В качестве первого этапа в создании колонии молодая самка роет гнездо в почве. (Рисунок Джона Д. Доусона, предоставлен Национальным географическим обществом США.)
Качество социальной жизни муравьёв сильно зависит не только от жизненного цикла колонии, но и от каждого конкретного её участника. Каждый муравей, как все остальные представители отряда Перепончатокрылых (и как большинство насекомых в принципе), во время своего роста и развития претерпевает полный метаморфоз, последовательно проходя через четыре радикально отличающиеся стадии. Королева откладывает яйцо, из которого вылупляется личинка, она вырастает и превращается в куколку, из той, в свою очередь, вылупляется взрослая особь. Значение этого многократного перерождения состоит в том, что личинка и взрослый муравей невероятно различаются. Личинка – это машина для поедания, бескрылая, с маленьким мозгом. Её анатомия и набор биологических ответов были созданы эволюцией для того, чтобы быстро наращивать размеры тела, одновременно защищая организм от врагов. Взрослая особь же – совершенно другое существо. Обычно оснащённая крыльями или ногами для быстрого бега, а то и тем и другим сразу, она создана для размножения и распределения по новым охотничьим угодьям. В её рационе, в отличие от рациона личинки, преобладают углеводы для длительного обеспечения энергией, а не белки для роста. В крайних случаях она вообще не ест и живёт благодаря энергии, накопленной на стадии личинки. Чтобы закончить наш рассказ о жизненных циклах, расскажем, что куколка – это просто стадия бездействия, во время которой ткани тела реорганизуются и личинка превращается во взрослую особь.
Червеобразные личинки муравьёв могут выполнять очень мало действий, а то и вообще никаких, и за ними нужно ухаживать почти как за человеческими младенцами. Зависимость от взрослых усиливается их ограниченной подвижностью. Даже если бы они могли прокормить себя сами (а личинки некоторых примитивных видов муравьёв обладают такой возможностью), их толстые безногие тела не давали бы им путешествовать к отдалённым источникам пищи. По этой же причине большая часть усилий муравьёв-рабочих должна быть направлена на уход за личинками. Они ищут пищу далеко от гнезда, чтобы прокормить своих беспомощных братьев и сестёр, бдительно защищая и заботливо очищая их. Так же как беспомощность человеческих детей сплачивает семьи и создаёт множество общественных условностей, зависимость личинок от их взрослых сестёр формирует ядро социальной жизни муравьёв.
После достижения взрослой стадии молодая королева претерпевает ещё одну радикальную трансформацию. Из очень разностороннего, способного обеспечить себя взрослого насекомого она становится беспомощной попрошайкой. Пока молодая девственница ещё живёт в своём родном гнезде, она готова по первому сигналу самостоятельно улететь, чтобы спариваться с крылатыми самцами. Она садится и сбрасывает крылья, в одиночку строит гнездо и в течение нескольких недель или месяцев без какой-либо помощи выращивает первый выводок рабочих. Затем резко, за несколько дней, роли меняются, и уже рабочие начинают за ней ухаживать, превращая её просто-напросто в машину для кладки яиц, требовательную попрошайку, которая следует за рабочими, когда они переходят из одних комнат или гнёзд в другие. Поскольку её роль в психологическом смысле так сильно меняется, то она не может быть правительницей и в физическом отношении. Она не отдаёт приказов, но остаётся центром внимания рабочих муравьёв, чья жизнь посвящена её благополучию и репродуктивной деятельности. Движущая сила этих отношений является сугубо дарвинистской: только при достаточном количестве новых девственных маток, их сестёр, которые передадут дальше гены, идентичные их собственным, рабочие муравьи по-настоящему добьются успеха.
Все рабочие особи типичной муравьиной колонии – дочери королевы. Самцы, её сыновья, рождаются после того, как рабочая популяция хорошо сформировалась, и продолжают рождаться вплоть до брачного сезона. Они живут всего несколько недель или месяцев, а работают, за некоторыми редкими исключениями, лишь при особых обстоятельствах. Таким образом, самцы – это дроны в древнеанглийском понимании этого слова: трутни, паразиты, которые живут за счёт труда других. Они также являются дронами в современном технологическом смысле – летающими ракетами, наполненными спермой, сконструированными только для мгновенного контакта и эякуляции. Однако, находясь в гнезде, они полностью зависят от своих сестёр-амазонок и, по-видимому, те их терпят исключительно за способность передавать гены колонии.
Пол у муравьёв, как и у других перепончатокрылых, таких как пчёлы и осы, определяется самым простым из возможных способов: когда яйцеклетка оплодотворяется, из неё вылупляется самка, а когда не оплодотворяется – самец. Эта процедура позволяет королеве контролировать пол своего потомства. Закрывая клапаны на входе в собственные семяпроводы, она заводит сыновей. Однако большую часть года она держит клапан открытым, чтобы оплодотворение продолжалось, и таким образом получает дочерей. На ранних стадиях развития семьи все дочери отстают в росте. Они невелики размером и не имеют крыльев. Их яичники, если они вообще существуют, относительно непродуктивны. Именно поэтому они превращаются в рабочих, слуг колонии. Позже, когда семья вырастает, некоторые из личинок женского пола могут развиться в девственных королев с крыльями и полностью сформированными яичниками, готовыми создать новые семьи.
Полный цикл развития рабочей особи европейского муравья Leptothorax acervorum. Слева направо: яйцо, недавно вылупившаяся личинка (первого возраста), подросшая личинка, полностью сформированная личинка, предкуколка (формируются ткани взрослой особи), непигментированная куколка, пигментированная куколка, готовая стать активной шестиногой взрослой особью. (Фотография Норберта Липски.)
Девственным особям с репродуктивной системой, как королевам, так и самцам, суждено отправиться в брачный полёт, чтобы начать следующий жизненный цикл колонии. Материнская колония теряет вложенные в них энергию и ресурсы, но с точки зрения эволюции они представляют собой важнейшие инвестиции. Говоря на языке экономики, колония обезглавливает себя, чтобы скопировать и распространить свои гены.
Каким же образом колония определяет необходимость этих «инвестиций»? Что заставляет женскую особь вырасти в фертильную матку, а не в стерильного рабочего? Решающие факторы скорее экологические, чем генетические. Все самки колонии обладают одинаковыми генами в соответствии с кастой – и любая самка после оплодотворения может превратиться в королеву или рабочего. Гены скорее обеспечивают потенциал превращения в рабочего или королеву. В то время как контролирующих факторов окружающей среды сразу несколько, и они по-разному влияют на те или иные виды. Один из таких факторов – количество и качество пищи, получаемой личинкой. Другой – температура гнезда в период роста личинки. Третий – физическое состояние королевы. Если матка здорова, то большую часть года она выделяет секрет, который препятствует развитию личинок в королев. И именно с этой точки зрения матка заслуживает того определения, которое мы ей дали, – королева или правительница колонии. Она определяет не только пол потомства, но и касту своих дочерей. Однако даже здесь рабочие особи способны на своего рода парламентский контроль. Именно они решают, кто из растущих братьев и сестер будет жить, а кто умрёт, и, следовательно, они определяют окончательный размер и состав колонии.
