Муравьиная геополитика. Как насекомым удалось построить глобальное общество

Представьте: небольшая группа животных, живущих в лесистой местности, начинает заселять Землю, сметая все препятствия на своем пути. Сначала они занимают определенное место на территории, контролируемой другими видами. Затем что-то меняется. Животные находят способ перемещаться в новые места. Они учатся справляться с неопределенностью. Они приспосабливаются к незнакомым видам пищи и осваивают незнакомые материалы, пригодные для строительства жилья. Они умны. И агрессивны.

В новых местах старые ограничения отсутствуют. По мере роста популяции и расширения ареала обитания животные претендуют на новые территории, изменяя взаимоотношения видов на этих территориях, уничтожая одни и поддерживая другие. Со временем они создают крупнейшие по количеству особей сообщества, какие когда-либо существовали на планете. А на границах этих сообществ они сражаются в самых разрушительных по числу жертв внутривидовых конфликтах, какие когда-либо происходили на планете.

Все это выглядит как наша история: история вида гомининов, жившего в тропической Африке несколько миллионов лет назад и в конечном итоге заселившего всю планету. Но на самом деле это история нескольких видов муравьев, несколько сотен лет назад живших лишь в Центральной и Южной Америке.

А затем они распространились по всей планете, став частью европейской истории исследований, торговли, колонизации и войн — некоторые муравьи даже путешествовали на испанских галеонах XVI века, перевозивших серебро по всему миру. За последние четыре столетия эти животные, так же, как и мы, стали глобальным видом.

Конечно, невозможно не заметить рифмы между миром природы и миром людей, и как научный журналист я внес в эти поиски свою лепту. Но если слова рифмуются, это не значит, что они значат одно и то же. Глобальные сообщества муравьев не просто созвучны глобальному человечеству. Они представляют собой нечто совершенно новое, существующее в масштабах, которые мы можем измерить, но которые трудно постичь: на нашей планете примерно в 200 тысяч раз больше муравьев, чем звезд в Млечном Пути (100 миллиардов).

В конце 2022 года колонии печально известного южноамериканского жителя, красного огненного муравья (Solenopsis invicta), были обнаружены в Европе, вдоль устья реки недалеко от сицилийского города Сиракузы. Там насчитали в общей сложности 88 колоний, что многих шокировало. Однако появление красного огненного муравья в Европе не должно было вызывать удивления. Это было вполне предсказуемо: другой вид муравьев из тех же мест в Южной Америке, Solenopsis invicta, уже нашел свой путь в Европу.

Удивляет, насколько плохо мы до сих пор понимаем глобальные муравьиные сообщества: у нас под ногами разворачивается научно-фантастическая эпопея, в рамках которой 20 квадриллионов муравьев, живущих сегодня на Земле, совещаются о нечеловеческой геополитике.

Эта история может показаться знакомой, но чем больше я углубляюсь в нее, тем менее знакомой она мне кажется, и тем больше мне хочется отказаться от человеческих аналогий. В этой истории странные персонажи; ее масштабы трудно постичь. Можем ли мы рассказать историю глобальных муравьиных сообществ, не пересказывая нашу собственную историю?

Некоторые животные держатся вместе, потому что узнают и запоминают друг друга при взаимодействии. Сообщество, образованное таким образом, полагается на память и опыт, что ограничивает его размер способностью его членов поддерживать личные отношения друг с другом. Муравьи, однако, действуют по-другому, формируя то, что эколог Марк Моффетт называет «анонимными обществами». В таких обществах особи одного вида или группы принимают друг друга и сотрудничают друг с другом, даже если они никогда раньше не встречались. Моффетт пишет, что такие общества зависят от «общих сигналов, признаваемых всеми их членами».

Распознавание друг друга у людей и насекомых происходит по-разному. Человеческое общество опирается на сети взаимодействий и репутаций, подкрепленные языком и культурой. Общественные насекомые — муравьи, осы, пчелы и термиты — полагаются на химические идентификационные знаки. У муравьев такой знак представляет собой смесь воскообразных соединений, которые покрывают тело, сохраняя экзоскелет водонепроницаемым и чистым. Химические вещества в этой воскообразной смеси и их коммуникативный потенциал определяются генетически.

Новорожденный муравей быстро учится отличать собратьев по гнезду от посторонних, поскольку он чувствителен к уникальному запаху своей колонии. Насекомых, обладающих правильным запахом, кормят, ухаживают за ними и защищают. Насекомых с неправильным запахом отвергают или убивают.

Наиболее успешные инвазивные виды муравьев, в том числе тропический огненный муравей (Solenopsis geminata) и красный огненный муравей (Solenopsis invicta), обладают этим качеством. У них также есть общие социальные и репродуктивные черты. Отдельные гнезда этих муравьев могут содержать много маток (в отличие от видов с одной маткой на гнездо), которые спариваются внутри нор. У видов с одной маткой новорожденные матки остаются в гнезде, но у инвазивных видов матки иногда покидают свое гнездо пешком с группой рабочих, чтобы построить новое гнездо поблизости. Благодаря этому зарождению начинает расти сеть союзных и взаимосвязанных колоний.

В своих естественных ареалах обитания эти колонии с несколькими гнездами могут достигать нескольких сотен метров в диаметре; они ограничиваются физическими барьерами или колониями других муравьев. Это превращает ландшафт в лоскутное одеяло из отдельных групп, каждая из которых отличается по химическому составу, а также борется с другими муравьями на своих границах или избегает встречи. Виды и колонии сосуществуют, не оказывая никакого влияния друг на друга.

Однако в «анонимных сообществах» муравьев из одной колонии переезд некоторого числа маток и рабочих особей на новое место может привести к нарушению относительно стабильной организации групп.

По мере создания новых гнезд колонии распространяются без каких-либо границ, потому что рабочие относятся ко всем представителям своего вида как к союзникам. То, что некогда было лоскутным одеялом, становится упрощенной и унифицированной социальной системой.

Относительная генетическая однородность небольшой популяции муравьев, размножающейся в растущей сети гнезд, гарантирует, что потомки одной колонии терпимо относятся друг к другу. Избавленные от необходимости сражаться друг с другом, эти муравьи могут жить в более многочисленных популяциях, распространяясь по земле, как растения, и направляя свою энергию на добычу пищи и конкуренцию с другими видами. Химические знаки не только объединяют сообщества муравьев, но и позволяют этим сообществам быстро расширяться.

В списке Международного союза охраны природы (МСОП), включающем 100 самых опасных инвазивных чужеродных видов в мире, есть муравьи. Среди них три — вышеупомянутый красный огненный муравей (Solenopsis invicta), аргентинский муравей (Linepithema humile) и маленький огненный муравей (Wasmannia auropunctata) — родом из Центральной или Южной Америки, где они встречаются в одних и тех же ландшафтах. Вполне вероятно, что первые два вида начали свою глобальную экспансию столетия назад на кораблях, отплывавших из Буэнос-Айреса. Некоторые из этих океанских путешествий могли длиться дольше, чем жизнь одного рабочего муравья.

Муравьи, происходящие из одной колонии, — превосходные и неприхотливые падальщики, которые могут охотиться на животных, поедать фрукты или нектар, а также ухаживать за насекомыми, такими как тля, добывая выделяемую ими сладкую медвяную росу. Они также приспособлены к жизни в экстремальных условиях, например в речных дельтах, подверженных наводнениям: при затоплении муравьи либо забираются выше ватерлинии, например, взбираясь на дерево, либо собираются в живые плоты и плавают до тех пор, пока не достигнут берега. Для этих муравьев неприятности являются своего рода поводом для восстановления окружающей среды. В подобных обстоятельствах муравьи покидают гнезда — простые неглубокие норы — и перестраиваются в кратчайшие сроки.

Если бы вы хотели создать вид, который мог бы вторгаться в города, пригороды, сельскохозяйственные угодья и любую другую дикую среду, подверженную влиянию человека, он, вероятно, выглядел бы как одноколониальный муравей: социальный работник широкого профиля, приспособленный к непредсказуемой среде и интенсивной конкуренции.

Когда эти муравьи появляются в других местах, они могут эффектно заявить о своем присутствии. Ранний пример относится к 1850-м годам, когда большеголовый муравей (Pheidole megacephala), еще один вид, который в настоящее время включен в список МСОП, добрался из Африки до столицы Мадейры Фуншала. «Вы добавляете его в свои пудинги, овощи и супы и моете руки в отваре из него», — жаловался один путешественник из Великобритании в 1851 году.

В 1930-х годах красный огненный муравей (Solenopsis invicta), вероятно, самый известный одноколониальный вид, распространился по фермерским общинам США, окружающим порт Мобил, штат Алабама, и посеял хаос. «Некоторые фермеры, земли которых очень сильно пострадали, не могут нанять достаточно людей и вынуждены отдать землю муравьям», — так Э.О. Уилсон в 1958 году описывал результат их пришествия. Сегодня красный огненный муравей ежегодно наносит ущерб на миллиарды долларов и причиняет свои мучительные укусы миллионам людей. Но самые большие колонии и самые драматичные моменты в глобальном распространении муравьиных сообществ — дело аргентинского муравья (Linepithema humile).

При взгляде на историю распространения этого вида в конце XIX — начале XX веков может показаться, что мировая торговля возникла в результате заговора аргентинских муравьев с целью установления мирового господства.

Первая волна распространения произошла в Порту после выставки островов и колоний Португалии в 1894 году. Насекомые, вероятно, приехали с Мадейры на продуктах и изделиях, представленных на выставке, — декоративные растения, которые обычно перевозятся вместе с землей, где они растут, весьма подходят для транспортировки инвазивных видов. В 1900 году жительница Белфаста миссис Корри обнаружила «темную армию» представителей этого вида, которая пересекла пол ее кухни и проникла в кладовую, где они так плотно покрывали баранью ногу, что «едва можно было найти место для булавки». В 1904 году Энтомологическое бюро США направило полевого агента Эдварда Титуса для расследования нашествия аргентинских муравьев в Новом Орлеане. Поступали сообщения о том, что муравьи заползали в рот и ноздри младенцев в таком количестве, что избавиться от них можно было, только несколько раз окунув младенца в воду. В других сообщениях описывалось, как муравьи проникали в больницы и «деловито выносили мокроту» у больных туберкулезом. Когда несколько лет спустя этот вид появился на Французской Ривьере, виллы для отдыха были заброшены, а детская больница эвакуирована.

В декабре 1927 года король Италии Витторио Эммануил III и премьер-министр Бенито Муссолини подписали закон, устанавливающий меры, необходимые против аргентинского вторжения, разделив расходы поровну между захваченными провинциями. Эффективность мер государства описана в повести «Аргентинский муравей» (1952) Итало Кальвино, одного из великих послевоенных писателей Италии. Кальвино, родители которого были биологами-растениеводами, рассказывает историю о безымянном приморском городке, очень похожем на тот, где он вырос, в северо-западной провинции Лигурия. Муравей пережил и Муссолини, и монархию, и населяет безымянный город, зарываясь под землю (и в головы людей). Некоторые жители обливают свои дома и сады пестицидами или строят хитроумные ловушки с молотками, покрытыми медом. Другие пытаются игнорировать или отрицать проблему. Также в пьесе есть синьор Баудино, сотрудник аргентинской корпорации по борьбе с муравьями, который уже двадцать лет выпускает миски с патокой, в которые добавлена слабая доза яда. Местные жители подозревают, что он кормит муравьев, чтобы не остаться без работы.

В действительности люди, столкнувшиеся с нашествием муравьев, ставят ножки своих шкафов, кроватей и раскладушек в посуду с керосином. Однако это не решает проблему: уничтожение рабочих особей вдали от гнезда мало что дает, когда большинство из них вместе со своими королевами остаются в безопасности. Инсектициды более медленного действия (например, яд Баудино), которые рабочие приносят обратно в гнездо и скармливают королевам, могут быть более эффективными.

Но поскольку рабочие колонии могут проникать в любое количество гнезд в своей сети, каждое из которых содержит много маток, шансы получить смертельную дозу становятся намного меньше.

В начале XX века, в период интенсивной борьбы с муравьями, предлагалось создавать барьеры или окуривать гнезда с помощью ядов широкого спектра действия, большинство из которых в настоящее время запрещено использовать в качестве пестицидов. В настоящее время целенаправленные инсектициды могут быть эффективны для очистки относительно небольших территорий. Это полезно в садах и виноградниках , а также в таких местах, как Галапагосские острова или Гавайи, где муравьи угрожают редким видам.

Другое дело — широкомасштабная ликвидация определенного вида, и лишь немногие страны решались на такое. Новая Зеландия, мировой лидер в борьбе с инвазивными видами, — единственная страна, которая предотвратила распространение красного огненного муравья, в основном путем уничтожения гнезд на товарах, прибывающих в аэропорты и порты. В стране также обитает спаниель, обученный вынюхивать гнезда аргентинских муравьев и предотвращать попадание насекомых на небольшие острова, важные для морских птиц.

Неприятности, которые муравьи доставляют человеку, меркнут по сравнению с их воздействием на другие виды.

Исследуя сельскую местность вокруг Нового Орлеана в 1904 году, Титус обнаружил, что аргентинский муравей уничтожает местные виды муравьев, унося трупы, яйца и личинки побежденных на съедение: «Колонна за колонной они прибывали на место сражения». Другие энтомологи сумели распознать в исчезновении местных муравьев признак появления пришельцев. Одноколониальные виды агрессивны, они быстро находят источники пищи и упорно их защищают и эксплуатируют. В отличие от многих видов муравьев, у которых рабочие, нашедшие новый источник пищи, возвращаются в гнездо, чтобы привлечь своих сородичей, аргентинский муравей привлекает других рабочих, уже находящихся за пределами гнезда, что значительно ускоряет процесс. Однако решающее преимущество одноколониальных видов муравьев заключается в их огромной численности, которая обычно и решает конфликты между муравьями. Они часто становятся единственными видами муравьев на захваченных территориях.

Подобные вторжения сказываются на экосистемах. Иногда ущерб наносится напрямую: на Галапагосских островах огненные муравьи охотятся на детенышей черепах и птенцов птиц, угрожая существованию этих видов. В других случаях ущерб наносится видам, которые ранее питались местными муравьями. В Калифорнии крошечный аргентинский муравей (обычно длиной менее 3 мм) вытеснил более крупные местные виды, которые раньше составляли рацион рогатых ящериц, оставив рептилий голодать — похоже, они не воспринимают более мелкого захватчика в качестве пищи. В зарослях южноафриканской пустоши Финбос, где произрастает одна из самых необычных флор на Земле, многие растения дают семена, содержащие жировые шарики. Местные муравьи «сажают» семена, перенося их в свои гнезда, где съедают жир, а остальное выбрасывают.

Аргентинские муравьи, которые почти наверняка были завезены в Южную Африку около 1900 года вместе с лошадьми, доставленными Британской империей из Буэнос-Айреса для участия в Англо-бурской войне, либо игнорируют семена, оставляя их на съедение мышам, либо обгладывают жир там, где он лежит, оставляя семена на земле. Это затрудняет размножение эндемичной флоры, такой как протеи, и склоняет чашу весов в сторону инвазивных растений, таких как акации и эвкалипты.

За последние 150 лет аргентинский муравей распространился практически везде, где лето жаркое и сухое, а зима прохладная и влажная. Есть вероятность, что одна суперколония произошла от всего лишь пяти-шести маток и в настоящее время простирается вдоль 6000 километров береговой линии в Южной Европе.

Другой вид распространен на большей части территории Калифорнии. Этот вид завезен в Южную Африку, Австралию, Новую Зеландию и Японию и даже достиг острова Пасхи в Тихом океане и острова Святой Елены в Атлантическом океане. Этот вид охватывает океаны: работники с разных континентов, проживающие в миллионах гнезд, содержащих триллионы особей, будут принимать друг друга с той же готовностью, как если бы они родились в одном гнезде. Теперь трудящиеся всего мира действительно объединились. Но не полностью.

Параллельно с охватывающей весь мир суперколонией расширяются отдельные группы аргентинских муравьев, которые имеют отличные химические признаки — наследие других путешествий. Те же виды, но разные «запахи». В местах соприкосновения этих отдельных колоний начинаются военные действия.

В Испании одна из колоний занимает участок побережья Каталонии. В Японии четыре враждующие группировки ведут борьбу вокруг портового города Кобе. Наиболее хорошо изученная зона конфликта находится в Южной Калифорнии, немного севернее Сан-Диего, где Очень большая колония, как называют группу, охватывающую весь штат, граничит с другой группой, называемой колонией Лейк-Ходжес, с территорией площадью всего 30 километров в окружности.

Наблюдая за этой границей в течение шести месяцев с апреля по сентябрь 2004 года, группа исследователей подсчитала, что на линии фронта шириной в несколько сантиметров и длиной в несколько километров погибло 15 миллионов муравьев.

Были времена, когда казалось, что одна из групп завоевывает новые позиции, но на более длительной дистанции ситуация оставалась патовой. Те, кто стремится контролировать популяции муравьев, считают, что провоцирование подобных конфликтов может быть способом ослабить доминирование агрессивных муравьев. Например, есть также надежда, что искусственные феромоны — другими словами, химическая дезинформация — могут заставить самцов колонии нападать друг на друга, хотя на рынок пока не поступило ни одного такого продукта.

В более долгосрочной перспективе судьба одноколониальных видов неясна. Популяция инвазивных муравьев подвержена спаду по непонятным причинам, но они могут быть связаны с генетической однородностью: одна-единственная колония аргентинских муравьев на родине содержит столько же генетического разнообразия, сколько вся суперколония Калифорнии. Как и в случае с другими видами, это может сделать их подверженными болезням. Другая потенциальная проблема заключается в том, что отсутствие у муравьев понимания того, кому они помогают, может также способствовать появлению в колониях «ленивых работников», которые эгоистично процветают, эксплуатируя усилия своих товарищей по гнезду. Хотя предполагается, что такое неравномерное распределение работы может в конечном итоге привести к социальному распаду, никаких примеров этому не было обнаружено.

Если естественный отбор не обернется против них, одним из наиболее эффективных средств борьбы с одноколониальными муравьями будут другие одноколониальные муравьи. На юго-востоке Соединенных Штатов красные огненные муравьи, похоже, помешали аргентинским муравьям образовать обширную суперколонию, как это произошло в Калифорнии, вместо этого превратив ландшафт в лоскутное одеяло из различных видов. Однако в Южной Европе у аргентинского муравья было на столетие больше времени, чтобы утвердиться, так что, даже если огненный муравей действительно закрепится в Европе, нет никакой гарантии, что внутри популяции сохранится та же динамика. На юге США рыжих огненных муравьев в настоящее время вытесняет рыжевато-коричневый сумасшедший муравей (Nylanderia fulva), другой южноамериканский вид, обладающий иммунитетом к яду огненных муравьев.