муравьи нагружены куколками: в колонне легко заметить то солдата с пустым коконом, который дальше будет брошен по дороге; то другого с громадной куколкой самца, которая тоже будет брошена в пути; то муравья, несущего труп старого муравья; то муравья, вовсе ничем не нагруженного; то даже такого, на котором сидит живой муравей чужого вида... Иногда один за другим подряд бегут в цепочке муравьи, не груженные ничем или груженные чем угодно, но не куколками рабочих. И все-таки, в конце концов, когда придут все муравьи, получится, что нападением добыты в основном куколки, и именно рабочих.

В цепочках жнецов, спешащих к муравейнику с колосками и зерном, всегда имеются муравьи, несущие комочки почвы, песчинки, обломки коры. Однако все-таки в конце концов в гнездах вырастают склады зерна.

Точно так же из семян и зерен, оброненных носильщиками на дорогах к гнезду, раньше или позже возникают аллеи зеленых насаждений, а из зерен, оставленных после просушки вокруг купола, постепенно разрастаются куртины злаков, питающих муравейник.

Такое «в конце концов», такое «раньше или позже» обнаруживается в любом углу муравьиного гнезда, во всем, что происходит в семье. Муравей несет зернышко, а вдоль дорог появляется зеленое окаймление; муравьи выносят по крупинке землю, а получается новая камера, новый переход, «гнездо. Точно так же одни строители (мы уже видели это) тащат с поверхности купола хвоинки или обломки веточек внутрь гнезда, а другие выбегают им навстречу, вынося из гнезда такой же груз; это происходит на протяжении многих дней подряд; в результате же над гнездом вырастает купол-насыпь, имеющий характерные очертания, форму, свойства.

Об этой отличительной черте биологии муравьев следует помнить всегда, особенно когда речь идет о тех связях, которые семью, состоящую из тысяч насекомых, превращают в единое целое.

Здесь главное орудие строительства, нападения, обороны, добычи корма, воспитания расплода — жвалы; главное орудие взаимного питания взрослых и главное орудие кормления личинок — язычок; главное орудие общения, орган, действующий при взаимном питании и при строительстве, при добыче корма и в обороне и нападении — короче, во всех проявлениях жизни семьи,— антенны.