Вирджиния Морелл - Эти удивительные животные. Самые неожиданные факты о братьях наших… разумных
За последние десять лет Фрэнкс провел целый ряд новаторских и спорных исследований, пытаясь узнать, как отдельные муравьи, которые образуют колонию, принимают решения. Проблема принятия коллективных решений – будь то колония муравьев или толпа людей – становится все более актуальной темой для исследования во всех областях, и Фрэнкс как докладчик очень популярен.
Когда необходимо принять решения, муравьи опираются на простые, интуитивные правила (наподобие «правила большого пальца»), которые можно представить в виде набора команд и выполнение которых способствует реализации всей программы. Фрэнкс со своими учениками расшифровал эти правила и свел их к алгоритмам с помощью экспериментов, проводимых в его лаборатории.
Каждый день ученый проводил по нескольку экспериментов. Благодаря большим и высоким окнам в помещении и множеству ярких флуоресцентных ламп ученый сумел убедить муравьев, будто у них бесконечное лето. Даже осенью муравьи в лаборатории Фрэнкса выполняли свою работу, как если бы это был июль. Точно так же вели себя и те, которые бегали передо мной в чашке Петри, даже не подозревая, что их спокойный мирок вот-вот будет нарушен.
– Сейчас вы увидите, что будут делать эти люди, когда их дом разрушится, – сказал Фрэнкс, оторвавшись от муравьев.
Он полез в чашку Петри и ловко смахнул верхнюю часть муравьиного гнезда, которое было больше похоже на «домик» из стекла и кусочков картона. Для крошечных жителей это разрушение напоминало последствия огромного торнадо, который сорвал крышу с их жилища. Внезапно их дом оказался незащищенным, и его обитатели усиленно закопошились, бросившись в первую очередь спасать свою королеву, яйца и личинки. Некоторые муравьи яростно тыкали друг друга своими усиками, в то время как остальные толпились вместе, будто женщины и дети на тонущем корабле. Хотя были и такие, которые, как мне показалось, бросились в панике бежать.
– Нет, – сказал Фрэнкс, – люди точно знают, что нужно делать. В подобных критических ситуациях они следуют определенным правилам.
Я познакомилась с Фрэнксом буквально за час до инцидента с разрушением муравейника. Каждый раз, когда он, говоря о муравьях, называл их «людьми», я думала, не перегибает ли он палку. После недолгих колебаний я прошептала:
– Они – муравьи.
Не поворачивая головы, Фрэнкс сказал:
– Не двигайтесь! Как только мы над ними склонились, мы стали их ориентирами.
Я застыла на месте, но краем глаза увидела, что он улыбается.
– Да, они муравьи, – рассмеялся он. – И я постоянно называю их людьми, потому что для меня они не машины, как считает большинство людей. Большинство также думает, что муравьи глупы, но это не так. У них очень сложное поведение. Хотя они и не говорят, но они очень щедро делятся своими секретами. Это чудесные животные.
Муравьи Фрэнкса были совсем крошечными, размером с печатный дефис, и коричневого цвета. Их научное название – Temnothorax albipennis, но Фрэнкс называл их скалистыми муравьями, потому что в дикой природе они живут в расщелинах между скалами. Они идеально подходили для экспериментов Фрэнкса, потому что охотно меняли свои дома. Если их старое гнездо было разрушено, они отыскивали и вели своих собратьев-муравьев к новому гнезду.
В принципе, все виды муравьев обычно эвакуируют разрушенные гнезда и высылают разведчиков искать место под новое гнездо, но они не всегда используют методы и стратегии скалистых муравьев. Также довольно сложно понять процесс принятия решений у тех видов муравьев, которые живут большими колониями, насчитывающими десятки тысяч или даже сотни миллионов особей.
Как и многие биологи, Фрэнкс впервые обратил внимание на муравьев, да и на животных в целом, когда еще был ребенком. Он вырос в сельской местности в Йоркшире, где его отец позволил ему держать в доме «разнообразную живность, населяющую местный пруд, особенно насекомых, и, конечно, многочисленные колонии муравьев». Последних он хранил на шкафу в своей комнате, где мог постоянно наблюдать за ними и изучать.
– Уже тогда я хотел понять, как сотрудничество отдельных индивидуумов влияет на функционирование целого сообщества, – признался Фрэнкс.
Позже, будучи студентом факультета зоологии в университете Лидса, Фрэнкс наткнулся на книгу Эдварда Уилсона «Общества насекомых».
– Я прочитал ее от корки до корки, – рассказывал Фрэнкс. – И после этого уже не мог себе представить, что буду изучать что-либо другое. У меня не было выбора. Муравьи стали смыслом моей жизни.
Когда я познакомилась с Фрэнксом в 2008 году, он подсчитал, что профессионально занимается изучением муравьев уже более тридцати лет.
Некоторых исследователей муравьев интересует каждый вид муравьев и каждая его разновидность, и они тратят на это все годы своей карьеры, пытаясь узнать как можно больше о 12 500 видах, которые на сегодня известны. Также они пытаются описать и составить каталоги оставшихся 11 000 видов, о которых не так много известно или неизвестно вообще. Но Фрэнкс решил сосредоточиться всего на нескольких видах. Чтобы написать докторскую диссертацию, он провел два года в Панаме, изучая поведение бродячих муравьев во время добывания пищи, и столкнулся с проблемами при проведении экспериментов в условиях дикой природы, когда слишком умные коати (енотовидные плотоядные животные) регулярно разрушали и съедали его тщательно созданные установки для муравьев.
Наконец, в 1980-х годах Фрэнкс, чтобы исследовать, как отдельные муравьи образуют колонии, остановил свой выбор на скалистых муравьях, поскольку считал их идеальным объектом для изучения этого вопроса. Ведь теперь все свои эксперименты он мог проводить в лаборатории, потому что колонии скалистых муравьев были небольшого размера, а их гнезда, созданные в расщелине скалы, легко было имитировать с помощью осколков стекла и кусочков картона.
С тех пор Фрэнкс каждый год собирает по нескольку колоний муравьев с помощью так называемого «пылесоса» – устройства, которое энтомологи используют для всасывания насекомых в стеклянную колбу через резиновую трубку. «Мы собираем муравьев рано утром, до того, как они начинают просыпаться, поэтому нам удается собрать целые колонии», – рассказывает ученый.
Своих крошечных пленных Фрэнкс приносит в лабораторию. На двери висит небольшая белая прямоугольная табличка, на которой черными буквами написано: «Муравьиная лаборатория». Само помещение очень похоже на пещеру с высоким сводчатым потолком и длинными черными столами с раковинами – как в химической лаборатории, каковой она изначально и была. Звуки здесь разлетаются громким эхом, вот только в муравьиной лаборатории было тихо, как в библиотеке. За столами четыре аспиранта Фрэнкса (три молодые девушки и один юноша) заносили данные о муравьях в свои компьютеры. Фрэнкс представил меня, но студенты едва подняли глаза и снова склонились над своими проектами. Между студентами и их экспериментальными установками на столе размещались десятки чашек Петри размером с футляр для СD. В каждой из них находился свой отдельный мир, состоящий из домика, сделанного из стекла и картона, и колонии из приблизительно двухсот особей муравьев.
– У меня здесь все муравьиное сообщество в полном составе, – сказал Фрэнкс, показывая на содержимое каждой чашки Петри. Он замолчал на секунду, чтобы я смогла осознать этот факт. – Если вы изучаете обезьян или птиц в лаборатории, – добавил он, – у вас есть только часть их популяции. У вас нет всех, каждого индивида их сообщества.
Как правило, только биологи, изучающие животных в дикой природе, имеют возможность наблюдать за целыми сообществами, хотя исследователи сделали много открытий, наблюдая за колониями птиц, рыб, шимпанзе и других видов, живущих в неволе. Тем не менее неважно, где проводят исследования – в дикой природе или в лаборатории. Знания о каждой особи являются ключом к разгадке и пониманию, как и почему животные ведут себя так, как они себя ведут. Нам сложно отличить животных друг от друга, но ученые выявили индивидуальные особенности, уникальные для каждой особи. Каждый африканский лев, например, имеет свою собственную структуру пятен на морде, нижняя часть хвоста горбатого кита имеет уникальную черно-белую окраску, а слонов можно идентифицировать по дырам и надрывам на краях ушей.
У муравьев же нет таких очевидных отличительных признаков, хотя ученые утверждают, что некоторые виды муравьев способны распознавать представителей своего вида.
– Химические запахи – феромоны – муравьи используют для взаимодействия друг с другом, – пояснил Фрэнкс. С помощью рецепторов обоняния на усиках они могут определить, является ли другой муравей другом или врагом, оповестить о нападении, позвать новичков, а также рассказать о добыче. А еще запах помогает им помечать свою территорию: слегка касаясь брюшком земли и выделяя из желез феромоны, муравьи оставляют при этом след для своих сестер.
