13

Единый разум улья. Муравьи и другие социальные животные

8 августа 2020
Игорь Край
08.08.2020
229117
11 минут на чтение
Крошечные гиганты. Муравьи и другие социальные животные

Alicia Fagerving [CC BY-SA 3.0]

Социальных насекомых много. Но мало кто представляет себе, насколько. Общая масса термитов больше, чем всех сухопутных позвоночных — зверей, птиц, рептилий — вместе взятых. А муравьёв и их родственников — ос, пчёл, шмелей — ещё больше, чем термитов. В сумме общественные насекомые образуют свыше половины всей биомассы животных. Это великая, почти космическая сила. И нам есть чему у них поучиться.

Вместе мы сила

Богомол

В обычае паучих и самок богомолов поедать своих женихов нет ничего странного. Просто большинство хищных насекомых распознают только два класса объектов. «Маленькое и движется» — еда. «Большое и движется» — враг. Самец меньше. Он — еда

Выгоды сотрудничества несомненны. Но для объединения сил многих особей необходим альтруизм, готовность жертвовать личным во имя общего. Основано это удивительное побуждение на инстинкте продолжения рода. И в простейшем случае запрещает поедать собственное потомство. Надо заметить, что, к примеру, у большинства хищных рыб, даже живородящих, никаких комплексов на сей счёт нет. Малёк, едва появившись на свет, тут же вынужден спасаться бегством от матери. Впервые способность помимо «врагов» и «добычи» распознавать ещё и третью категорию объектов — «свои» — появилась около 200 миллионов лет назад. Вероятно, именно у насекомых, стремительно образующих новые виды, а значит, и быстрых на выдумки.

От терпимости к собственному потомству всего один крошечный шаг до заботы о нём. Если молодым особям не нужно спасаться бегством от взрослых, ничто не мешает им оставаться поблизости, автоматически получая некоторую защиту (что для них «враг», то для матери «добыча») и даже питание — в виде объедков со стола старших.

Следующим шагом к образованию «сверхорганизма» может стать совместное проживание нескольких поколений уже зрелых особей. Однако совершается этот шаг редко, ведь скученность означает лишь конкуренцию за пищу. Другое дело, если существа догадаются искать и захватывать добычу объединёнными силами. Но для этого сначала надо изобрести какой-то способ обмена информацией.

Химические сигналы муравьёв, живущих огромными семьями, чрезвычайно сложны и разнообразны, но главный из них — наиболее очевидный. Стоит одному муравью пустить в ход оружие, как прочие тут же бросаются на запах муравьиной кислоты. И даже если «часовой» столкнулся с существом, подпадающим под определение «враг», велика вероятность, что враг сам станет добычей, когда прибегут остальные муравьи.

Муравей

Муравьи — абсолютные рекордсмены среди беспозвоночных по соотношению массы мозга и тела. Сложные совместные действия требуют развитого интеллекта

Но на пути к социальному образу жизни встаёт ещё одно препятствие — генетика. Если потомство, взрослея, остаётся в одном гнезде, неизбежно близкородственное скрещивание. Поэтому дальше строить идеальное государство в отдельно взятом трухлявом пне возможно, лишь если старшая самка выделяет специальный феромон — летучее вещество, подавляющее сексуальное влечение у прочих обитателей гнезда. Так устроено, например, сообщество шмелей. Все самки в гнезде одинаковы и потенциально способны размножаться, но яйца откладывает только одна. В случае гибели королевы выделение асексуального феромона прекратится, и плодовитой станет другая самка.

Шмелиный подход к проблеме надёжен, как и всё примитивное, но не лишён недостатков. Одна обычная самка не может восполнить потери семьи, если они свыше нескольких десятков особей. Путь к процветанию и, фактически, к мировому господству общественным насекомым открывает лишь физическая специализация — деление на касты. Крылатые особи нужны для расселения, обмена генами и основания гнёзд, где затем превращаются в стационарные фабрики по производству яиц.

Тайны муравейника

Термитник

Термитники и муравейники — чрезвычайно сложные сооружения. Трудно представить, как крошечные насекомые, не имея единого плана и общего руководства, могут их возвести. Это позволяет паранауке невозбранно использовать жилища общественных насекомых как доказательства существования телепатии, информационных полей и дорогого сердцу фантастов «коллективного разума». Однако план не передаётся муравьям откуда-то снаружи — его действительно нет.

В природе вы не найдёте двух одинаковых термитников или муравейников. Расположение ходов и камер в каждом уникально. Ибо организация работ предельно проста. Муравьи, орудующие снаружи кучи, наращивают её, неутомимо закапывая собратьев, оставшихся внутри. Те, в свою очередь, откапываются, расчищая ходы на поверхность. Камеры для грибных плантаций, яиц и личинок создаются по необходимости в глубине кучи путём расширения коридоров.

Так же действуют и термиты — с той лишь разницей, что их крепость возводится изнутри. Внешний слой сооружения пронизан беспорядочными «техническими» ходами. Главные коридоры, вентиляционные шахты и залы не планируются заранее, а выдалбливаются в толще термитника, когда и где нужно.

Кстати, если суета муравьёв и термитов кажется вам хаотической и бестолковой, вы совершенно правы. Примерно 80% усилий насекомые тратят впустую, мешая друг другу или строя то, что немедленно будет разобрано.

Касты

Деление общественных насекомых на «касты» в простейшем случае обеспечивается всё теми же выделяемыми королевой феромонами, но только действующими радикальнее: досрочно останавливающими развитие личинки. Рабочие муравьи и пчёлы — не достигшие зрелости самки. Раз в год матка прекращает химические атаки, и из куколок вылупляются «доделанные» особи — крылатые и способные к размножению.

Зерги

Зергов из вселенной StarCraft многие считают лучшей из игровых рас. Их создатели явно вдохновлялись примером общественных насекомых

Так что и каст в простейшем случае всего две: знать и рабочие. Обязанности рабочих определяются их возрастом. Только что вылупившиеся муравьи остаются в гнездовых камерах, выполняя роль нянек. Потом они переключаются на строительные работы внутри муравейника. Позже начинают выходить наружу, становятся собирателями, охотниками и носильщиками, доставляют стройматериалы. Затем превращаются в солдат, стерегут входы, патрулируют основные «дороги» и окрестности гнезда. Наконец, состарившийся или получивший увечья муравей переквалифицируется в мусорщика и выносит из гнезда отбросы.

Удивительно, но рабочие особи общественных насекомых, как правило, умирают своей смертью, до конца прожив отмеренный природой срок. Риск погибнуть у муравья есть только на одном этапе карьеры: когда он собирает еду. Солдаты же реально рискуют только у муравьёв-кочевников. В остальных случаях они, как правило, наблюдатели и часовые — на гнездо либо никто не нападает, либо это медведь, и тогда всем конец. Интересно и другое. Муравьи, хотя обычно в пище не разборчивы, не съедают умерших собратьев («своих» нельзя трогать!), а иногда даже предают их тела земле.

Муравейник

Есть ли в муравейнике воры и тунеядцы? Как ни странно, да. А из-за симбионтов, вырабатывающих опьяняющие вещества, в муравьиной среде существует и наркомания

Следующий этап социализации технически намного сложнее и потому недоступен осам и пчёлам, которые перешли к общественному образу жизни недавно. На этом этапе рабочая особь всё-таки продолжает развиваться, но не превращается в «королеву», а лишь растёт и отращивает жвалы. На ранних этапах карьеры муравей мал, что удобно для работ внутри гнезда. В период физического расцвета он охотится. Перейдя на военную службу, муравей уже обладает внушительным вооружением, а уволившись в запас, превращается в «мельника», дробящего огромными челюстями твёрдую пищу.

Минус подобного подхода в том, что погибших собирателей некем заменить — когда ещё мелкие рабочие подрастут! Как следствие, у термитов и наиболее продвинутых муравьёв появляются настоящие «касты». Особь с нужными характеристиками появляется сразу из куколки. Как правило, служебных «каст» три или четыре: мелкий рабочий (прислуга и строитель), крупный рабочий (добытчик) и солдат. Нередко встречается ещё и мелкий быстроногий солдат — «разведчик». Иногда, впрочем, номенклатура сокращается. Широко известны амазонки — «муравьи-рабовладельцы», которые ограничиваются кастой солдат, а рабочих захватывают. Есть и паразитические виды, которые обходятся вообще одними «королевами» — просто присваивающими чужой муравейник целиком. Матка такого вида мастерски умеет притворяться «своей», и рабочие не препятствуют её проникновению в гнездовую камеру. Там она убивает истинную хозяйку гнезда и занимает её место, начиная откладывать яйца, из которых выводятся лишь новые «короли» и «королевы».

Попадаются и экзотические «касты». Например, «медовые бочки» — несамоходная каста рабочих, у которых в раздутых брюшках хранится концентрированный сироп. Но самое гениальное изобретение принадлежит термитам, у которых, помимо «солдат-пробок» (затыкающих проход собственной огромной головой), есть ещё и солдаты, которые плюются мгновенно застывающим клеем. Или даже взрываются, разбрызгивая клей. Казалось бы, это слабое оружие, если сравнивать с ядом или кислотой. Но только клей может остановить неудержимых бродячих муравьёв. Не считая огня и текущей воды, единственная непреодолимая для них преграда — перекрывающая тоннель баррикада из живых, но слипшихся тел собратьев. Ведь своих-то нельзя растерзать.

Разделение труда есть у всех социальных насекомых, но главное достижение муравьёв носят «экономический» характер. Муравьи открыли производящее хозяйство. Древнейшая и благороднейшая из рас — термиты — знамениты своей кишечной микрофлорой, позволяющей усваивать любую органику. Но в том-то и дело, что на «любую» они не претендуют, ограничиваясь лишь худшей — отмершей растительностью. Это позволяет создавать огромную биомассу (ведь пищи в избытке), нисколько не вредя окружающей экосистеме. Чтобы не отставать от термитов, некоторые виды муравьёв научились разводить грибы и тлей. Экосистему их методы напрягают довольно сильно, но муравьи выходят из положения, комбинируя (что для насекомых уникально) несколько способов добычи пищи. То есть дополняя грибные сады и дойные стада охотой и собирательством.

И другие звери

В мире насекомых социальный образ жизни даёт несомненные преимущества перед одиночками. Главный секрет успеха муравьёв и термитов заключается в сведении детской смертности к минимуму. Потомство насекомого-индивидуалиста — предоставленные своей судьбе кладки яиц, крошечные личинки, беззащитные куколки — может уцелеть, только если его никто не найдёт. И даже изобретательная забота о приплоде мало помогает делу. Кто защитит норку осы-одиночки, пока хозяйка на охоте? И кто накормит личинок, если оса погибнет? А яйцам, отложенным «королевой» муравейника или улья, ничто не помешает развиться до полноценной особи. Потомство, неусыпно опекаемое няньками, надёжно укрыто в подземных казематах под охраной тысяч неустрашимых солдат. Даже гибель большинства рабочих никак не скажется на численности следующего поколения. Поэтому не имеет значения, что взрослые муравьи в основном бесплодны. Одной «королевы» вполне достаточно.

Прогрессивную и плодотворную концепцию «сверхорганизма», конечно, взяли на вооружение не только насекомые. Обнаружены и общественные позвоночные — голые землекопы. Есть даже крошечные социальные креветки, устраивающие гнёзда внутри губок. В будущем, если, конечно, биосфера переживёт господство человека, число социальных видов должно увеличиться.

Гиеновидные собаки

Гиеновидные собаки с настоящими гиенами в очень далёком родстве. Но, помимо внешнего сходства, они ведут и подобный им социальный образ жизни / Bart Swanson [CC BY-SA 3.0]

Но пока что социальную организацию по муравьиному образцу выбрали считанные виды млекопитающих. И эти виды нельзя назвать процветающими. Рыб, птиц и рептилий коллективные методы выживания просто не заинтересовали. Причина кроется в самой формуле успеха общественных насекомых — «неприступная цитадель плюс многочисленный гарнизон». Существам, обитающим в толще воды, не из чего строить крепость. Для большинства других видов строительство долговременных сооружений означает отказ от миграций, от возможности покинуть местность, если запасы пищи истощатся. А для птиц и зверей миграция крайне важна. Во-первых, по сравнению с насекомыми они велики, а во-вторых, теплокровны и, как следствие, прожорливы. Гарнизон крепости, которого хватило бы для строительства, охоты, обороны и выкармливания потомства, окажется под постоянной угрозой голодной смерти.

Наконец, у млекопитающих и птиц проблема детской смертности успешно решается иными путями. Особых успехов в этом плане добились копытные. Уже через час новорождённый телёнок может уверенно ходить. На следующий день — бегать. Через неделю он не отстаёт от взрослых и всё время находится под присмотром. Его кормят, предупреждают об опасности, а главное, его защищает бык, который сильней большинства хищников.

Опыт разделения труда между «кастами», от рождения оптимизированными для своих обязанностей, позвоночные уже давно взяли на вооружение, и учиться тут у муравьёв и пчёл просто нечему. Другой вопрос, что опыт этот звери перенимали с учётом своей специфики. Поэтому у львов, например, только две касты. Самки — рабочие особи. Самец — «король», он же и «солдат». Разделение функций налицо: львицы охотятся, самец охраняет львят, добычу и охотничий участок. С физической оптимизацией тоже всё в порядке: самец крупнее и обладает гривой — на охоте она бесполезна, но защищает шею в бою с другими хищниками. А то, что вместо «королевы», спаривающейся с несколькими самцами, у львов «король», оплодотворяющий нескольких самок, с точки зрения генетики ничего не меняет. Совершенно естественно и то, что «солдат» в львином «муравейнике» так мало. Царь зверей и один в поле воин.

Львы

Взрослые львы, даже потеряв гарем, всё равно почти не охотятся сами, предпочитая отбирать добычу у других хищников / Benh LIEU SONG [CC BY-SA 3.0]

Гиены слабее. Поэтому «королеву» окружает как минимум десяток «солдат» — самцов и самок. А поскольку и этого против льва с тремя львицами маловато, то и самих «королев», как и в некоторых муравейниках, у гиен может быть несколько. Но в целом для млекопитающих характернее именно «короли». Ведь если производство яиц легко поставить на поток, то с крупными детёнышами, которых нужно сначала выносить, а потом ещё и выкормить, всё сложнее. А значит, одной плодовитой самкой на стаю не обойтись.

Голый землекоп

Крошечные гиганты. Муравьи и другие социальные животные 1

Голый землекоп неизменно попадает в топ-10 самых уродливых животных. Но и там призовых мест не занимает. Слишком противный / Roman Klementschitz, Wien [CC BY-SA 3.0]

Самым ярким примером общественного позвоночного считается африканский роющий грызун — голый землекоп. Эти крошечные — массой около 30 граммов — зверьки питаются корнями растений и не покидают тоннелей, которые сами же строят. Колония из нескольких десятков особей состоит из мелких рабочих, более крупных солдат и единственной плодовитой самки — королевы. Помимо общественной организации, у землекопов есть ещё ряд уникальных особенностей. Они не чувствуют боли, устойчивы к кислоте и, главное, отличаются удивительно медленным метаболизмом. Благодаря чему переносят концентрацию углекислого газа, для прочих млекопитающих смертельную, и живут невероятно долго для своих размеров — более 20 лет. Но постоянную температуру тела поддерживать не способны. По организации семья землекопов подобна семье шмелей. «Рабочие» и «солдаты», обороняющие гнездо от змей, различаются лишь возрастом. И все — как самцы, так и самки, — сохраняют способность к размножению. В случае гибели, болезни или старения «королевы» новая определяется серией поединков (обычно со смертельным исходом). Кроме того, любой из обитателей подземного города имеет право уйти, чтобы основать собственную колонию.

Муравей разумный

Как видите, у насекомых нет каких-то уникальных ноу-хау. Сверхорганизмы образует не только многоногая мелочь. Разница между фантастическими «зергами», «ордами» и реальными львиным прайдом лишь одна: фантасты обычно копируют муравейник бездумно, в лоб, увеличивая во столько-то тысяч раз, населяя немыслимыми чудовищами и сикось-накось прилаживая где-нибудь сбоку разум. Звери же с мудрой осторожностью ищут баланс между возможным и желаемым.

Кстати, о разуме. В разумных социальных животных нет ничего фантастического — ведь именно такой образ жизни способствует увеличению интеллекта. По всем признакам Homo Sapiens — куда более характерный пример социального вида, чем любые из насекомых. Мы живём в огромных сообществах, разделяя обязанности между особями. Недаром же термины для обозначения «каст» у насекомых (да и саму идею кастового деления) мы взяли из своего обихода. Только в человеческом обществе разделение труда разнообразнее и глубже.

Да, у нас нет физической специализации, у солдат не вырастают огромные челюсти или когти. Но лишь потому, что вид, производящий орудия труда, не приспосабливается к среде путём изменений тела. И да, у людей процесс размножения не централизован. Каждый справляется с этой задачей, как умеет. Но и здесь срабатывают естественные для крупных млекопитающих ограничения плодовитости отдельной самки.

Трофаллаксис

Нет, это не поцелуй. Трофаллаксис — обмен пищей и выделениями желёз. А также информацией

С другой стороны, человеческое общество куда лучше организовано и централизовано намного больше, чем улей или муравейник. Отдельный муравей не управляется извне, а только получает химические сигналы от других особей. Но он и сам распространяет такие сигналы, информируя других о присутствии пищи или об опасности.

Муравей, как существо менее социальное, свободнее в принятии решений. Например, по сигналу «опасность» 85% насекомых бросаются к его источнику. Остальные 15% бегут прочь. Это логично. Ведь если героями будут все, то после первой же неудачной битвы работать станет некому. Трусы (как залог сохранения популяции) в той же пропорции предусмотрены эволюцией и среди людей: каждый седьмой солдат считает своё личное выживание приоритетной задачей… Но кто ж его спросит-то?

Казалось бы, всё просто. Реакции муравейника как единого целого не могут быть сложнее реакций отдельного муравья. Значит, добиться от муравейника разумных реакций можно, лишь населив его разумными существами. Этот способ работает — мы сами тому свидетельство. Но фантасты не ищут лёгких путей, рассуждая о «коллективном разуме» как о чём-то противоположном «индивидуальному» человеческому сознанию. Интеллект «улья» представляется как сумма интеллектов отдельных существ, каждое из которых само по себе неразумно. Или же супермуравейник получает центральный мозг, дистанционно управляющий множеством тел.

Технически это вполне реализуемо даже без телепатии. Достаточно биологической радиосвязи, в которой нет ничего невозможного. С точки зрения эволюции вполне естественно совершенствовать коммуникации между особями в улье и даже превратить интеллект в «кастовую» специализацию и создавать наряду с «матками», «солдатами» и «рабочими» ещё и «философов». Но есть ли в этом какой-то смысл — вот в чём вопрос.

Крошечные гиганты. Муравьи и другие социальные животные 2

«Сверхорганизм» из миллиона отдельных тел — не предел. Есть ещё и сообщества муравейников — до десятков тысяч гнёзд! Внутри такой «республики» семьи, основанные тысячи лет назад потомками одной праматери, обмениваются как колоннами рабочих, так и королевами / Benjamint444 [CC BY-SA 3.0]

«Распределённый» супермозг из мелких, поддерживающих между собой связь ячеек будет неэффективен. Без единого координирующего центра, который собирает и перераспределяет информационные потоки, не обойтись. Именно поэтому, кстати, на эволюционном пути за примитивными организмами с множеством нервных узлов, равномерно распределённых по телу, быстро последовали более совершенные — с центральной нервной системой.

Но справится ли мозг одного «философа» с управлением тысячами солдат и рабочих? Наверняка нет, если нужно объяснять каждому, куда ставить ногу. В идеале рабочие должны обходиться инструкциями стратегического толка и сами выбирать оптимальные способы выполнения поставленных задач. А в таком случае не нужна никакая телепатия. Бумажные циркуляры — достаточно эффективный способ передачи приказов.

Расхожие представления о «разуме улья» абсурдны. Но не потому, что он невозможен. Напротив, именно коллективный разум — реальность, тогда как индивидуальный, описанный, например, Станиславом Лемом в романе «Солярис», — чистая фантастика.

Разум — сугубо социальный феномен. Как доказали примеры детей, воспитанных животными, вне общества не развиваются не только мышление и речь, но и такие фундаментальные способности, как использование рук и прямохождение. По мере увеличения интеллекта происходит постепенный отказ от врождённых, инстинктивных знаний в пользу приобретаемого опыта. Но хранитель опыта — общество. Именно для обработки чужого опыта, в сотни раз большего, чем можно приобрести за одну жизнь, и предназначен огромный человеческий мозг.

Несмотря на коллективную природу человеческого разума, нет ничего странного в том, что каждый из нас считает себя индивидуальностью и говорит, как правило, от собственного имени. Лишь изредка — от имени «вселенского сознания», «закона», «государства» или иной сущности, не умещающейся между ботинками и шляпой. А от чьего имени будет говорить, допустим, мозговая крыса из вселенной Planescape, обретающая разум в стае? Наверняка она станет считать появившиеся в её тесном черепе мысли, мнения, убеждения, желания, предрассудки своим личным имуществом. Хотя, как и в случае людей, это будет отчасти самообманом.

* * *

Разница между человеческим обществом и «коллективным разумом» такая же, как между колонией зергов и львиным прайдом. Природа и фантасты действуют в рамках одного замысла, но писатели предпочитают самое эффектное его воплощение, эволюция же — практически выполнимое. Иногда у неё получается так себе. Но всё можно доработать в процессе. Например, чтобы не терять данные со смертью живого носителя, нам пришлось изобрести письменность. А чтобы упростить доступ к чужому опыту — интернет. По сравнению с телепатией — примитивно. Зато действует!

Оставляя комментарии на сайте «Мира фантастики», я подтверждаю, что согласен с пользовательским соглашением Сайта.

Читайте также

Статьи

Кошки, мелодрама и Кувшинов: три полнометражных аниме лета 2020
0
4703
Кошки, мелодрама и Кувшинов: три полнометражных аниме с карантина

Не все из них одинаково хороши, но на них стоит обратить внимание.

Самые ожидаемые комиксы 2020: «Трансметрополитен», «Призрак в доспехах» и не только 20
0
26014
Лучшие комиксы лета 2020: фантастика и мистика

Долгожданный «Трансметрополитен», культовый «Ворон», продолжение «Константина», новая сторона вселенной Ходоровски и другие знаковые произведения.

Надежда Щербачева «Астра и мёртвое слово»
0
70809
Надежда Щербачева «Астра и мёртвое слово»

Хорошо иметь сестру-близнеца… особенно если никто до поры до времени не подозревает, что она у тебя есть. Почти никто.

Читаем книгу: «Баллада о певчих птицах и змеях», предыстория «Голодных игр» 1
0
73069
Читаем книгу: «Баллада о певчих птицах и змеях», предыстория «Голодных игр»

О молодости Кориолана Сноу — в будущем президента и главного злодея, а пока что только юноши.

Наш автор прочитал сценарий «Джокера», и вот что там будет 1
0
178959
«Фантастический подкаст #8»: отмечаем день Бэтмена и 80-летие Джокера

Участники: Дмитрий Злотницкий, Игорь Хованский, Дмитрий Шепелёв и специальный гость — Александр Привалов.

Лучшие комиксы лета 2020: супергерои Marvel и DC 21
0
88779
Лучшие комиксы лета 2020: супергерои Marvel и DC

Зомби-апокалипсис во вселенной DC, Чёрная Вдова от автора «Видоизменённого углерода», Супермен от Алана Мура и много классических комиксов Marvel.

Cosmic Encounter: трудный путь культовой настольной игры 5
0
124022
Cosmic Encounter: трудный путь культовой настольной игры

Механики игры работают до сих пор, и, хотя из абстрактных карт контактов нарратива не сваришь, в правильной компании не будет недостатка в запоминающихся историях.

God of War: Ragnarok. Чего ждать в продолжении?
0
156054
God of War: Ragnarok. Чего ждать в продолжении?

Попробуем представить, как студия истолкует мифы о Рагнарёке, какую роль в этих событиях роль сыграют Кратос и Атрей, а также кого они повстречают на своём пути.

Спецпроекты

Top.Mail.Ru

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: