Ученые обнаружили странное поведение муравьев

Муравьи-листорезы — удивительно сложные общественные насекомые, которые не только строят архитектурные чудеса под землей, но и выращивают грибы под руководством опытных фермеров. Портал popsci.com рассказал, как они строят свои муравейники и чем их поведение отличается от многих других муравьев.

Первыми строителями любого муравейника являются королевы. Вновь созданные головки колоний улетают из родного муравейника, сжимая в челюстях фрагменты гриба – для будущего посева. Они размножаются с самцами в полете, а затем ищут место для приземления. Найдя подходящий угол, королева роет туннель с комнатой в конце; Некоторые виды замуровываются внутри, чтобы отложить яйца и разбить грибной сад. Именно поэтому они очень тщательно выбирают место: правильное расположение и глубина туннеля могут иметь решающее значение для выживания колонии.

Дилемма королевы заключается в том, что она должна сохранять свою энергию до тех пор, пока ее дети не станут достаточно взрослыми, чтобы заботиться о ней, одновременно находя оптимальное место для выращивания грибов. Если исходное помещение достаточно хорошее, то потомство можно кормить грибами. Если нет, то едва зарождающаяся колония может погибнуть.

В ходе экспериментов с видами Atta sexdens эксперты обнаружили, что большинство королев погибло в течение первых девяти недель после создания туннеля. А в 2022 году бразильские ученые установили, что королевы этого вида роют гнезда поглубже и чаще выживают в затененной влажной почве. Для сравнения, Атта Волленвейдери принимает решения в зависимости от времени и расстояния. Их королевы в оптимальных условиях роют землю примерно на фут, но если они не достигают этой глубины в течение 20 часов, они строят «тронный зал» там, где туннель заканчивается. Вероятно, они измеряют глубину туннеля, подсчитывая движения тела, примерно так же, как человек измеряет расстояние, делая шаги.

Когда комната будет завершена, роль королевы в строительстве муравейника заканчивается. С этого момента облик растущего мегаполиса определяется решениями его потомков. Но чтобы понять их решения, вам нужно понять гриб: бледный губчатый вид Leucoagaricus gongylophorus, который требует тщательного ухода. Он требует тепла, влаги и защиты от высоких концентраций углекислого газа. Муравьи-листорезы учитывают все три параметра; они обладают редкой способностью ощущать абсолютные уровни углекислого газа, а их чувствительность к температуре почти такая же, как у гремучих змей. Почувствовав, что условия для грибов уже неподходящие, они перемещают и урожай, и потомство.

А некоторые виды в Южной Америке вообще не строят подземные туннели. Выращивают грибы на уровне земли и укрывают их изолирующим покровом из фрагментов растений, и под таким укрытием грибам даже теплее, чем в почве. Муравьи также периодически «открывают окно» в своей теплице, если там становится слишком жарко, и закрывают его, если вдруг похолодает или воздух станет сухим.

Различия в типах гнезд могут существовать даже внутри одного и того же вида. Например, колонии Acromyrmex lundii выкапывают небольшие подземные гнезда в теплых регионах, но строят изолированные надземные муравейники в холодных регионах. Более того, у них есть определенные температурные предпочтения: если почва внезапно остывает, рабочие муравьи перестают копать и ищут другое место.

Примечательно, что изучение A. lundii в целом помогает лучше понять принципы муравьиной инженерии. Они роют новые туннели по мере роста населения, но не увеличивают помещения, если в них нет грибов: стараются едва прикасаться к ним, оставляя достаточно места между грибами и стенами помещения, чтобы рабочие могли передвигаться. Но как тогда «решить», где выкопать новую комнату? Листорезы размещают личинок и грибы там, где они находят оптимальные условия, и такое место можно найти даже посреди тоннеля.

Одна из гипотез объясняет это тем, что муравьи реагируют на нехватку места. Личинки могут привлечь внимание рабочих к определенной точке, что вызовет скопление людей и, в свою очередь, побудит их копать. Фактически, скопление муравьев в одном месте может вдохновить их на копание, даже если поблизости нет личинок или грибков. «Пробки» на узких участках туннелей приводят к ремонту до тех пор, пока скорость движения не нормализуется; возможно, листорезы судят о положении по тому, как часто они сталкиваются с другими муравьями.

Пожалуй, самой необычной архитектурной новинкой среди листорезов могут похвастаться A. vollenweideri — муравьи из Аргентины. Вокруг входов в свои туннели они строят пристройки, которые ученые называют башенками. Некоторые имеют форму вулканов, другие — хижины какой-нибудь болотной ведьмы, усеянной окнами. Но у них есть практическая функция: турели являются частью системы вентиляции. Ветер набирает скорость по мере прохождения над муравейником, что создает наверху область пониженного давления. Он вытягивает воздух из самых верхних отверстий, создавая отрицательное давление, которое выталкивает свежий воздух через отверстия в основании муравейника. А турели усиливают этот эффект, поднимая самые высокие «окна» еще выше.

А. vollenweideri нуждаются в хорошей вентиляции, потому что они живут в богатых глиной почвах, которые удерживают углекислый газ, который производят как муравьи, так и грибы. Хотя первые могут дышать воздухом, содержащим много углекислого газа, для вторых это вредно. Вот почему муравьи решают, сколько окон им нужно построить, исходя из концентрации газа, проходящего через туннель под башней.