Бегство от одиночества

Когда за порогом прохладно, муравьи переносят яйца, личинок и куколок в верхние галереи гнезда, используя солнечное тепло, которое аккумулируется верхними слоями почвы. При сильном зное и в периоды длительных похолоданий зимой насекомые спускаются в нижние камеры, где температура и влажность остаются более или менее постоянными на протяжении всего года. Примерно так же ведут себя другие обитатели тропических и субтропических пустынь — термиты. В общинах этих насекомых, которые из-за нежности своих покровов не переносят повышенной сухости, существует особая категория рабочих-водоносов. Их задача состоит в том, чтобы доставлять в верхние камеры подземного гнезда воду из нижних горизонтов, с глубины до 6 м, куда проникают вертикальные шахты, вырытые совместными усилиями членов общины.

У всех термитов сооружение жилища начинается с обустройства подземных галерей, архитектоника которых весьма сходна с тем, что мы видели у пустынных муравьев. В дальнейшем у многих видов тропических термитов над этим первоначальным гнездом надстраивается купол той или другой формы, который обычно и называют «термитником». Он сооружается из пережеванной клетчатки, замешенной на слюне и испражнениях этих насекомых и не уступающей по твердости цементу лучших сортов. У африканских термитов-грибоводов, к замечательным особенностям которых я еще вернусь позже, термитники достигают иногда 8–9 м в высоту и 20–30 м в диаметре у основания. Что же касается технологии регулирования микроклимата, наиболее замечательными в этом отношении считают постройки термитов амитермес, населяющих засушливые саванны Северной Австралии. Выглядят их термитники наподобие очень крутых двускатных крыш, плоскости которых сходятся на конус по фронтальным фасадам (рис. 12.6). Эти впечатляющие сооружения длиной до трех и более метров и высотой до четырех ориентированы своей длинной осью точно с севера на юг, почему и получили название компасных термитников. Ученые предполагают, что особенности архитектуры этих построек позволяют наиболее рационально использовать солнечную энергию: максимальные по площади поверхности имеют восточную и западную экспозицию и аккумулируют умеренное тепло солнца на восходе и ближе к вечеру. В самые знойные часы к палящему солнцу обращены острый зазубренный гребень и узкий южный фронтон, что отчасти препятствует чрезмерному нагреванию замка термитов в полуденное время.

Рис. 12.6. Компасные термитники в Австралии.

Если в отношении термитов амитермес суждения о соответствии их архитектурных изысканий потребностям поддержания приемлемого микроклимата в гнезде остаются пока что лишь правдоподобным предположением, продуктивность очень похожей стратегии безусловно доказана на примере самых обычных наших насекомых — рыжих лесных муравьев. Именно им принадлежат столь обычные в лесах средней России «муравьиные кучи», выстроенные из тонких обломков веточек и покрытые сверху слоем хвои. Для непосвященного муравейник — это и есть жилище маленьких тружеников. На самом деле такое мнение верно только наполовину, ибо насыпной холм муравьев представляет собой лишь надземную часть всего сооружения, как и цементные башни термитов.

Под куполом муравейника располагается подземная система. Нижние камеры гнезда находятся на глубине до 2,5 м под поверхностью почвы, и здесь муравьи проводят зиму, сбившись в плотную массу и пребывая в малоактивном состоянии при температуре около 4–5 °C. С наступлением теплых дней они постепенно переходят в надземный купол, который, как сейчас установлено, служит в основном для аккумулирования солнечного тепла. Именно поэтому скат муравейника, обращенный к югу, бывает обычно более пологим. За счет этой хитрости насекомые увеличивают площадь поверхности купола, обогреваемый солнцем в самое теплое время суток. Муравьи имеют то преимущество перед термитами, что они в состоянии быстро изменить форму купола, перетащив в авральном порядке строительный материал из одной его части в другую. Эта их способность была воочию показана в опыте, когда муравейник освещали мощными инфракрасными лампами, установленными на разной высоте и под разными углами по отношению к куполу муравейника. Таким образом, талант рыжих лесных муравьев наиболее рационально использовать энергию солнца не подлежит сомнению.

Впрочем, одной только солнечной радиации было бы недостаточно, чтобы поддерживать температуру вокруг расплода на уровне 27–32°, необходимом для развития молоди. Ученые доказали это, поставив следующий опыт. Они нашли два совершенно одинаковых муравейника и один из них посыпали нафталином, чтобы заставить его обитателей покинуть свое жилище. Через несколько дней при температуре воздуха около 29° одновременно поместили термометры в оба купола. На глубине 20 см от поверхности купола в жилом муравейнике температура оказалась равной 28°, а в брошенном — на целых 9° ниже.

В жилом муравейнике наиболее постоянная высокая температура сохраняется в его основании, покоящемся в конусовидном углублении почвы, от которого вниз идут многочисленные ходы и галереи. Именно в этом «внутреннем конусе» выращивается молодь. Здесь мириады рабочих, занятых уходом за расплодом и прочими заботами по дому, обогревают помещение выделяемым ими метаболическим теплом. Другие рабочие, надзирающие за состоянием купола, с наступлением дня открывают многочисленные вентиляционные отверстия, регулируя тем самым температуру и влажность в гнезде.

В гнездах муравьев и термитов рабочие размещают отложенные царицами яйца на полу камер, где температура, влажность и содержание кислорода в воздухе наиболее удовлетворяют в данный момент потребности развития расплода. Если микроклимат здесь почему-либо резко меняется, насекомые-няньки переносят яйца ближе к поверхности гнезда или, наоборот, в более глубокие его камеры. Вылупляющиеся из яиц личинки термитов представляют собой миниатюрное подобие взрослых рабочих и сами способны выбирать для себя помещения с наиболее комфортными условиями. Что касается безногих, беспомощных личинок муравьев и их куколок, называемых в простонародье «муравьиными яйцами», то их рабочие транспортируют туда или сюда по собственному усмотрению. Например, у обитающих в средней полосе России муравьев мирмика перед наступлением зимних холодов рабочие утаскивают личинок в самые нижние камеры гнезда, где даже в сильную стужу температура не опускается ниже +5 °C. Здесь личинки проводят всю зиму вместе со сбившимися в плотный клубок, оцепеневшими взрослыми членами общины.

У медоносных пчел сам принцип обустройства их жилища не дает возможности рабочим перемещать расплод, руководствуясь сиюминутными обстоятельствами. В отличие от термитов и муравьев то место, где будет выращиваться каждый будущий член общины, жестко предопределено уже в момент откладки маткой очередного яйца. Она помещает яичко в приглянувшуюся ей, подходящую к случаю ячейку сот, прикрепляя его ко дну колыбели в вертикальном положении. Что бы ни случилось далее, яйцо, вышедшая из него личинка и развившаяся затем куколка останутся здесь. Поэтому, чтобы развитие будущей пчелы в ее колыбели прошло благополучно, взрослые члены общины должны сделать все для сохранения здесь оптимального микроклимата, даже если погода за стенками дупла или улья будет меняться самым непредсказуемым образом. И, надо сказать, пчелы с честью справляются с этой сложной задачей, показывая истинные чудеса в искусстве регулирования температуры, влажности и чистоты воздуха в гнезде.

Усики-антенны рабочей пчелы можно уподобить точнейшим термометрам, способным измерять также влажность воздуха и концентрацию в нем углекислоты. Каждая антенна снабжена несколькими сотнями крошечных датчиков, мгновенно реагирующих на изменения температуры и состава воздуха в гнезде. Достаточно, чтобы температура около сота с расплодом понизилась всего на полградуса по сравнению с нижним пределом ее оптимума, составляющим 35,5°, чтобы тепловые датчики рабочей пчелы начали посылать тревожные импульсы в ее центральную нервную систему. Мозг-компьютер насекомого в ответ на эти сигналы дает команду включить обогрев. Мышцы грудного отдела пчелы начинают ритмически сокращаться, вырабатывая тепловую энергию наподобие того, как это происходит у человека, дрожащего от холода. При таком режиме работы мышц тельце пчелы разогревается со скоростью около 2° в минуту, так что вскоре температура груди насекомого поднимается до 36–39°. Понятно, что чем крупнее община и чем больше ее членов одновременно включаются в работу по обогреву гнезда, тем быстрее удается восстановить режим в пределах 34,5–35,5°, требуемых для наилучшего развития яиц рабочих пчел и самцов-трутней.

Поразительно, но способности терморегуляции у пчел идут еще дальше. В нижней части сот, где располагаются особые ячейки для выращивания цариц, так называемые маточники, оптимальная температура должна быть несколько ниже. Пчелы стремятся удержать ее здесь на уровне 33°, ибо именно при такой температуре гибель маток минимальна. Стало быть, маленьким труженицам удается не только создать максимально благоприятный тепловой режим внутри гнезда, но еще и сохранять разницу порядка 1,5° между центральными участками сота, где выращиваются рабочие, и его нижним краем, отведенным под маточники.

В знойные летние дни пчелам нередко приходится сталкиваться с другой проблемой: не допустить перегрева своего жилища. Печальные последствия чрезмерного повышения температуры очевидны. Дело в том, что рабочие кормят личинок жидкой пищей (в зависимости от ряда обстоятельств это могут быть выделения специальных желез рабочих либо смесь меда с пыльцой). Если принесенный рабочими в ячейку корм слегка подсохнет и превратится в желе, личинка обречена на гибель. Именно это и грозит расплоду при перегреве, когда влажность в гнезде резко падает. В такие моменты часть рабочих быстро переключается на роль водоносов. За один маршрут к ближайшей луже или к пруду водонос доставляет в гнездо от 25 до 50 миллиграммов живительной влаги. Здесь пчела может отрыгнуть капельку воды в пустую ячейку либо распределяет жидкость между страдающими от жажды товарками, в медовом содержимом зобиков которых из-за жары слишком повысилась концентрация сахара. Чем сильнее зной, тем больше пчел занято доставкой в гнездо воды, которая, испаряясь, быстро охлаждает воздух в жилище.