Методы микологического сельского хозяйства весьма разнообразны – приблизительно так же, как разнообразны сельскохозяйственные техники человека в зависимости от условий того или иного региона. Мы знаем муравьев-листорезов, которых науке известно больше 200 видов, принадлежащих к двум родам – Atta и Acromyrmex, но есть еще и траворезы, специализирующиеся на траве. То, что сами муравьи не едят листья, а используют их как субстрат для одного конкретного гриба, открыл натуралист Томас Бельт в 1874 году. Только после этого стали постепенно выясняться истинные размеры муравейников. До 150 миллионов рабочих самок сохраняют жизнь муравьиной матке, в каждый момент времени активны от двух до трех миллионов рабочих муравьев. Для того чтобы больше узнать о внутреннем устройстве муравейников и выявить камеры разведения грибов, бразильские ученые залили муравейник жидким гипсом, а потом извлекли из земли огромный затвердевший слепок. Муравейник оказался гигантским разветвленным сооружением площадью 50 квадратных метров и глубиной 8 метров. Было обнаружено до тысячи камер разной величины, из которых в 390 были обнаружены устроенные муравьями грибные огороды. В других ячейках находились остатки использованных листьев и отмершие части мицелиев. Нашлись и могилы, где муравьи хоронили своих собратьев.
Такая оживленная строительная деятельность имеет далеко идущие экологические последствия. Муравьи перемещают огромные объемы грунта, аэрируют почву и стимулируют круговорот питательных веществ, что важно для других организмов, и таким образом составляют существенную часть экосистемы. Почвы джунглей очень бедны питательными веществами, но работа муравьев-листорезов может увеличить их плодородие почти в десять раз!
Треугольник взаимоотношений на грибной ферме
Южноамериканские муравьи-листорезы родов Atta и Acromyrmex культивируют плесневый гриб Attamyces bromatificus. Теперь нам доподлинно известно, что в этом культивировании принимает участие и некая бактерия, так что в результате возникает тройной симбиоз. Муравьи приносят листья и другие фрагменты растений в муравейник и пережевывают добычу, превращая ее в кашицеобразную массу; она служит питательной средой для грибов, которые расщепляют целлюлозу, содержащуюся в тканях растений. Партнеры вынуждены очень осмотрительно общаться друг с другом, поскольку субстрат для грибов должен быть по возможности свободным от фунгицидов; кроме того, необходимо, чтобы продуцируемое грибами питание для муравьев было свободно от инсектицидов и муравьи могли бы усваивать его с легкостью. Значит, необходимо, чтобы вредные для насекомых вещества были заботливо расщеплены и разложены грибами.
Attamyces образует на концах своих гиф богатые белком утолщения, называемые гонгилидиями или броматиями; эти утолщения поставляют муравьям питательные вещества и белки. Но что делает в муравейнике третья сторона этого тройственного союза, бактерия из рода Streptomyces? Мы уже знаем, что антибактериальные и противогрибковые вещества не допускаются в систему, так как могут повредить двум участникам этого триумвирата. Но только этого и ждут сумчатые грибы рода Escovopsis, высокоспециализированные паразиты для грибов, используемых муравьями. Чтобы бороться с этой неприятностью, муравьи носят на своих брюшках колонии стрептомицетов, которые продуцируют специфические антибактериальные и противогрибковые вещества. Эти вещества не вредят партнерам по коалиции, но очень эффективно уничтожают незваных пришельцев, которые всегда рядом и готовы напасть. Таким образом, муравьи не только рационально ведут сельское хозяйство, но и с помощью полезных бактерий осуществляют целенаправленные гигиенические мероприятия. Есть, правда, и обратная сторона медали: муравьи становятся зависимыми от своих помощников – без грибов и бактерий колонии погибают.
В течение последних 20 миллионов лет сельское хозяйство муравьев становилось все более совершенным и специализированным. Эволюция и отбор – непрерывные процессы; они продолжаются в каждый момент в каждом месте, а в муравейниках, где насекомые выращивают грибы, эти процессы привели к возникновению высокоразвитых и сложных социальных структур. С любовью и неустанно различные касты муравейника-государства исполняют предписанные им обязанности по поддержанию порядка на грибной ферме. Эта ферма постоянно достраивается и совершенствуется, за ней преданно ухаживают. Наружные рабочие самки, разведчики, которые разыскивают подходящие кусты и деревья и оставляют на них пахучие метки, куда затем начинает тянуться бесконечная череда листорезов, – все это принадлежит государству-муравейнику, так же как рабочие самки, ухаживающие за урожаем, и мелкорослые солдаты-телохранители. Они сидят на обрывках листьев и защищают муравьев, несущих листья, от нападений других насекомых с воздуха. Специальные муравьи транспортируют листья, размельчают и пережевывают их, формируют из массы шарики, закладывают новые грибные огороды, контролируют состояние поверхностей, которые покрыты, как хлебной плесенью, нужными грибами. Состояние огородов постоянно контролируют и проверяют, чтобы на ферме все было в полном порядке; при необходимости муравьи очищают грибы от спор и гиф чужеродных плесневых грибов. Садовники откусывают концы гиф, чтобы образовывались не плодовые тела, а утолщения, содержащие белок, – гонгилидии. Откушенные куски гиф съедают другие рабочие самки или, как и в условиях настоящего садоводства, их пересаживают в новые места, туда, где грибов пока не хватает. Муравьи и грибы уже давно не могут обходиться друг без друга. Это настоящий, образцовый, можно сказать хрестоматийный, симбиоз.
Термиты и парниковый эффект
Те же порядки существуют не только у муравьев, но и у других, образующих сообщества-государства насекомых, которых часто и неправильно именуют «белыми муравьями», – у термитов. Эти общественные насекомые творят свои бесчинства в теплых регионах планеты, до 40º северной и южной широты. Благодаря своей многочисленности, широкому распространению и неустанной деятельности, эти насекомые влияют даже на парниковый эффект, так как при строительстве своих термитников в процессе переработки древесины они выделяют в атмосферу очень много метана. По своей морфологии, размерам и устройству общественной жизни они могут показаться любителю-зоологу близкими родственниками муравьев. И те и другие насекомые и, более того, крылатые насекомые (подкласс Pterygota), но, невзирая на это, они представляют разные ветви эволюции: муравьи принадлежат к отряду перепончатокрылых, то есть являются родичами ос и пчел, в то время как термиты, согласно современным молекулярно-генетическим исследованиям, родственны тараканам
[3].
В отличие от разводящих грибы муравьев, термитов невозможно содержать в неволе. Они создают невероятно огромные и сложные сооружения, в то время как муравьи-листорезы, со всеми своими норками и ячейками, содержатся для демонстрации посетителям в большинстве крупных зоопарков мира.
Мастера создает опыт
«Ясно, что образующие сообщества насекомые получают большое преимущество, если источник их питания находится внутри колонии, и поэтому такие насекомые могут не покидать свои гнезда для добычи пищи, – писал Г. фон Натцмер в своей работе о конвергенции муравьев и термитов еще в 1915 году. – Во-первых, таким образом они становятся в значительной степени независимыми от внешнего мира, где их подстерегают разные неприятные случайности, а во‑вторых, они могут направить на нужды сообщества ту энергию, которую бы потратили на поиски источников пропитания за пределами колонии».
