Марк Моффет Муравьи и искусство войны

Сражения между разными колониями муравьев удивительно похожи на военные операции, проводимые людьми

Яростная схватка выглядела так, будто на обе воюющие стороны нашло помутнение. Степень жестокости сражения, попавшего в поле моего зрения, превосходила все мыслимые границы. Десятки тысяч бойцов рвались вперед с неистовой целеустремленностью. Маленькие воины, преданные своему делу, не пытались избежать столкновения даже перед лицом неминуемой смерти. Стычки были короткими и беспощадными. Внезапно три низкорослых бойца набросились на врага и удерживали его на месте до тех пор, пока не приблизился более крупный воин и не разрезал тело плененного, бросив его раздавленным в луже.

Я отшатнулся от видоискателя камеры, судорожно втянув в себя влажный воздух малайзийского тропического леса, и напомнил себе, что сражающиеся — не люди, а муравьи. Многие месяцы я провел, записывая подобные сражения на переносную видеокамеру, которую я использовал как микроскоп, наблюдая за маленькими насекомыми — в данном случае за видом муравьев-мародеров Pheidologeton dtversus.

Ученым было давно известно, что некоторые виды муравьев (и термитов) формируют сплоченные сообщества с количеством особей до нескольких миллионов. Для этих насекомых характерно сложное поведение, включающее в себя выращивание «домашних» животных, поддержание санитарных условий, регулирование движения и, что самое удивительное, — ведение войн, т.е. планомерные бои жителей одного муравейника с обитателями другого, в которых обе стороны находятся под угрозой массового истребления. Только недавно ученые начали понимать, насколько точно боевые действия муравьев повторяют наши собственные методы ведения войн. Было установлено, что муравьи, так же как и люди используют в бою удивительное количество различных тактик, методов атаки и стратегий, определяющих, когда и где начать сражение.

Страх и трепет

Примечательно, что приемы ведения войн у людей и муравьев схожи, несмотря на резкие различия в биологии и социальной структуре их сообществ. Население муравейников в основном состоит из стерильных самок, играющих роль рабочих или солдат (временами к ним присоединяются несколько короткоживущих самцов-трутней) йодной или нескольких фертильных самок-маток. Члены сообщества не имеют централизованного управления, четкого лидера, понятия о власти и иерархии. Несмотря на то что матки выступают как центры жизни колонии (поскольку обеспечивают ее воспроизводство), они не ведут за собой полки и не организуют работу. Можно сказать, что колонии децентрализованы, а рабочие особи, каждая из которых по отдельности обладает минимумом информации, принимают в схватке собственные решения, которые, тем не менее, оказываются эффективными, несмотря на отсутствие централизации в группе; такое явление известно под названием «роевой интеллект». Но хотя насекомые и люди ведут различный образ жизни, они сражаются с собратьями, исходя из похожих причин. Речь идет об экономических и территориальных факторах, конфликтах, связанных с поиском удобного убежища или источника пищи, а иногда даже с трудовыми ресурсами: некоторые виды муравьев похищают личинок из других муравейников, чтобы выращивать из них рабов.

Тактики, используемые муравьями в войнах, зависят оттого, что оказалось на кону. Некоторые виды побеждают в бою за счет постоянного наступления, из-за чего на ум приходит утверждение из трактата *0 военном искусстве* великого китайского военачальника Сунь-Цзы (Sun Tzu), который еще в VI в. до нашей эры писал: - Война любит победу и не любит продолжительности». У муравьев-кочевников, различные виды которых населяют теплые регионы по всему миру и у некоторых других представителей, например азиатских муравьев-мародеров, сотни или даже миллионы особей действуют в сомкнутых фалангах вслепую, атакуя добычу и врагов, как только они оказываются перед ними. В Гане я видел живой ковер из рабочих муравьев кочевого вида Dorytus nigricans, выстроившихся плечом к плечу в армию и двигающихся по местности, причем ширина их колонны составила около 30 м. Эти африканские воинственные муравьи, которые в случае видов вроде D. Nigricans перемещаются широкими колоннами и потому называются кочевыми, своими лезвиеподобными челюстями легко срезают плоть и могут прикончить жертву в тысячи раз крупнее себя. Несмотря на то, что позвоночные обычно могут избежать столкновения с муравьями, в Габоне я видел антилопу, пойманную в западню и съеденную заживо армией бродячих муравьев. Обе группы муравьев — и мародеры. и кочевники — используют в пищу и других муравьев-конкурентов, а при такой численности армий неизбежна победа над любым соперником, которого потом можно съесть. Кочевые муравьи почти всегда охотятся всей массой, а выбор жертвы у них весьма отвратителен — они планомерно штурмуют муравейники других колоний, чтобы съесть их расплод (т.е. личинок и яйца).

Движущиеся фаланги кочевников или мародеров напоминают военные отряды, которые формировали люди как в Гражданскую войну в Америке, так и во времена древнешумерских государств. Перемещение в виде подобных колонн при отсутствии определенной конечной цели превращает каждый их рейд в азартную игру: насекомые могут направиться в сторону бесплодной территории и не найти там достаточного количества пищи.

Другие виды муравьев отправляют на поиски пищи менее крупные группы рабочих особей, называемых разведчиками. Благодаря веерообразному распределению малочисленные разведчики охватывают более обширную территорию, встречая гораздо больше добычи и врагов, в то время как оставшаяся часть колонии находится в районе гнезда.

Тем не менее сообщества, которые полагаются на разведчиков, могут в целом поймать гораздо меньшее количество добычи, потому что, встретившись с ней. разведчики должны успеть вернуться в муравейник и увлечь за собой основные силы — обычно выделяя химические вещества-феромоны. побуждающие войско следовать за ними. За время, которое требуется разведчикам для соединения с основными силами, враг может перегруп-пироваться или отступить. У кочевых муравьев или муравьев-мародеров, наоборот, рабочие особи могут немедленно обратиться за помощью к товарищам благодаря тому, что те движутся позади них.

Размещение войск

Колонны мародеров и кочевников столь опасны и успешны не только из-за высокой численности. Мои исследования муравьев-мародеров показали, что их армии передислоцируются определенным образом, благодаря чему действуют весьма эффективно и тем самым снижают риск для колонии. Действия отдельных индивидов зависят от их величины. Рабочие особи мародеров различаются по размерам, причем такое различие выражено гораздо сильнее, чем у любого другого вида. Крошечные особи мелких рабочих муравьев (в моей условной классификации — «пехота») быстро двигаются в авангарде — в опасной зоне, где происходит первое столкновение войска с противостоящими колониями муравьев или другой добычей. Сами по себе мелкие рабочие особи не имеют шансов победить противника, если это не такой же по размерам муравей-разведчик одиночно охотящихся видов. Однако большое количество подобных насекомых, идущее в первых рядах войска, создаст серьезную преграду. Хотя некоторые из них могут погибнуть в бою, тем не менее им удается замедлить или обездвижить врага до того момента, пока не подойдет подкрепление в виде более крупных особей рабочей касты, известных как средние и крупные рабочие муравьи, которые нанесут жертве смертельный удар. Такие особи присутствуют в войске в меньших количествах, однако они гораздо опаснее, поскольку некоторые из них примерно в 500 раз тяжелее мелких муравьев.

Жертвенность мелких рабочих особей на передней линии фронта позволяет снизить смертность среди средних и крупных солдат, на выкармливание и сохранение которых колонии требуется гораздо больше ресурсов. Выдвижение наиболее легко заменимых бойцов в зону наибольшего риска— это старая и проверенная временем тактика. Древние обитатели Междуречья поступали подобным образом слегковосполнимым и легковооруженным ополчением из крестьян, которое сгонялось в подобие стада, и на него обрушивалось вес худшее, что только может принести война. В то же время элитная часть армии (из состоятельных граждан) имела самое ценное вооружение, в том числе защитное, что позволяло ей оставаться в относительной безопасности под защитой этих толп вовремя схватки. Как у людей армии могут победить врага, изматывая его. раня раз за разом и добивая атакой всего войска (тактика «разгрома по частям»), так и муравьи-мародеры выкашивают противников достаточно быстро, продвигаясь всей армией вперед и выматывая их, вместо того чтобы пытаться единомоментно противостоять вражеской мощи.

Помимо уничтожения представителей других видов муравьев и прочей добычи муравьи-мародеры активно защищают территории вокруг муравейников и охотничьи участки от вторжения других армий своего вида. Средние и крупные муравьи обычно держатся позади, пока каждый мелкий солдат не вцепится в конечности неприятеля. Подобные столкновения могут длиться несколько часов показываются более гибельными, чем схватки, случающиеся между мародерами и представителями других видов. Сотни крошечных муравьев сцепляются на территории в несколько квадратных метров, постепенно разрывая друг друга на куски.

Такой вариант рукопашного боя представляет собой наиболее обычную для муравьев форму уничтожения противника. Смертность среди членов большой колонии почти неизменно высока и напрямую связана с малой ценностью жизни отдельных особей. Муравьи, которые в меньшей степени способны противостоять сильному противнику в прямом столкновении, прибегают к использованию оружия большего радиуса действия, позволяющего им ранить или обездвижить врага, не приближаясь к нему. — например, оглушить соперника чем-то вроде слезоточивого газа, как делают рыжие лесные муравьи рода Formica, обитающие в Европе и Северной Америке, или бросить ему в голову мелкие камни, что характерно для муравьев Dorymyrmex bieolar из Аризоны.

Исследование, проведенное Найджелом Фрэнксом (Nigel Franks), сотрудником Бристольского университета в Англии, продемонстрировало, что способ нападения, практикуемый среди кочевых муравьев и мародеров, организован в соответствии с квадратичным законом Ланчестера — одним из уравнений, разработанных во время Первой мировой войны инженером Фредериком Ланчестером (Frederick Lanchester) для оценки потенциальных стратегий и тактик противостоящих сторон. Его математические выкладки показали, что когда на определенной территории происходит множество одновременных схваток, перевес в численности дает больше преимуществ, нежели более высокие качества отдельных бойцов. Поэтому только когда опасность нарастает, достигая экстремального уровня, более крупные особи муравьев-мародеров вступают в бой, подвергая себя риску

Итак, в силу того, что квадратичный закон Ланчеетера применим не ко всем случаям сражений между людьми, он также описывает не все ситуации в боях между насекомыми. Группа муравьев- рабовладельцев» (другое название — муравьи-амазонки) представляет собой одно из таких удивительных исключений. Определенные особи амазонок воруют расплод из атакованной ими колонии, чтобы в своем муравейнике вырастить из него рабов. Прочная броня амазонок (экзоскелст) и ножеподобные челюсти обеспечивают им в бою сверхвозможности. Поэтому они не боятся атаковать муравейник, защитники которого значительно превосходят их числом. Чтобы избежать гибели, некоторые муравьи-амазонки используют «химическую пропаганду» — испускают химические сигналы, вызывающие у атакованной колонии дезориентацию и удерживающие рабочих муравьев потерпевшей стороны от нападения на агрессоров. Такими действиями, как показали Фрэнке и его магистрант Лукас Партридж (Lucas Partridge) из Университета Бата, они меняют режим схватки, благодаря чему ее исход определяется другим уравнением Ланчестера. которое описывает сражения людей в определенный исторический период. Это так называемый линейный закон Ланчестера. показывающий бой. в котором соперники бьются один на один (чего достигают амазонки выделением химического сигнального вещества) и победа достается той стороне, чьи воины сильнее, даже если их противник имеет значительный численный перевес. Фактически колония, окруженная муравьями-рабовладельцами, позволяет атакующим разграбить муравейник, почти не оказывая сопротивления.

Среди муравьев боевая ценность каждой особи для колонии в целом связана с тем риском, на который она готова пойти в сражении: чем он выше, тем вероятнее, что насекомое погибнет от полученных повреждений, но и нанесет максимальный ущерб врагу. Например, стража, окружающая фуражировочные тропы муравьев-мародеров, состоит из рабочих самок старшего возраста, травмированных в схватках, которые обычно сражаются до последнего. В 2008 г. в статье для журнала Naturwissenschaften Деби Кассил (Deby Cassill) из Университета Южной Флориды написала, что только старшие (месячного возраста) огненные муравьи участвуют в стычках, тогда как подвергшиеся атаке рабочие особи недельного возраста убегают, а суточные падают и лежат неподвижно, притворяясь мертвыми. Тогда обычная для человека практика мобилизовать на воинскую службу здоровых молодых людей, если смотреть на это с позиций муравьев, может выглядеть бессмысленной. Но антропологи обнаружили некоторые факты, указывающие на то, что как минимум в нескольких культурах успешные воины всегда имели большее число потомков. Последующий репродуктивный успех мог сделать участие в сражениях стоящим такого риска — фактор, неприменимый к рабочим муравьям из-за их стерильности.

Контроль над территорией

Другие военные стратегии муравьев, аналогичные таковым у человека, стали известны в результате наблюдений за азиатскими муравьями-портными. Эти насекомые населяют полог большей части тропических лесов Африки, Азии и Австралии, где могут сооружать гигантские гнезда, расположенные сразу на нескольких деревьях, а их колонии насчитывают до 500 тыс. особей, что сравнимо с численностью крупных поселений некоторых кочевых муравьев. Портные напоминают кочевых муравьев и своей высокой агрессивностью. Несмотря на подобное сходство, эти два вида используют совершенно разные методы работы. В то время как кочевые муравьи не защищают территорию, поскольку в своих походах за добычей (муравьями других видов, которыми они питаются) перемещаются все вместе, колонии муравьев-портных заселяют и яростно отстаивают определенный участок, рассылая в разные его стороны своих рабочих, которые следят за проникновениями соперников вглубь этой зоны. Они умело контролируют происходящее на огромном пространстве в кронах деревьев, защищая несколько ключевых точек, например нижнюю часть ствола дерева, граничащую с землей. Подвесные гнезда, сделанные из листьев, располагаются в стратегических точках крон, и отряды бойцов выступают из них туда, где они необходимы.

Рабочие особи муравьев-портных также более независимы, чем у кочевников. Постоянные рейды кочевых муравьев способствовали ограничению их автономности. Из-за того что отряды этих насекомых существуют в условиях непрерывно перемещающейся колонны, они нуждаются в относительно небольшом количестве коммуникативных сигналов. Их реакции на появление врагов или жертвы крайне регламентированы. Муравьи-портные, напротив, бродят по своей территории более свободно и менее ограничены в своих реакциях на новые опасности или возможность чем-то поживиться. Различия образов жизни вызывают в уме контрастные картины строя армии Фридриха Великого и более мобильных на поле боя колонн Наполеона.

Муравьи-портные при захвате добычи и уничтожении врагов придерживаются стратегии, сходной с действиями муравьев-кочевников. Во всех случаях муравьи-портные используют действующий на коротком расстоянии привлекающий феромон, синтезируемый их грудной железой, который побуждает находящихся поблизости собратьев вступить в драку. Другие элементы «официального протокола» муравьев-портных специфичны для периода боевых действий. Когда рабочий возвращается после схватки с другой колонией, при виде проходящих собратьев он резко изгибает тело, чтобы предупредить их о происходящей стычке. В то же время на протяжении всего пути он выделяет другой химический секрет, вырабатываемый ректальной железой. В его состав входит феромон, побуждающий всех членов колонии следовать за этим муравьем к месту битвы. Более того, чтобы заявить права на ранее незанятое пространство, рабочие используют еще один сигнал, а именно производят дефекацию в определенных точках, почти как собаки, которые маркируют свою территорию мочевыми метками.

Размер имеет значение

В обоих случаях, как у муравьев, так и у человека, стремление участвовать в настоящих боевых действиях напрямую связано с размером сообщества. Небольшие колонии редко организуют затяжные баталии — за исключением случаев самозащиты. Как племена охотников-собирателей, которые часто вели кочевой образ жизни и не имели больших запасов, так и крошечные колонии муравьев, состоящие лишь из нескольких десятков особей, не создают фиксированную сеть троп, кладовых или муравейников, за которые стоило бы умереть. Во времена интенсивных конфликтов между двумя группами, такие муравьи, как и племена людей, ведущие похожий образ жизни, предпочтут скорее убежать, чем вступить в сражение.

Разросшиеся колонии обычно уже накапливают некоторое количество ресурсов, которые стоило бы защищать, но их численность все еще недостаточно велика, чтобы рисковать жизнью своих отрядов. Медовые муравьи из юго-западной части США, образующие колонии средних размеров, представляют собой пример сообществ, избегающих излишних драк. Для того чтобы спокойно охотиться на обитающую в окрестностях муравейника живность, они могут затевать превентивные стычки возле соседнего муравейника, чтобы враг отвлекся и не устраивал опасных для существования колонии схваток. Во время таких отвлекающих стычек муравьи-соперники высоко приподнимаются на своих шести ногах и ходят друг вокруг друга кругами. Такое ритуализированное поведение представляет собой в большей степени бескровную, церемониальную демонстрацию силы, характерную и для небольших кланов людей, как предположили биологи Берт Холлдоблер (Bert Holldobler) из Университета штата Аризона и Эдвард Уилсон (Edward Osborne Wilson) из Гарварда. При удачном стечении обстоятельств сообщество с малым числом участвующих в турнирах муравьев — что типично для более слабых колоний — может отступить без потерь, а победившая сторона, способная нанести серьезный ущерб своим врагам, получает возможность съесть расплод и похитить крупных рабочих особей, выполняющих функции «контейнеров», раздувшихся от пищи, которую они отрыгивают в ответ на просьбы других членов муравейника. Победители медовых муравьев переносят откормочных рабочих в свой муравейник и держат их в качестве рабов. Чтобы избежать подобной участи, рабочие муравьи-разведчики инспектируют места проведения демонстративных турниров, пытаясь определить, когда соперничающая сторона начинает превосходить их по численности, и, если необходимо, обращаются в бегство.

Участие в серьезных сражениях наиболее характерно для видов муравьев, которые живут крупными колониями, состоящими из сотен тысяч особей и больше. Ученые склоняются к мнению, что подобные гигантские скопления общественных насекомых не слишком эффективны, т.к. производят меньшее число новых маток и самцов на душу населения, нежели более мелкие группы. Я же, напротив, считаю их весьма продуктивными, поскольку у них существует возможность вкладывать ресурсы не только в воспроизводство, но и в рабочую силу. которая превышала бы необходимый минимум; это похоже на работу тела человека, производящего жировую ткань, которая может питать организм в трудные времена. Различные исследователи утверждают, что отдельные особи муравьев по мере увеличения размеров сообщества выполняют все меньше полезной работы, и это приводит к тому, что большая часть колонии в одно и то же время проявляет минимальную активность. В связи с этим рост численности сообщества будет увеличивать долю предназначенного для армии резерва, который позволит привести в действие квадратичный закон Ланчеетера при стычках с врагами. По аналогии, большинство антропологов полагают, что люди стали ввязываться в полномасштабные войны только после того, как численность их сообществ резко увеличилась, что было вязано с переходом к земледелию.

Суперорганизмы и суперколонии

Способность к экстремальным формам военных действий появилась у муравьев благодаря их социальному объединению, которое похоже на объединение отдельных клеток в единый организм. Клетки распознают друг друга по присутствию определенных химических сигналов на их поверхностных мембранах: здоровая иммунная система атакует любую клетку с другими опознавательными знаками. В большинстве здоровых колоний муравьев действует тот же принцип: они узнают своих по специфическому запаху, исходящему от них, и атакуют или избегают тех, чей запах отличается от жителей их муравейника. Для муравьев такой запах — как национальный флаг, вытатуированный на их коже. Постоянство запаха гарантирует, что для муравьев война не может закончиться относительно бескровной победой одной колонии над другой. Насекомые не могут «сменить подданство» (по крайней мере, взрослые особи). Возможно, незначительное число редких исключений существует, однако в подавляющем большинстве случаев каждый рабочий муравей в колонии до самой смерти будет частью своего исконного сообщества. (Интересы отдельного муравья и целой колонии не всегда совпадают. Рабочие муравьи некоторых видов могут попытаться начать размножение— но вряд ли смогут— в основном из-за конфликта в работе разных генов их организма.) Такая жесткая привязка к своей колонии присутствует у всех муравьев, потому что их сообщества анонимны, т.е. каждый рабочий муравей распознает принадлежность той или иной особи к определенной касте, например к солдатам или маткам, но не способен к индивидуальному распознаванию отдельных особей внутри общины. Абсолютная преданность своему сообществу — основополагающее свойство всех существ, выступающих в роли отдельных элементов единого суперорганизма, в котором смерть одного рабочего муравья наносит гораздо меньший урон, чем, например, потеря одного пальца у человека. И чем больше колония, тем менее чувствителен будет такой «порез».

Наиболее впечатляющим примером преданности насекомых своему муравейнику можно считать аргентинских муравьев, или Linepithema humile. Эти коренные обитатели Аргентины быстро распространились по всему миру в результате деятельности человека. Самая большая суперколония находится в Калифорнии, протянувшись по побережью от Сан-Франциско до границы с Мексикой, и, возможно, насчитывает триллион особей, объединенных признаком «национальной» общности. Каждый месяц миллионы аргентинских муравьев гибнут в приграничных боях, кипящих вокруг Сан-Диего, где территория суперколонии соприкасается с участками трех других сообществ. Война длится с того момента, как насекомые появились на территории штата, т.е. уже около 100 лет.

Квадратичный закон Ланчестера с успехом можно применить для описания этих боев. Аргентинские муравьи, «дешевые в производстве» -, крошечные и по мере истребления постоянно заменяемые новыми воинами благодаря неисчерпаемому подкреплению, образуют колонии с плотностью населения до нескольких миллионов особей па один средний пригородный участок с домом. Эти суперколонии, значительно превосходя противника численностью, какие бы местные виды ни пытались им противостоять, полиостью контролируют захваченные территории и убивают каждого соперника. с которым они сталкиваются.

Что дает аргентинскому муравью неизменная готовность сражаться? Многие виды муравьев, так же как и других животных, включая людей, демонстрируют «эффект мертвого врага», в результате которого после периода конфликта, по мере того как оба противника останавливаются на границе, уровень их смертности резко сокращается. Вместе с тем уменьшается число стычек, и часто между ними остаются пустые *неоккупированные* земли. Однако в речных поймах, откуда родом данный вид муравьев, воюющие колонии должны прекращать бой всякий раз. когда в русле поднимается вода, выгоняющая их на возвышенности. Поэтому конфликт никогда не затихает, а битва никогда не заканчивается. Таким образом, их войны длятся, не теряя напряженности, десятилетие за десятилетием.

Насильственное вторжение суперколоний муравьев наводит на воспоминания о том, как у людей колониальные сверхдержавы когда-то истребляли более мелкие племена местных жителей — от американских индейцев до австралийских аборигенов. Но. к счастью, люди не образуют суперорганизмов, характерных для насекомых: наша принадлежность к определенной социальной группе может меняться, позволяя иммигрантам включаться в новый коллектив, благодаря чему нации постепенно трансформируются. И если между муравьями война, увы, может оказаться неотвратимой, то люди вполне могут научиться избегать подобной конфронтации.

Перевод: Т. Митина

в мире науки [03] март 2012