10. хранители нектара — необходимы в муравейнике на случай, если вдруг в нём возникнут голодные времена, и муравьи-добытчики не смогут находить пищу. Тогда пригодятся продукты, которые всегда есть у запасливых хранителей;

11. разведчики — ищут новые места, где можно добыть пищу.

В зависимости от того, сколько муравьёв в муравейнике, идёт разделение труда. В небольшой муравьиной семье все её участники могут заниматься разными видами деятельности, соблюдая принцип взаимозаменяемости. А вот в большом сообществе появляются специализации и за отдельными муравьями закрепляются свои роли.

Кто управляет муравейником? Ученые точно не знают, каким образом тысячам муравьев удается организовать слаженную работу. Нервная система муравья весьма проста, а жизнь в муравейнике имеет высокую степень организации.

Центральная нервная система представлена тянущейся по всему тела брюшной нервной цепочкой с несколькими нервными узлами. Надглоточный ганглий является ключевой составляющей нервной системы — это мозг муравья, в нем образуются временные связи.

Средняя продолжительность жизни муравья составляет 3-5 лет. Но жизненный срок муравьёв сильно варьируется и зависит от нескольких факторов.

В зависимости от касты:

1. Самцы живут несколько недель. Они выполняют свою функцию — оплодотворяют матку и погибают, будучи убитыми своими соплеменниками или врагами.

2. Рабочие муравьи живут 1-3 года.

3. Солдаты по физиологическим данным могут жить долго, но ввиду их трудовой деятельности — охрана муравейника, погибают они достаточно быстро.

4. Матки живут дольше всех, некоторые до 20 лет.

Крупные виды живут дольше. Наиболее длительная продолжительность жизни — у тропических муравьев, которые всю жизнь проживают в муравейнике.

Термиты

Хотя термитов и называют часто "белыми муравьями", таксономически они родственники тараканов (входят в отряд таракановые). Термиты — это насекомые с неполным циклом превращения (в метаморфозе отсутствует стадия куколки).

Как и все общественные насекомые, взрослые особи термитов чётко делятся на три основных группы: рабочих особей, особей-солдат и особей, способных к половому размножению. В отличие от муравьёв, у наиболее эволюционно продвинутых видов термитов кастовая принадлежность задаётся генетически. У более примитивных видов кастовая принадлежность особи, как и у муравьёв, зависит от того, чем её кормят другие термиты в период развития и какие феромоны они при этом выделяют.

Рабочие термиты имеют мягкое белое тело, как правило, менее 10 мм в длину. Глаза редуцированы или отсутствуют. В противоположность им, репродуктивные особи имеют тёмное тело и развитые глаза, а также две пары длинных треугольных крыльев, которые, однако, сбрасываются после единственного в жизни репродуктивной особи полёта.

В отличие от муравьёв, самец-термит не погибает после оплодотворения самки. Король всю свою жизнь проводит рядом с самкой, при этом размеры его тела лишь немного превышают длину тела простых солдат. Спаривается с самкой исключительно он и делает это на протяжении жизни. За сутки королева откладывает до 3 тыс. яиц, из которых через некоторое время появляются молодые термиты. Плюс ко всему, самка принимает участие в кормлении рабочих особей — она выделяет особый секрет, который содержит в своем составе феромоны. Именно его и слизывают термиты-рабочие с её брюшка.

Рабочие-термиты в отличие от муравьёв как самки так и самцы, примерно поровну, разве что не способны к воспроизводству потомства. Рабочие — единственная каста, способная переваривать целлюлозу, благодаря особым кишечным микроорганизмам-симбионтам (в желудочно-кишечном тракте термита обнаружено около 200 видов простейших организмов, которые помогают перерабатывать целлюлозу). Основную часть своей жизни рабочие ухаживают за молодняком и королевой-маткой, а также пополняют запасы пищи и принимают активное участие в возведении и регулярном ремонте термитника. Плюс ко всему, они выкармливают термитов-солдат, так как те имеют особое строение головы и не способны питаться самостоятельно.

Стены колонии строятся из комбинации экскрементов, измельченной древесины и слюны. В гнезде предусмотрены места для разведения грибковых садов, содержания яиц и молодых личинок, репродуктивных особей, а также обширная сеть вентиляционных туннелей, которые позволяют поддерживать внутри термитника практически постоянный микроклимат. Кроме того, иногда имеются также помещения для термитофилов — животных, сосуществующих с термитами в симбиозе.

Солдаты — особая каста рабочих особей, которая имеет анатомические и поведенческие специализации, прежде всего против нападения муравьёв. Многие имеют челюсти столь увеличенные, что неспособны самостоятельно питаться. Солдаты тропических видов термитов-носорогов имеют особый вырост на голове, через который выстреливают защитной жидкостью. У термитов, прогрызающих ходы в дереве, солдаты обычно имеют широкие головы, которые позволяют блокировать узкие туннели и не допустить дальнейшего проникновения врага в гнездо. Когда нарушена целостность стен термитника и ситуация такова, что требует вмешательства больше чем одного солдата, солдаты образуют защитное формирование, напоминающее фалангу, и начинают беспорядочно нападать на свою жертву, в то время как рабочие заделывают отверстие. Как правило, фаланга впоследствии сама становится жертвой, поскольку после восстановления стены термитника она лишается возможности вернуться в термитник.

В одном термитнике может проживать несколько сотен миллионов насекомых. Начинается строительство всегда с "распоряжения" пары половозрелых термитов, которые недавно покинули "родительское" гнездо. Со временем новоиспеченные король и королева воспроизводят на свет определенное количество рабочих, которые и занимаются возведением термитника. А его внешний вид будет зависеть от видовой принадлежности насекомых и места их обитания. Но в большинстве случаев "дом" состоит из надземной части и подземной. Первая возвышается над уровнем почвы, вторая — являет собою сеть ходов и комнат.

Термитник всегда получается довольно крепким, и сломать его зачастую трудно. При этом некоторые гнёзда могут быть очень высокими. Например, в Заире был обнаружен термитник высотою 12,8 м. В его тени могли свободно укрыться от палящего солнца, такие крупные животные, как буйволы и даже слоны!

Пчёлы

Пчёлы в некотором роде родственники муравьёв, поскольку тоже относятся к отряду перепончатокрылых. Существует около 21 тысячи видов и 520 родов пчёл. Их можно обнаружить на всех континентах, кроме Антарктиды. Пчёлы приспособились питаться нектаром и пыльцой, используя нектар главным образом в качестве источника энергии, а пыльцу для получения белков и других питательных веществ.

Пчёлы могут жить как независимо друг от друга (то есть вести уединённый образ жизни), так и существовать в разнообразных общественных образованиях. Наиболее продвинутыми в этом отношении являются эусоциальные (общественные) колонии, в которых живут медоносные пчёлы, шмели и безжальные пчёлы. Считается, что общественный характер пчёл эволюционировал многократно и независимо друг от друга у различных групп. Нас интересуют как раз общественные виды.

Семьи медоносных пчёл можно отнести к ярко выраженным общественным колониям. В семье каждая пчела исполняет свою функцию. Функции пчелы условно определяются её биологическим возрастом. Однако, как установлено, при отсутствии пчёл старших возрастов их функции могут выполнять пчёлы более младших возрастов.

Следует различать фактический и биологический возраст пчелы, поскольку во время взятка рабочая пчела живёт от 30 до 35 дней, а во время зимовки пчела остаётся биологически молодой до 9 месяцев (среднерусская серая пчела в условиях севера России и Сибири). При указании сроков жизни и периодов развития пчелы обычно ориентируются на продолжительность жизни пчелы во время взятка (период сбора мёда).

Молодые рабочие пчёлы (возраст до 10 дней) составляют свиту матки, кормят её и личинки, так как у молодых пчёл хорошо выделяется маточное молочко.

Приблизительно с 7-дневного возраста на нижней части брюшка пчелы начинают работать восковые железы и начинает выделяться воск в виде небольших пластинок. Такие пчёлы постепенно переключаются на строительные работы в гнезде. Как правило, весной наблюдается массовая отстройка белых сот — это связано с тем, что перезимовавшие пчёлы к этому периоду массово достигают биологического возраста, соответствующего пчёлам-отстройщицам.

Приблизительно к 14-15 дням продуктивность восковых желез резко падает и пчёлы переключаются на следующие виды деятельности по уходу за гнездом — они производят чистку ячеек, уборку и вынос мусора.

С возраста примерно 20 дней пчёлы переключаются на вентиляцию гнезда и охрану летка.

Пчёлы возрастом старше 22-25 дней в основном занимаются медосбором. Чтобы сообщить другим пчёлам о месте расположения нектара, пчела-сборщица использует визуальную биокоммуникацию.

Пчёлы возрастом свыше 30 дней переключаются с медосбора на сбор воды для нужд семьи.

Такой цикл жизни пчелы предназначен для наиболее рациональной утилизации питательных веществ и использования наличного количества пчёл семьи. Наибольшее количество избыточных питательных веществ организм пчелы содержит именно при её выходе из ячейки. В то же время больше всего пчёл гибнет именно при заборе воды из природных водоёмов. Намного меньше их погибает при медосборе с цветов и при подлёте к улью.

Медоносная пчела стала третьим после дрозофилы и комара насекомым, геном которого известен. Он содержит около 300 миллионов пар оснований ДНК.

Самец пчелы носит название трутень. Это потому, что он неспособен к работе. Трутень заметно крупнее рабочей пчелы. Он имеет длину 15-17 мм и весит около 0,2 г. На выкармливание личинки трутня пчёлы расходуют корма в три раза больше, чем на вскармливание личинки рабочей пчелы. Поэтому на выращивание и пропитание трутней се́мьи значительно увеличивают непроизводительный расход кормов. Органы трутней не приспособлены для работы. У трутней короткий хоботок, у них нет корзиночек для переноса пыльцы, нет восковых и других желёз. У трутней нет и жала, но они обладают сильными крыльями и очень большими сложными глазами.

Трутни достигают половой зрелости на 12-14-й день своей жизни, а иногда и позднее (на 20-й день). Матка спаривается с трутнями в воздухе во время полёта, в наиболее тёплое время дня. После осеменения матки трутень погибает, так как часть его полового органа отрывается и остаётся в виде шлейфа в половой системе матки.

Кроме того, благодаря трутням, окружающим матку во время брачного лёта, она остаётся неуязвимой для птиц, охотящихся за пчёлами.

Трутни появляются в пчелиной семье в конце весны — начале лета; их накапливается в ульях по несколько сотен и даже тысяч. С прекращением медосбора пчёлы изгоняют трутней из ульев, и трутни погибают от голода и холода. На зиму остаются они лишь в семьях, не имеющих маток, или в семьях с неоплодотворёнными матками. Иногда трутней могут оставить на зиму семьи с поздно оплодотворившимися молодыми матками, ещё не откладывавшими в данном сезоне яиц. Перезимовавшие трутни для оплодотворения маток непригодны.

Post scriptum

Так кто же управляет сообществами насекомых, где каждая отдельная особь неспособна из-за своей физиологии к сложному поведению, что демонстрирует совокупность организмов? Если принять теорию "супер-организма", то это коллективный разум единиц сообщества.

Под термином "коллективный разум" специалисты по поведению животных, то есть этологи, понимают то, что психологи, скорее всего, назвали бы "коллективным бессознательным". Это вовсе не мозговой штурм или другая форма коллегиального принятия решения из тех, что популярны у людей. У социальных животных коллективный разум — это точное копирование особью действий своего соседа. "Разумом" в человеческом понимании здесь и не пахнет, однако название прижилось потому, что синхронные действия многих животных действительно производят на наблюдателя впечатление разумных.

Проще всего это объяснить на примере строительной деятельности муравьев-портных (род Oecophylla). Эти насекомые живут на деревьях в своеобразных гнёздах из свернутых в трубочку листьев, края которых сшиты нитями, похожими на шёлк. А строят муравьи свои жилища следующим образом: один из рабочих подходит к листу, загибает его края и сжимает их челюстями. Сразу же к нему присоединяются его коллеги, которые просто повторяют действия "первопроходца". В конце концов, тысячи рабочих действительно сворачивают лист в ту самую трубочку, после чего другие муравьи приносят к месту соединения краёв личинок. Те и выделяют нити для сшивания, которые прочно фиксируют края, из своих брюшных желез.

Конечно, никто не застрахован от ошибки — учёные не раз наблюдали, что муравьи могут всем скопом неправильно сворачивать лист, при этом никто даже и не догадывался, что нужно было делать по-другому. Именно поэтому такие действия и называют проявлениями коллективного разума: хоть поступки отдельных особей и лишены какого-либо намёка на разумное поведение, но всё же деятельность всего коллектива производит впечатление вполне осмысленной. Проще говоря, подразумевается, что особи тупы как пробки, а разумом обладает только сообщество. Этологи осторожничают и утверждают — оптимальный результат достигается перебором большого количества вариантов, а не становится итогом предварительного анализа и составления плана действий. То есть этот "разум" нельзя сравнивать с таковым человека.

Но мы ведь и не сравниваем. Наша цель состоит в другом — провести аналогии между сообществом насекомых и многоклеточным организмом. А они есть.

Ещё один вывод из изучения проявлений коллективного разума у животных этологами следующий — чем выше количество особей в группе, тем сложнее её поведение.

Следует подчеркнуть, что вегетативное деление клетки вполне обеспечивает увеличение числа клеток. Половой процесс нужен для перекомбинации генетического материала. Есть виды, например, среди одноклеточных, для которых описано самооплодотворение. Когда заканчивается обычное деление, проходит половой процесс. Клетка делится, образуя половые клетки, которые потом сами с собой сливаются, то есть потомки одной клетки сливаются друг с другом и образуют зиготу. В данном случае деление не приводит к увеличению числа потомков, но у них перемешивается генетический материал.

Какую можно провести аналогию между термитами и, например, сифонофорами? Мы здесь видим отдельных индивидов, вроде бы независимых друг от друга, но они образуют колонию, хотя в отличие от сифонофор, отдельные части этой колонии способны самостоятельно передвигаться. Но ясно, что колония — это "организм" с дифференцированными органами. Этими органами являются отдельные термиты. Есть репродуктивный орган — матка, орган защиты — солдаты, есть органы питания и ухода за личинками — рабочие самки, есть система коммуникаций (химическая и поведенческая формы) между органами. Как же социальные насекомые между собой общаются?