Оружие муравьев и термитов. 
| Химическое оружие придумали... муравьи.Недавно американские ученые выяснили, каким образом местные виды муравьев борются с наглым захватчиком, аргентинским муравьем. Нашествие этого вредителя из Южной Америки не могут остановить даже люди. А вот муравьям это под силу. Они применяют своеобразное химическое оружие, которое для них самих не является смертельным. Но для пришельца это яд. Аргентинский муравей (Linepithema humile), хоть ростом невелик (всего-то 2-3 мм), но весьма неприятен. И в первую очередь от него страдают садоводы. Дело в том, что, как и многие другие муравьи, он чрезвычайно любит питаться сладкими выделениями тлей, а также щитовок и червецов. Эти же насекомые, как мы знаем, являются вредителями растений, стебли, листья и корни которых они прокалывают своими хоботками и высасывают из них соки. Что там говорить, всего одна семейка зловредной тли филлоксеры (Dactylosphaera vitifoliae) способна за лето уничтожить целый виноградник! Аргентинские же муравьи не только охраняют этих вредителей от хищников, но и ухаживают за ними, совсем как аргентинские гаучос (так там называют ковбоев) за коровами. Под их присмотром тли чувствуют себя превосходно и активно размножаются, что приводит к полной плодово-ягодной катастрофе. А поскольку семьи у аргентинских муравьев огромные, они насчитывают миллиарды особей (так, например, одна гигантская колония этих муравьев в США, состоящая из нескольких тысяч связанных друг с другом гнезд, простирается на 900 км вдоль побережья Калифорнии). Так что, сами понимаете, и "дойных" тлей им нужно много. Проблема распространения аргентинского муравья особенно остро встала к концу XIX века, когда этот муравей, прежде живший лишь в пампасах и субтропических лесах Южной Америки, начал с помощью человека постепенно завоевывать мир. Сначала он объявился в Центральной Америке, затем — на юге США, а оттуда перебрался в Европу и Восточную Азию. В советские времена работникам зоокарантинных служб удавалось успешно отражать его попытки перейти границы СССР, однако сейчас ситуация изменилась. По некоторым сообщениям, небольшие колонии этих муравьев уже имеются в Приморье. Кроме того, в "зоне риска" оказалась соседствующая с нами Украина — этих муравьев периодически вылавливают и уничтожают энтомологи Одессы и Севастополя. Но долго ли они смогут сдерживать его натиск? Почему же этот муравей смог так широко распространиться по всему миру? Во-первых, потому, что он, в отличие от большинства других субтропических видов, умеет переживать холодные зимы. Муравейники этого вида обладают крупными подземными камерами, в которых обитатели гнезда без всяких проблем зимуют (обычно у субтропических муравьев таких "зимовочных гостиниц" не наблюдается). Кроме того, эксперименты показали, что внутривидовая агрессивность среди этих муравьев очень низкая. Когда рабочие из одного гнезда встречают фуражиров из соседнего, то они не пытаются прогнать их, а наоборот, вступают с ними в дружеские контакты. Также было замечено, что если фуражир случайно зайдет внутрь ну совсем не своего гнезда, то его никто не прогонит — наоборот, иногда даже покормят. Из-за этого у аргентинских муравьев достаточно часто наблюдаются так называемые "суперколонии" — сообщества, в которые объединяются несколько гнезд, чье население происходит от разных самок-основательниц (калифорнийское поселение в США, о котором мы говорили выше — как раз типичная суперколония). Интересно, что при таком объединении не только рабочие особи, но и царицы вполне себе мирно уживаются друг с другом. А вот к другим муравьям аргентинцы, как правило, весьма нетерпимы. Они постоянно совершают набеги на соседей, разоряют их муравейники и убивают или изгоняют их владельцев. При этом им удается справляться даже с весьма крупными и агрессивными видами-конкурентами, поскольку аргентинцы, что называется, "берут числом" — в набеге обычно участвует несколько десятков тысяч особей! Неудивительно, что там, где обитают эти захватчики, они практически полностью вытесняют местные виды. Никому из них не под силу дать отпор этим аргентинским "мачо". Кроме, пожалуй, что, ложного медового муравья (Prenolepis imparis). Этот муравей, которого еще из-за устойчивости к холодам называют зимним, обитает в степной зоне и листопадных лесах США, а также часто встречается в парках на территории университетских городков. Именно там недавно студенты Стэнфордского университета (США) из группы энтомолога Деборы Гордон, наблюдая за знакомым им поселением зимнего муравья, как-то раз увидели странную картину — недалеко от муравейника вся территория была просто усыпана трупами аргентинских муравьев, которых запасливые фуражиры деловито утаскивали внутрь гнезда. Интересно, что через несколько дней эта ситуация повторилась. Стало ясно, что аргентинцы несколько раз пытались атаковать колонию зимних муравьев, однако всегда каким-то таинственным образом хозяевам удавалось отбить нападение, причем нанеся большой урон противнику. Но как они смогли это сделать? И вот один раз исследователям удалось увидеть саму битву. Аргентинские муравьи атаковали, что называется, "лавой", однако дозорные заметили приближение этой орды достаточно далеко от самого гнезда и сразу дали знать в муравейник. Навстречу агрессорам вышли стройные ряды самых крупных рабочих, которые при приближении противника, как это ни удивительно, начали поворачиваться к нему… задом! Каждый защитник муравейника задирал вверх брюшко и выделял капельку беловатой тягучей жидкости. Если она попадала на аргентинского муравья, то он умирал практически мгновенно. В итоге всего лишь несколько сотен зимних муравьев достаточно быстро обратили в бегство многотысячное полчище аргентинцев за какие-то пару-тройку минут. Позже в лаборатории биохимики исследовали состав этого смертоносного вещества. И тут выяснилось, что на самом деле оно представляет собой смесь из нескольких углеводородов, которая для зимних муравьев является штатным сигнальным феромоном. Этот феромон они используют при общении — он нужен для того, что бы по его запаху члены одной колонии сразу узнали друг друга. Но вот для аргентинцев эта коммуникативная субстанция почему-то оказалась смертельно ядовитой. Дальнейшие эксперименты в лаборатории, при которых исследователи устраивали "гладиаторские бои" между нескольких особями муравьев разных видов лишний раз подтвердили это предположение. Получается, то, что для янки здорово, для латиноса — верная смерть! Кроме того, было замечено, что зимние муравьи пользовались этим оружием лишь в том случае, если противников было очень много: в схватках их серии "один на один" муравей предпочитал просто кусать противника, а вот при соотношении "один к пяти" он использовал эффективное химическое оружие. Исследователи считают, что, возможно, производство этого вещества является весьма энергозатратным процессом и зимние муравьи не хотят тратить его слишком часто. Итак, похоже, только зимние муравьи могут справиться с наглым захватчиком и уберечь свои владения от его притязаний. Однако это открытие может помочь и людям справиться с натиском аргентинского муравья. Ведь если удастся синтезировать в лаборатории вещество, аналогичное тому, что выделяют Prenolepis imparis, то с помощью него можно будет уничтожить все крупные колонии аргентинцев в тех местах, где они близко подходят к садам, полям и огородам. Ну, а пока этого не случилось, американским фермерам рекомендуется просто подселять на свои участки зимних муравьев, которые быстро прогонят аргентинцев оттуда. Кстати, не только зимние муравьи используют химическое оружие при отражении атаки. Его используют рабочие и солдаты многих видов, даже привычные для нас рыжие лесные муравьи (  Formica rufa). Однако интереснее всего контратакуют крупные солдаты обитающих в Малайзии муравьев Camponotus saundersi и Camponotus truncatus. Их брюшко заполнено отростками верхнечелюстных желез, которые вырабатывают маслянистую желтую жидкость. У нее есть одно интересное свойство — когда она попадает на воздух, то застывает и превращается в довольно прочный клей. Если в эту клеевую ловушку попадет другое насекомое, оно никогда не сможет освободиться и погибнет. Так вот, когда таких "клейких" солдат окружает множество врагов, они приходят в сильное возбуждение и мышцы их брюшка резко сокращаются, в результате чего оно просто взрывается, разбрызгивая клей в разные стороны. Сам солдат, естественно, погибает, однако успевает отправить на "тот свет" десятки противников, на которых попадает данный клей. Настоящий камикадзе, право слово! Ученые считают, что подобная стратегия возникла как способ защиты гнезда от муравьев-кочевников. Остановить многомиллионную колонну солдаты-камикадзе, конечно, не могут, поскольку она движется от того, что задние все время напирают на передних. Однако задержать ее на пару минут, за которые муравьи-няньки успеют эвакуировать в безопасное место расплод и, если получится, увести царицу, им вполне по силам. Они жертвуют собой ради будущего всей семьи, а такая жертва всегда является эволюционно оправданной. Как видите, химическое оружие придумали вовсе не люди. Муравьи начали использовать его за миллионы лет до появления первого человека. И, надо сказать, делают это они куда эффективнее нас. |
Гонка вооружений у термитов
Группа термитов Trinervitermes bettonianus пытается обезвредить вторгшегося в их владения большеголового муравья Pheidole megacephala.
Термиты (Isoptera) – отряд насекомых, включающий более 2500 видов, 95% которых распространены в тропической зоне Старого и Нового Света. Подобно муравьям, многим пчелам и осам (представителям совсем другого отряда – перепончатокрылых) термиты – общественные насекомые. В их гнезде-колонии обычно имеется только одна пара размножающихся особей – «царь» и «царица», основатели семьи. Большая же часть их потомков, среди которых, в отличие от семей перепончатокрылых, могут быть как генетические самцы, так и самки, имеют недоразвитую половую систему. Задача таких не способных к продолжению рода, особей – сбор пищи, строительство гнезда, уход за потомством и «царской четой». И охрана колонии от врагов, главными из которых являются муравьи. Подробно о жизни семьи термитов мы уже рассказывали, а сейчас остановимся только на последнем аспекте – обеспечении безопасности семьи.
Внешний вид носатого термита-солдата вида Nasutitermes corniger (увеличение в 50 раз) |
Как правило, эту функцию выполняют представители особой касты – солдаты. Правда, не у всех видов в колониях она присутствует. У термитов из родаAnoplotermes (семейство высших термитов,Termitidae) семью защищают обычные рабочие особи и притом довольно оригинальным способом. Их брюшко опоясано особым мускулом, который во время встречи с врагом резко сокращается. Брюшко разрывается, и на противника обрушивается весьма неприятная смесь содержимого кишечника. Вот уж воистину самопожертвование на благо общества!
Но все же обычно колонию защищают «профессионалы» – солдаты. Они достаточно резко отличаются от рабочих – как правило, крупнее, с хорошо развитой головой и мощными длинными жвалами.
Квадратная голова солдата Cryptotermes (электронная микрофотография) |
Пожалуй, самый простой способ защиты колонии (встречающийся, например, у термитов рода Cryptotermes) состоит в том, что в ответ на сигнал о приближении врага солдаты устремляются к узким входным отверстиям в гнездо и в буквальном смысле затыкают их своими головами, имеющими соответствующую форму.
Термиты ряда других видов действуют более активно. Например, у солдат представителей рода Macrotermes (семейство высшие термиты) на голове имеется специальная, так называемая фронтальная, железа. Она вырабатывает секрет, в состав которого входят углеводороды, подобные минеральному маслу и парафину, и вещества, размягчающие поврежденную кутикулу и препятствующие коагуляции гемолимфы.
В обычном состоянии секрет фронтальной железы имеет консистенцию воска, но во время сражения, когда температура тела активно двигающихся термитов повышается, секрет разжижается и стекает на жвалы солдата. Сам по себе укус этих жвал муравью может быть и не так страшен, безвреден для него и секрет, если он попадает на неповрежденные покровы. Но попадая в рану, это вещество многократно усиливает эффективность укуса.
Саблевидные мандибулы солдата Cubitermes
Интересно, что в роде Macrotermes солдаты (которыми у этих термитов являются генетические самки) бывают двух типов: мелкие и крупные. Первые охраняют рабочих во время сбора корма или «ремонтных работ» на стенах термитника, а вторые оберегают камеры, где живут «царица», «царь» и личинки. Химическая природа секрета фронтальной железы у солдат обоих типов одинакова, но у крупных этого вещества вырабатывается в 500 раз больше.
Подобная железа имеется и у солдат термитов из рода Armitermes. У них выделяющийся секрет не только тормозит заживление ранки, но и является ядовитым.
У солдат семейства Rhinotermitidae расположенная на голове железа вырабатывает ядовитый секрет, молекулы которого содержат длинный углеводородный остаток. Благодаря наличию этой жирорастворимой части молекулы токсинов легко проникают через восковой слой кутикулы насекомого-агрессора. То есть секрет действует даже при нанесении на неповрежденные покровы врага. Для смазывания противника ядом солдаты ринотермитов имеют увеличенную особой формы верхнюю губу – в форме малярной кисти.
Верхняя часть головы солдата N.corniger |
Есть у термитов и еще один способ химической защиты от врагов. Солдаты почти 500 видов носатых термитов (подсемейство Nasutitermitinae в семействе высших термитов) имеют на голове весьма специфическое вооружение, действительно напоминающее нос. Когда гнездо таких термитов подвергается нападению врага, солдаты устремляются к месту, где произошло вторжение, и выпускают из «носа» струю раздражающего клейкого секрета, содержащего смесь монотерпеновых углеводородов и растворенных в ней высокомолекулярных изопреноидов – примерно тех же веществ, которые содержатся в смоле хвойных деревьев. Смоляной секрет опутывает и склеивает противника и обладает такими сильными раздражающими и ядовитыми свойствами, что связываться с носатыми термитами избегают даже муравьеды.
Существуют у термитов и другие способы химической защиты. Как было установлено относительно недавно, в состав стенок гнезда термитов Coptotermes formosanus входят не только частички почвы, пережеванной древесины, слюны и экскрементов, но и... крохотные шарики нафталина! От 50 до 200 мкг этого вещества на каждый килограмм гнездового материала.
Термиты используют это вещество, подобно тому, как использует его человек, предохраняя шерстяные изделия от личинок моли. Нанюхавшись нафталина, заклятые враги этих термитов, огненные муравьи Solenopsis invicta, оказываются просто парализованными.
Солдаты термитов Nasutitermes kempae собрались у входа в кормовую трубку.
Нафталин спасает термитов не только от муравьев, он выступает еще и в роли дезинфицирующего средства, тормозя развитие в гнезде патогенных грибков. Но вот как термиты получают нафталин – синтезируют в своем организме или добывают из каких-то природных источников, – пока остается неясным.
Старое название: Iridomyrmex humilis
подотряд насекомых отряда равнокрылых. Длина 0,5-6 мм. Св. 2,5 тыс. видов. Распространены главным образом в умеренном поясе Северного полушария. Живут колониями на растениях. Многие тлевые опасные вредители, некоторые переносчики ряда вирусных заболеваний растений. Сахаристые испражнения тлевых (падь) привлекают муравьев, которые охраняют тлевых.
общее название нескольких семейств насекомых подотряда кокцидовых. Св. 1600 видов, преимущественно в тропиках и субтропиках. У тропических лаковых червецов покровы образованы застывающими на воздухе лаковыми выделениями. Многие (напр., мучнистые червецы) вредители растений, особенно субтропических (напр., цитрусовых).
класс беспозвоночных типа членистоногих. Тело разделено на голову, грудь и брюшко, 3 пары ног, у большинства крылья. Дышат трахеями. Развитие, как правило, с метаморфозом яйцо, личинка, нимфа (или куколка), взрослое насекомое. Самая многочисленная и разнообразная группа животных на Земле.
основная форма существования общественных насекомых. Состоит из репродуктивных (самки, самцы) и функционально бесполых особей (рабочие).
функциональное образование, состоящее из материнской и дочерних семей, поддерживающих регулярные родственные отношения
(от греч. entoma насекомые и ...логия), раздел зоологии, изучающий насекомых. Основные разделы энтомологии: общая, медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, лесная.
муравьи ведущие поиск и доставку добычи в муравейник.
Фуражиры активные - муравьи, ведущие самостоятельный поиск добычи и мобилизующие на нее пассивных фуражиров.
Фуражиры пассивные - муравьи, не способные к самостоятельному поиску добычи: мобилизуются на добычу активными фуражирами. Часть пассивных фуражиров имеет закрепленные функции (сборщики пади).
(греч. φέρω — «нести» + ορμόνη — «гормон») — летучие вещества, управляющие поведенческими реакциями, процессами развития, а также многими процессами, связанными с социальным поведением и размножением. Феромоны модифицируют поведение, физиологическое и эмоциональное состояние или метаболизм других особей того же вида.
Formica rufa Linnaeus, 1761 — рыжий лесной муравейВсего 965 видов.
Camponotus truncatus (Spinola, 1808) — пробкоголовый муравейорганизационно оформленная мультифункциональная часть семьи (подсистема), имеющая постоянный состав и способная перейти к самостоятельному существованию.
необратимое историческое развитие живой природы. Определяется изменчивостью, наследственностью и естественным отбором организмов. Сопровождается приспособлением их к условиям существования, образованием и вымиранием видов, преобразованием биогеоценозов и биосферы в целом.
отряд общественных насекомых. Общины, разделенные на касты, состоят из крылатых и бескрылых особей. Строят подземные и наземные (до 15 м высотой) гнезда (термитники). Ок. 2600 видов, главным образом в тропиках; в России 2 вида: один в районе Сочи, второй, вероятно, завезенный из Японии или Китая, во Владивостоке. Многоядны. Разрушают древесину, портят бумагу, кожу, сельскохозяйственные продукты и др. Термиты, обитающие в почве, полезны как почвообразователи.
надсемейство летающих насекомых отряда перепончатокрылых, родственное осам и муравьям. Существует около 20 тысяч видов пчёл. Распространены на всех континентах, кроме Антарктиды. Пчёлы питаются нектаром и пыльцой, используя нектар главным образом в качестве источника энергии, а пыльцу для получения белков и других питательных веществ.
сборное название насекомых подотряда жалящих перепончатокрылых (кроме пчел и муравьев). Длина до 40 мм (шершни). Ок. 23 тыс. видов. Распространены широко. Опылители растений. Личинки некоторых ос паразиты других насекомых.
живут колониями (пчелы, муравьи, термиты, некоторые осы). В состав колонии, напр. у термитов, входят половые особи (самцы и матки обеспечивают размножение), солдаты (защиту) и рабочие (собирание корма, строительство гнезда и т. д.). Солдаты и рабочие бесплодны; половые особи и солдаты сами не способны питаться; таким образом, члены колонии полностью зависят друг от друга. Разделение функций и сложные взаимодействия разных особей в колониях общественных насекомых обеспечиваются рядом особенностей в их строении и поведении; последнее регулируется с помощью выделяемых ими химических веществ (феромонов).
у муравьев имеется три основные касты: самцы, самки и рабочие (бесплодные модифицированные самки).
(лат. mandibule — челюсть, от mando — жую, грызу), первая пара челюстей у ракообразных, многоножек и насекомых. Синоним: жвала.
«кровь муравьев», прозрачная жидкость кровеносной системы.
 |  |  |
 Linepithema humile |  Linepithema humile |  Prenolepis imparis |
