С детства я хорошо помню мультфильм «Путешествие муравья», главный герой которого, унесенный ветром далеко от своего муравейника, добирается домой на гусеницах, пауках и кузнечиках, словно на попутках. В реальности же муравьям, чтобы найти дорогу в родное гнездо, приходится полагаться лишь на собственные механизмы навигации, которые у разных видов (а их существует около 15 000) могут значительно отличаться.
Но в любом случае радиус действия этих механизмов обычно ограничивается десятками или сотнями метров: оказавшись за пределами этого расстояния, муравей будет полностью дезориентирован, как маленький ребенок, потерявшийся в незнакомом городе.
Например, многие муравьи двигаются вдоль запаховых троп, помеченных следовыми феромонами — особыми веществами, которые они выделяют из различных желез на брюшке. Чем больше муравьев бегает по тому или иному маршруту, тем больше феромона они там оставляют. Муравью достаточно набрести на одну из таких троп, и дальше, как по рельсам, он сможет прийти по ней к дому. Впервые о существовании этого механизма навигации догадался швейцарский натуралист Шарль Бонне, живший еще в XVIII веке. Он провел пальцем поперек муравьиной тропы и затем наблюдал, как муравьи толпятся по обе стороны от этой невидимой черты, не решаясь ее пересечь. Но даже если такой незначительный разрыв феромонного следа ввергает муравьев в замешательство, то что уж и говорить о нашем муравьишке, унесенном за многие километры от ближайшей запаховой тропы...
Следовые феромоны особенно важны для муравьев с плохим зрением или полностью слепых, как южноамериканские кочевые муравьи эцитоны (Eciton). Огромные колонны этих муравьев, состоящие из сотен тысяч особей, в поисках добычи перемещаются по тропическому лесу, уничтожая всё на своем пути. Постоянного гнезда у них нет — только временные бивуаки. Представьте себе, что Батыева орда, вторгшаяся на Русь, состояла бы сплошь из слепцов — точно также и эцитоны совершают свои набеги, полагаясь исключительно на осязание и феромонную коммуникацию, чтобы не отстать друг от друга. Эцитоны словно опровергают своим примером известное изречение, гласящее, что если слепой поведет слепого, то оба упадут в яму.
Напротив, другие муравьи, ориентируясь на местности, в дополнение к феромонам полагаются на зрение. Они могут находить дорогу домой, запоминая форму крон близлежащих деревьев. При этом для муравьев важны именно общие очертания, а не конкретные детали вроде отдельных веток или расцветки. В одном из экспериментов ученые сделали для австралийских пустынных муравьев Melophorus bagoti особую арену с бортиком из черного пластика, контуры которого напоминали знакомые им кусты и деревья. Муравей, пойманный рядом с гнездом и посаженный в такую арену, начинал двигаться в том направлении, куда ему указывали очертания бортика, вне зависимости от того, как арена была развернута относительно сторон света.
Но если муравей окажется вне знакомого визуального ландшафта, то найти дорогу домой он, скорее всего, не сможет. Это показал эксперимент, проведенный с муравьями Myrmecia pyriformis, которые тоже живут в Австралии. В ходе него ученые срубили три дерева недалеко от тропинки, по которой эти муравьи бегают из гнезда на охоту. Общие очертания крон изменились, но не то чтобы очень сильно. Тем не менее сразу после вырубки муравьи стали гораздо больше петлять и медлить, вместо того чтобы идти напрямую к своим охотничьим угодьям (они всегда охотятся на одном и том же дереве). Потребовалось трое суток, чтобы муравьи привыкли к изменившемуся пейзажу, — а теперь представьте, что одного из них вдруг забросило бы в соседнюю рощицу. Очень сомневаюсь, что он смог бы вернуться назад в полностью незнакомой обстановке.
Чтобы выбрать верное направление, некоторые муравьи ориентируются не только на ближайшее окружение, но и на небо. Впервые это показал в 1911 году швейцарский энтомолог Феликс Санчи (Felix Santschi), экспериментировавший с муравьями в Северной Африке. Когда муравьи возвращались в гнездо, Санчи заслонял им Солнце, одновременно демонстрируя его отражение в зеркале. Этой простой уловки оказалось достаточно, чтобы сбить муравьев с пути и направить их в противоположную сторону.
Однако зеркальный эксперимент работает не со всеми видами: некоторых муравьев не так просто сбить с толку, поскольку они учитывают не только положение Солнца, но и поляризованный солнечный свет. Его частичная поляризация происходит при прохождении через атмосферу, которая пропускает световые волны, чьи колебания лежат в одной плоскости. Благодаря поляризованному свету муравей может определить, где Солнце, даже если оно скрылось за облаками (ну или было загорожено экспериментатором).
Особую роль Солнце и поляризованный свет играют в жизни пустынных муравьев, ведь они живут посреди плоского и изменчивого ландшафта, где практически отсутствуют крупные наземные ориентиры. Но даже для них одного неба недостаточно: чтобы определить местоположение гнезда, муравьям всегда требуется еще какая-то дополнительная информация. В этом смысле показательны пустынные муравьи-бегунки (Cataglyphis), настоящие асы навигации, которых изучает уже не первое поколение ученых. Эти муравьи носятся по раскаленному песку с неимоверной скоростью (до 1 метра в секунду), выискивая насекомых, погибших от жары. Они охотятся всегда поодиночке и не оставляют феромонов. Тем не менее муравей-бегунок, который в поисках добычи может отдалиться от гнезда более чем на 150 метров (для человека это эквивалентно расстоянию примерно в 40 км), возвращается назад по прямой траектории. Свой обратный маршрут муравей строит с учетом траектории пройденного пути (этот способ навигации называется счислением координат). Следовательно, даже этот бывалый «бродяга» не сможет найти дорогу из того места, куда он не пришел своими ногами.
Так что, увы, судьба муравья-потеряшки, который улетел далеко от муравейника на листике, уплыл на лодке или уехал на машине, будет довольно печальна. Даже если он будет ориентироваться на небо, ему никогда не вернуться в родное гнездо. Утешает одно: долго такой муравей мучиться не будет. Как знает каждый, кто — как я в детстве — пытался держать муравьев в баночках поодиночке, социальные насекомые очень плохо переносят отрыв от коллектива, и даже при наличии подходящей пищи умирают в считаные дни.
Как показывают опыты, оказавшись в одиночестве, муравей просто не знает, чем себя занять, — он пребывает в постоянном беспокойстве и непрерывно двигается туда-сюда, что ведет к большим затратам энергии. Кроме того, у муравья-одиночки начинаются проблемы с пищеварением: пища накапливается у него в зобике, но дальше по кишечнику не проходит. Муравьи отрыгивают друг другу содержимое своего зобика в ходе трофаллаксиса, и, видимо, без этого социального взаимодействия в настройках их пищеварительной системы происходит сбой.
Интересно, что если муравей был отрезан от гнезда вместе с несколькими собратьями, то он будет чувствовать себя гораздо лучше, чем в полном одиночестве. Например, одинокий муравей-древоточец проживет всего шесть дней, а в составе группы из десяти особей продолжительность его жизни составит уже 66 дней, то есть в 10 раз больше.
