Мурахи
Мурахи — одні з найбільш численних і відомих комах. Вони відрізняються надзвичайно складною громадською організацією, біологією і поведінкою. У світі налічується 12 000 видів мурах. Поряд зі своїми найближчими родичами, осами, ці комахи входять до загону Перетинчастокрилих, але при цьому настільки своєрідні, що виділяються в окреме надсемейство.
Тіло мурашки розділене на три відділи: велику голову, порівняно невелику груди і черево об’ємисте.
Лапки порівняно тонкі, але вони озброєні чіпкими кігтиками. Відмінною особливістю цих комах є тонкий перехват між грудьми і черевцем і різні залози, що виділяють пахучі речовини (у кожного виду свої), які певною мірою замінюють цим комахам мову. З допомогою пахучих міток мурахи сигналізують про небезпеку, відрізняють своїх від чужих, сповіщають про початок сезону розмноження, наявності корму і навіть… про необхідність винести сміття. У пахучих мурашок-деревоточців запах настільки сильний, що його без праці може відчути людина, а пахнуть ці комахи геранню. Крім того, залози можуть виділяти мурашину кислоту або отрута (у деяких видів для цих цілей є маленьке жало). Втім, головним органом захисту у мурашок є жвала. Вони досить великі, гострі і здатні замикатися з феноменальною швидкістю — 120-230 км/год! Тому укус навіть крихітного муравьишки дуже чутливий і здатний відлякати порівняно великого хижака.
Головний мозок мурашки у відношенні до маси тіла — один з найбільших у світі тварин, однак уявлення про неабиякий розум цих істот сильно перебільшено. Насправді мурахи не володіють високим інтелектом, оскільки всі їх реакції носять виключно вроджений характер. Але складність і різноманіття цих інстинктів не мають аналогів у природі і, дійсно, вражають уяву.
Як і у всіх громадських комах, особини одного виду у мурах розділені на три касти: самки, відкладають яйця (королеви або матки), самці і безплідні самки (робочі). Приналежність до касти обумовлена генетично і не може бути змінена ні за яких обставин. Королеви за розмірами найбільші, на початку життя вони крилаті, але після шлюбного літа відгризають собі крила. Самці найдрібніші в колонії, вони також крилаті. Робочі мурахи завжди безкрилі, вони більші за самців, але істотно дрібніше королеви. Тільки у самих примітивних видів всі робочі мурахи виглядають однаково, але найчастіше всередині цієї касти існують свої морфологічні різновиди. Такий поділ обумовлено «професійної» спеціалізацією робочих мурашок. В цілому забарвлення цих комах непоказна: чорна, руда, буре. Самі крихітні мурахи-дацетины в довжину не перевищують 1 мм, а найбільші види, гігантська динопонера і гігантський кампонотус, досягають 3 см!
Гігантський кампонотус (Camponotus gigas).
Мурахи населяють всі континенти, кліматичні пояси і природні області. Їх не знайдеш тільки в приполярних областях і в центрі великих пустель. У тропіках мурахи активні цілий рік, у помірній зоні вони зимують в оцепеневшем стані. Практично скрізь щільність мурашиних поселень дуже висока. Навіть у помірному поясі на декількох квадратних кілометрів мешкає кілька десятків видів цих комах, в сумі складають 10-20% біомаси. У тропіках частка муравйов в загальній біомасі живих істот може доходити до 30% на 1 км території там може жити до 2 мільярдів мурашок! Такий успіх пояснюється складною організацією мурашиних спільнот.
Крихітні колонії примітивних видів мурах здатні вмістити своє гніздо в шкаралупі горіха або порожній шлунок.
Всі види цих комах є колоніальними. У найбільш примітивних видів розмір колонії може обчислюватися декількома десятками робочих мурашок, а найбільші родини можуть включати до 22 мільйонів особин. Більшість видів оседлы, вони створюють для житла спеціальні гнізда — мурашники. Зазвичай головна частина мурашника занурена в грунт, де утворює розгалужену систему ходів, іноді доходять до глибини 4 м. Тут знаходиться королева, яйця і личинки. Вид зовнішньої частини мурашника може варіювати від простого отвори в землі до величезної купи з гілочок і хвої.
Мурашники рудих лісових мурашок (Formica rufa) — найбільші у світі, їх висота може досягати 2 м!
Незвично виглядають гнізда печерних мурах з Австралії. Вони розташовуються в землі, а вхід в гніздо мурахи оточують досить високим бар’єром з сухого листя і гілочок.
Гніздо печерних муравйов (Polyrhachis macropa) оточене листям безжилковой акації (Acacia aneura).
Так звані спіральні мурахи вибудовують навколо входу справжні лабіринти з засохлої глини.
Гніздо спіральних муравйов.
Але найдивовижніші мурашині гнізда знаходяться над поверхнею. Красногрудые мурахи-шашелі ведуть себе як справжні короїди. Вони вигризають ходи в трухлявої деревини і влаштовують свої гнізда в стовбурах старих дерев.
Пористу гніздо пахучих мурашок-деревоточців (Lasius fuliginosus).
Споріднені їм пахучі мурахи-шашелі не вигризають ходи, а будують гнізда в дуплах з картону.
Гніздо остробрюхих мурах можна переплутати з грибом-трутовиком.
Нарешті, остробрюхие мурахи споруджують у кронах справжні гнізда з паперу, схожі на осині. Вершиною будівельного мистецтва можна вважати житла муравйов-кравців або муравйов-ткачів. Вони створюють гнізда з листя дерев, причому роблять це, не відриваючи їх від гілок. В процесі будівництва робочі мурахи хапаються лапками за край одного аркуша, а жвалами утримують край іншого, їх побратими в цей час підносять до країв листя власні личинки, що виділяють клейкі нитки.
Зелені мурахи-ткачі (Oecophylla smaragdina) споруджують гніздо.
Розташування груп комах залежить від конфігурації листя і не змінюється до тих пір, поки не закінчиться процес зшивання гнізда.
А так виглядає результат праці муравйов-ткачів. Основу гнізда склали живі (зелені) листя з кількох гілок. Там, де матеріалу не вистачило, мурахи вміло залатали дірки опалыми (коричневими) листям.
Деякі види мурашок не мають постійних гнізд і весь час кочують. Але рух колони не може тривати вічно, комахи змушені періодично зупинятися для розмноження. У цьому випадку вони створюють тимчасове гніздо з власних тел. Безліч мурашок сплітаються в ажурні мережі, з яких формується величезна куля. В самому його центрі знаходиться королева, откладывающая яйця.
Гігантське живе гніздо, яке складається з муравйов-кочівників, або эцитонов Бурчелла (Еciton burchellii).
Взаємовідносини мурах у родині надзвичайно складні і різноманітні. Тільки у самих примітивних видів королева може виходити з гнізда і брати участь у зборі корму. У більшості випадків матка займається тільки откладкой яєць, а всі інші види робіт виконують робочі мурашки. Але це не означає, що їх каста перебуває в пригнобленому становищі. Адже саме робочі мурахи часто визначають долю королеви: якщо вона кладе мало яєць, її можуть замінити на більш плодовитую матку, а неугодну вбивають. У свою чергу благополуччя королеви залежить від того, наскільки рясно її будуть годувати, а значить і від числа робочих особин. Якщо робочі мурахи гинуть, яка залишилася без догляду королева, яйця і личинки також гинуть. Тому молода матка в першу чергу дбає про примноження числа своїх «підданих».
Деякі види нарощують кількість робочих особин просто шляхом відкладання яєць, а деякі практикують тимчасовий соціальний паразитизм. Суть цього явища полягає в тому, що молода матка, ще не має власної «почту», оселяється в гнізді іншого виду мурашок. Вона обманює їх, видаючи привабливий запах, тому чужі робочі починають її годувати і обслуговувати. По мірі того, як королева відкладає яйця, з них виводяться її власні робітники, які з часом замінюють мурах якому оселилась її виду. Мурахи-амазонки і криваві мурахи-рабовласники не задовольняються паразитизмом тимчасовим і переходять до паразитизму справжньому. Вони регулярно здійснюють набіги на гнізда близьких видів і крадуть чужих лялечок і яйця. З цього розплоду виводяться робочі мурашки, аж до кінця віку працюють на викрала їх сім’ю. У эпимирмы Ванделя паразитизм зайшов так далеко, що власних робочих особин цього виду ніколи не буває. Матка проникає в чуже гніздо і відкладає яйця, з яких виводяться тільки нові матки і самці, а обслуговують її чужі робочі. У той же час мурахи-темнотораксы, часто виступають у ролі рабів, не здаються без бою і вбивають в помсту лялечок поработивших їх господарів.
Муравей-рабовласник несе личинку. Щелепи цих комах пристосовані для захоплення і утримання здобичі.
Професійні обов’язки робочих мурах обумовлені потребами виду. У всіх видів мурах молоді робочі особини починають свою «кар’єру» в мурашнику з роботи «няньками» і «доглядальницями»: вони переносять яйця і лялечки з однієї камери мурашника в іншу, захищають їх від розкрадання, допомагають новому поколінню вилупитися. В їх обов’язки входять також роботи по розширенню ходів, чистка гнізда, видалення трупів загиблих родичів. З часом вони починають все далі віддалятися від гнізда і переходять до збирання корму. Цікаво, що «кар’єрне зростання» безпосередньо залежить від успіхів перших походів. Особини, що приносять мало корму, так і залишаються на все життя «няньками», а ті, хто особливо щасливий в пошуках їжі, в ранг фуражирів переходять дуже швидко.
Професія фуражира найпоширеніша в мурашиної сім’ї, але не єдина. Оскільки робочі мурахи зазнають нападів хижаків, а іноді і власних побратимів, то для їх захисту у багатьох видів є робітники-солдати. Вони крупніше звичайних особин і озброєні потужними жвалами. Поведінка солдатів по-різному: у кочують мурах вони рухаються в голові і по краях колони; у мурашок-женців шикуються почесною вартою на узбіччі стежки, по якій йдуть збирачі корму; у мурашок-листорізів солдати їдуть на шматочках листя, переносяться фуражирами, і охороняють їх від нападу зверху; у європейського пробкоголового мурашки солдати мають тупо зрізану голову, якою вони затикають ходи в мурашнику і впускають у нього тільки особин, що мають «свій» запах.
Робочий-солдат эцитона Бурчелла озброєний величезними жвалами.
Серед мурашиних професій є й зовсім екзотичні. Наприклад, австралійські медові мурахи заготовляють їжу… в тілах власних родичів! Для цього у них є спеціальні робочі особини, які ніколи не залишають гнізда. Все життя вони проводять, вчепившись лапками за стелю камери, головним їхнім обов’язком є поглинання корми, принесеного фуражирами. Від постійної годівлі ці мурахи неймовірно роздуваються і стає величезними, якщо така особина випадково зірветься зі стелі її черевце лопається і вона гине. Коли виникає потреба в їжі, інші члени сім’ї приходять до цим «живим бочок» і випрошують у них корм. Втім, здатність годувати членів сім’ї характерна для всіх видів мурах, вона називається трофаллаксис. Завдяки їй ситий мураха здатний швидко передати частину накопиченої енергії голодним і ослабленим особам, виживання сім’ї в цілому при цьому збільшується.
«Живі бочки» австралійських медових мурах висять на стелі мурашника.
Запах є головним маркером, що визначає поведінку особи і ставлення до неї побратимів. Мурашки з чужого гнізда (навіть якщо він належить до того ж виду) в мурашник не впустять. По запаху мурахи визначають де і який корм був знайдений: вони слідують за пахучим мітках, залишеним щасливчиком, до джерела їжі. Саме тому часто можна бачити цих комах, що рухаються ланцюжком один за одним. Узгоджені зусилля дозволяють мурашкам переносити здобич і будівельні матеріали, які в багато разів перевищують їх в розмірі. Поранений мураха також починає виділяти особливі речовини, які буквально закликають його побратимів прийти йому на допомогу. Мертві мурашки виділяють олеїнову кислоту, яка спонукає робочих особин винести труп з гнізда. Крім запаху можуть використовуватися контакти вусиками, у деяких видів стрекотіння і постукування черевцем. Таким чином, примітивні інстинкти в різних поєднаннях формують дуже складні типи поведінки.
Завдяки чіпким лапок мурахи з однаковою легкістю пересуваються по горизонтальних і вертикальних поверхнях. Особливо швидко бігають мурахи-бігунки (мурахи-фаэтончики), мешкають в пустелях Африки. Стрімкий біг допомагає їм заготовляти корми опівдні, не обпалюючись про розпечену землю. Деревні мурахи можуть планувати, змінюючи напрям польоту, деякі види здатні стрибати. Завдяки взаємовиручку мурашкам не страшні навіть непереборні для одинаків перешкоди.
Мурахи утворили живий міст через ущелину між каменями. Жоден з них не зміг би подолати таку відстань самостійно.
Вогненні мурахи під час повеней утворюють плоти з власних тіл, ці плавучі скупчення здатні долати річки.
На поверхні живого плота видно білі яйця і личинки, яких вогненні мурахи особливо ретельно оберігають від намокання.
Серед мурашок зустрічаються рослиноїдні, хижі і всеїдні види.
Європейський, або степовий мураха-жнець (Messor structor) заготовляє корм.
Рослиноїдні мурахи-женці під час цвітіння злаків в пустелях і степах ударними темпами ведуть заготівлю насіння, запасів яких їм вистачає на весь рік. Мурахи-шашелі поїдають мертву деревину і камедь дерев.
Мурахи-листорезы з таким же старанням відгризають шматочки листя і забирають їх у мурашник. Правда, самі листя вони не їдять, а тільки пережовують і складують цю вологу масу в підземних камерах. Там, у вогкості й пітьмі на цьому «силосі» починають рости гриби, які мурахи і поїдають.
Робочий мураха-листорез несе шматочок відрізаного аркуша, на якому сидить солдат.
Всеїдні види збирають трупи безхребетних, солодкі виділення попелиць та інших рослиноїдних комах.
Муравей доїть горбатку, яка обробляється від надокучливого «пастуха» крапелькою солодкої рідини.
Мурахи настільки люблять ці цукристі виділення, що ретельно охороняють попелиць і всіляко піклуються про них: переносять на здорові рослини, ховають на ніч в мурашник, пасуть та захищають від нападу хижаків, наприклад, сонечок.
Мурахи кампонотусы і опекаемое ними скупчення попелиць.
Хижі і, частково, всеїдні види нападають на живих комах і їх личинок. Особливою нещадністю славляться мурахи-кочівники, які живуть у Південній Америці. Це великі і дуже агресивні комахи, безстрашно атакуючі на своєму шляху все живе. Їх укуси і численність здатні обернути у втечу і людей, і навіть таких грізних звірів як ягуари. Якщо втеча неможливо (наприклад, тварина прив’язане), то мурашки, кусаючи, доводять його до больового шоку і смерті, а потім спільними зусиллями з’їдають жертву. Жодна тварина в джунглях не намагається чинити їм опір, а відразу тікає, побачивши рухому колону.
Мурахи оточили яйце метелики морфо Пелеида (Morpho peleides), не чекаючи, поки мати відлетить.
Всі види мурах розмножуються в строго певний час 1-2 рази в рік. Найпростішим способом розмноження є так зване брунькування. При цьому в материнській колонії народжується молода королева, яка переселяється з частиною робочих особин в окремий мурашник. Але частіше мурашки роблять шлюбний років, під час якого молоді самці і самки піднімаються в небо. Тут особини з різних мурашників перемішуються один з одним і утворюють пари. Молоді королеви з одним або декількома самцями сідають на землю і починають будувати гніздо. Незабаром після запліднення самці гинуть, а самки відкладають яйця, з яких згодом вилупляться робочі особини. До того моменту, поки робочі особини не почнуть добувати корм, королева нічого не їсть. Цей період іноді може тривати до року, а пережити голод самці допомагають… крила. Після шлюбного польоту вона їх відгризає, а решта мускулатура розчиняється в її тілі, що вивільняються поживні речовини йдуть на формування яєць і підтримання життя матки.
Яйця мурашок утворюють липку масу, що полегшує їх перенесення робітниками. Під черевцем дорослої особини видно безногі личинки — від яєць вони відрізняється темною головою, слабкою сегментацією і крошеными ворсинками.
У всіх видів мурашок з запліднених яєць народжуються самки (робочі або молоді королеви), а з незапліднених — самці. Таким чином склад сім’ї саморегулюється: чим менше самців, тим вище ймовірність народження. Дивовижне виняток являє собою малий вогненний мураха, у якого все відбувається з точністю до навпаки. З неоплотворенных яєць у нього народжуються виключно самки-королеви, з запліднених — робочі особини. У частині яєць батьківські гени призводять до знищення материнських хромосом, і тоді з них народжуються самці. Таким чином самки цього виду завжди успадковують тільки материнські гени, а самці — лише батьківські, тобто обидві статі розмножуються по суті незалежно один від одного клонуванням.
Незважаючи на свій крихітний розмір мурахи живуть дуже довго: робочі особини — 1-3 роки, а королеви — до 20 років! І тільки вік самців зазвичай не перевищує декількох тижнів.
Робочий мураха дивиться на королеву, виснажену шлюбним польотом.
Природних ворогів у мурах багато. Дорослих особин поїдають різні птахи, жаби, жаби, ящірки, землерийки, хижі оси, павуки. У пошуках яєць і лялечок мурашники розоряють кабани і ведмеді. Мурахоїди, трубкозуби, ящірки молох, мурашині леви живляться виключно цими комахами. При нападі на мурашник інстинкт спонукає мурах не ховатися, а спільно нападати на ворога. Таким чином колонія виживає за рахунок загибель окремих особин. У циліндричних кампонотусов інстинкт самопожертви настільки розвинений, що у разі атаки вони буквально роблять собі харакірі. З вспоротого черевця виливається липка рідина, склеювальна ворога.
Масовість мурах приваблює не тільки хижаків, але й всіляких нахлібників-паразитів, охочих поживитися за чужий рахунок. У мурашниках живуть личинки бронзовок, особливі види цвіркунів і жуків, що імітують запах личинок мурах. Ошукані дорослі мурахи годують цих співмешканців і навіть тягають у нове гніздо. Не всі співмешканці настільки нешкідливі: жуки ломехузи опьяняют мурах особливою рідиною і поїдають мурашині яйця і лялечок. Деякі живі організми користуються допомогою мурах, не завдаючи їм шкоди. Це 250 видів дрібних птахів, які регулярно приймають «ванни» в мурашниках. Розпушивши пір’я, птахи дають мурашкам випускати в себе цівки мурашиної кислоти, яка дезінфікує оперення.
Неоціненну послугу надають мурахи різних лісових квітів. Цим рослинам важко поширювати свої насіння, оскільки вони маленькі, а вітру в лісі не буває. Тому у проліски, фіалки, марьянника, копитних, чистотілу, кандыка насіння мають крихітний соковитий придаток, що приваблює мурах. Зірвавши насіння, мурашка тягне його в гніздо і ласує соковитим придатком, а саме сім’я викидає. Таким чином ці комахи щорічно розтягують мільярди насіння по всьому лісі. У тропіках деякі рослини приваблюють мурах для захисту своїх листів від поїдання іншими комахами. Для цього вони забезпечують своїх вартою безкоштовним житлом. Наприклад, африканські акації мають порожнисті шипи, а мирмекодия — товсті бульби з безліччю ходів і порожнин. В цих готових мурашниках і поселяються їх охоронці.
Бульбова мирмекодия (Myrmecodia tuberosa) на гілці дерева. На розрізі бульби видно порожнини і ходи для мурашок.
Люди використовують мурах різним чином. У Мексиці і Таїланді великі поживні яйця деяких видів збирають і використовують у кулінарії як замінник ікри. Великих мурах обсмажують, а беручких муравйов-ткачів застосовують для накладення швів в польових умовах. Для цього мурашки підносять до країв рани і дають йому вхопитися за шкіру, після чого тіло відривають, а голову залишають. Жвалы мурашки діють як степлер, міцно зшиваючи краю на кілька днів до повного рубцювання рани. У середній смузі мурах іноді залучають для захисту лісів і садів, але потрібно враховувати, що звичка цих комах розводити попелиць може бути шкідливою. У тропіках великої шкоди плантаціям фруктів наносять мурахи-листорезы. Вкрай небезпечні агресивні вогненні мурахи. Вони при укусі виділяють у тіло жертви отрута. Він хоча і не смертельний, але викликає сильні больові відчуття, подібні до опіку, а в ряді випадків — небезпечну алергічну реакцію.
Користь мурах значно перевищує шкоду, яку вони здатні завдати, тому у людей ці комахи здавна користувалися любов’ю. Вони є взірцем працьовитості та взаємодопомоги. У той же час ряду ендемічних видів загрожує зникнення. Зараз в Червоний список Міжнародного союзу охорони природи внесено 146 видів мурах.