Содержание
Люди занимаются сельским хозяйством тысячи лет. Однако по сравнению с некоторыми представителями фауны, в этом деле мы — новички. Ведь муравьи-листорезы делают то же самое миллионы лет.
Трудолюбивых насекомых-фермеров можно встретить на обширной территории Центральной и Южной Америки, от Мексики до Аргентины. Двигаясь по своему проторенному пути, каждый муравей несет фрагмент листа, в три раза превышающий его собственный вес. Как подсказывает здравый смысл, этими листьями и должны питаться насекомые. Но нет. Листья деревьев и кустарников они используют для выращивания собственного грибного сада! Чтобы поддерживать свое производство, муравьи-листорезы развили сложные общества, которые в настоящее время являются старейшими и наиболее развитыми на Земле.
Внешние особенности муравьев-листорезов
Всего на сегодняшний день известно 47 видов листорезов. Они принадлежат к двум родам: Atta и Acromyrmex.
Размер тела этих муравьев варьируется от 5 до 20 мм, в зависимости от того, к какой социальной касте принадлежит особь. Окрас тела коричневый. Отличительными особенностями вида является крупная голова с сильно развитыми челюстями Мощные челюсти с несколькими зазубринами на внутреннем крае помогают насекомым обгрызать листву с деревьев.
Матка отличается от остальных сородичей: она крупная, с широкой грудью и имеет более темный цвет.
Как устроены жилища листорезов?
Отдельные колонии муравьев-листорезов могут существовать годами и содержать более 2-3 миллионов насекомых.
Гнезда-муравейники часто можно увидеть вдоль обочин дорог, на открытых полях, в зарослях кустарника или в лесах. Как правило, они расположены на хорошо дренированных песчаных или суглинистых почвах. Муравейники могут быть довольно большими, от 15 до 25 метров в поперечнике. В тех районах, где листорезов особенно много, трудно различить, где заканчивается одна колония и начинается другая.
Над землей гнездо отмечено многочисленными насыпями в форме кратеров высотой от 12 до 35 см и диаметром от 30 до 45 см. В каждом «кургане» есть центральное входное отверстие. Над подземной центральной гнездовой полостью несколько входных отверстий отмечены типичными насыпями в форме кратеров и скоплением почвы. На равнинах эти насыпи сразу бросаются в глаза.
Под землей гнездо состоит из нескольких камер, глубина которых может достигать 4-6 метров. Все камеры соединены между собой узкими туннелями. Вертикальные туннели простираются до отверстий в насыпях, а боковые могут вести наружу на расстояние до 150 м. Сложная структура полостей и туннелей позволяет муравьям спасаться от хищников под землей и обеспечивает эффективную систему циркуляции воздуха.
Симбиоз: взаимовыгодное сотрудничество муравьев и грибов
Тысячелетнее существование муравьев-листорезов можно объяснить их взаимоотношениями с другими организмами. Используя листья, срезанные с деревьев, муравьи выращивают грибницу, фрагментами которой и питаются.
Проведенные исследования показали, что муравьи-листорезы культивируют один и тот же штамм гриба по меньшей мере 23 миллиона лет. Ни муравьи, ни гриб не могут выжить друг без друга, и эта связь, возможно, является лучшим примером взаимного симбиоза, т.е. зависимости двух видов друг от друга.
Эти два вида настолько взаимосвязаны, что каждая новая колония начинается как с муравья, так и с роста гриба. Перед брачным полетом самка берет с собой в специальном кармане небольшую культуру гриба из родной колонии. После спаривания крылатые самцы умирают, а самка падает на землю, теряет крылья и пытается найти подходящее подземное логово для основания будущей колонии.
Отыскав в почве подходящую полость, королева вынимает фрагмент гриба из своего «кармана». Итак, начало новому грибному саду положено.
У новоиспеченной королевы много важных дел: она ухаживает как за своим потомством, так и за грибным садом, подкармливая его своими фекалиями. Вскоре первые детеныши королевы подрастают и начинают собирать листья, чтобы продолжать кормить гриб. По мере того как гриб разрастается, растет и колония.
Есть в фермерских хозяйствах листорезов и свои вредители. Дело в том, что монокультурный сад чрезвычайно восприимчив к другому типу паразитических грибов. Без контроля гриб-паразит образует белую поросль над садом, делая его несъедобным и оставляя колонию голодать. Чтобы бороться с этой угрозой, муравьям пришлось освоить премудрости фармакологии. Так, самки листорезов носят на своем теле бактерий Streptomyces. Муравьи распространяют эту бактерию по листьям и грибам в саду, чтобы убить грибы-паразиты. Интересно, что эта специфическая бактерия не только защищает листорезов от паразитарных грибов, но и содержится в более чем в 50% антибиотиков, используемых сегодня в современной медицине.
Итак, листорезы выращивают свои грибные сады, подкармливая их свежесрезанными листьями, защищая от вредителей и плесени, а также очищая от мусора. Гриб, в свою очередь, выступает как источник пищи для личинок муравьев. Муравьи настолько чувствительны к потребностям гриба, что могут определять, как он реагируют на листья того или иного растения, и соответственно менять рацион.
Кастовая система
Общество муравьев-листорезов разделено на касты, где каждая группа исполняет свои задачи.
В гнезде есть одна яйцекладущая самка – так называемая королева (или матка). Ее задача — размножение, которому способствуют маленькие крылатые самцы, летающие из колонии в колонию. За всю свою жизнь она воспроизводит от 150 до 200 миллионов потомков. Каждый год в колонии появляется некоторое количество самцов и самок, способных к размножению. Эти муравьи улетают, чтобы спариться, а самки затем теряют крылья и роют гнездовую камеру в попытке основать свои собственные колонии.
Муравьи-солдаты являются самыми крупными в колонии. Они отвечают за охрану гнезда от хищников и помогают расчищать тропы от гнезда до источника растительности.
Следующими идут многочисленные рабочие. Они добывают листья и приносят их в колонию, где передают их самым маленьким муравьям («минимумам»). Минимумы в основном работают дома: отвечают за садоводство или ухаживают за личинками.
Кроме того, минимумы часто путешествуют «автостопом» на листьях, которые несут рабочие, защищая последних от мух-паразитов, а заодно питаясь соком этих самых листьев.
Листорезы также делятся по возрасту и способностям. Как это ни жестоко, но члены колонии заставляют старых, слабых муравьев работать на мусорной свалке. Эти муравьи быстро заражаются паразитическим грибком и обычно долго не живут. Их тела остаются на свалке отходов, вдали от гнезда.
Как листорезы заготавливают листья для своих грибных садов?
Летом муравьи-листорезы ведут почти исключительно ночной образ жизни: под покровом темноты колонны рабочих шествуют от муравейника с целью заготовки листьев для своих грибных садов.
В остальное время, когда температура воздуха колеблется от +7 до +25° С, листья они добывают днем.
В холодные, влажные или пасмурные дни эти насекомые обычно не активны.
На поверхности почвы муравьи-листорезы имеют четко очерченные тропы. Обычно насекомые преодолевают 150 метров и более, чтобы добраться до подходящего дерева или кустарника. Оказавшись на месте, муравьи поднимаются на дерево и всеми шестью конечностями охватывают край листовой пластинки. Затем они режут листья при помощи своих жвал, будто ножницами обстригая кусочки. Груда фрагментов листьев накапливается под деревьями или кустами “под атакой”. Одномоментно можно увидеть сотни муравьев, собирающих и уносящих фрагменты листьев во рту (жвалах).
У входа в гнездо муравьи разжевывают листья на мелкие кусочки, которые лучше подходят для их подземных грибных садов.
Муравьи-листорезы в формикарии
Листорезов содержат в муравьиных фермах с тремя секциями: ареной для кормления, гнездовой камерой и мусорной камерой. Температура в формикарии должна быть в пределах 24-28°C, влажность – 50-60%.
Для выращивания грибного сада муравьям необходимы свежие листья. Подходят листья розы, малины, черники, бузины, боярышника, самшита, дуба, липы. Также можно давать фрукты.
