Текст книги "Планета муравьёв"

5
Огненные укусы

Однажды, когда я восседал на складном туристическом стульчике посреди Дофин-Айленда, крупного барьерного острова в Мексиканском заливе у побережья Алабамы, меня вдруг охватил безрассудный порыв. У моих ног возвышалось куполообразное гнездо огненных муравьев (Solenopsis invicta), о которых я рассказывал на камеру для телепередачи «Повелитель муравьев» (Lord of the Ants). Как и много раз прежде, я задался вопросом: почему этих насекомых называют огненными муравьями? В силу моей профессии муравьиные укусы были для меня делом привычным, как, впрочем, и для большинства людей, которым приходится проводить много времени на природе в пределах досягаемости этого печально известного вредителя. Обычно я быстро стряхивал с себя нападавших, и боль от укусов была локальной и быстропроходящей.

Но эти муравьи, копошившиеся у моих ног, были способны убить человека – это установленный факт. Поэтому правило номер один при общении с огненными муравьями: никогда не наступайте, не садитесь и не падайте на муравейник! Даже взрослый человек может погибнуть от анафилактического шока, вызванного аллергией на муравьиный яд. Тем более если вы гуляете с маленьким ребенком, следите за тем, чтобы он не споткнулся о холмик и не упал – массовая атака муравьев может оказаться для него смертельной.

Рабочая особь красного огненного муравья Solenopsis invicta, уроженца заболоченных регионов умеренной климатической зоны Южной Америки, который был случайно завезен по морю в портовый город Мобил (Алабама), и затем распространился как серьезный вредитель по всему миру.

(Рисунок Кристен Орр.)

Итак, у меня возникла, мягко говоря, шальная идея: подвергнуть себя массированной – но, разумеется, короткой – муравьиной атаке и запечатлеть этот момент на камеру. Тогда-то я точно пойму сам и смогу рассказать телезрителям, почему Solenopsis invicta называют огненным муравьем. Недолго думая, я сунул левую руку (в правой я держал микрофон) по запястье в центр муравейника и продержал там около пяти секунд.

Даже этих секунд хватило для того, чтобы мою кисть густо облепили десятки муравьев. Большинство, скрючившись, жалили мою кожу. Остальные исступленно бегали по предплечью, пытаясь добраться до других частей моего тела. Несмотря на внезапность вторжения, реакция семьи была мгновенной и яростной. В противостоянии с врагом огненные муравьи сражаются не на жизнь, а на смерть.

Хотя я быстро стряхнул муравьев с руки, меня тут же пронзила невыносимая боль, будто я облил себе руку керосином и поджег ее. Позже я подсчитал количество ужаливших меня муравьев: 54. Это точное число, потому что после укуса огненного муравья на коже остается зудящая пустула, которая, если ее расчесать, может инфицироваться и превратиться в гнойник. Муравьи оставляют вам наглядную метку-напоминание: «Не лезьте в наш дом!»

В тот же день я сделал еще одно знаменательное открытие. Организуя поездку съемочной группы на Дофин-Айленд, я утверждал, что остров – известный как место остановки перелетных птиц, летящих на север с полуострова Юкатан через Карибское море, – буквально усеян гнездами огненных муравьев. Я не сомневался, что у нас не будет проблем с поиском подходящего места для съемки, где мы сможем наблюдать за муравьиными семьями и рассказать о повадках и социальном поведении этих грозных насекомых.

Самка красных огненных муравьев в окружении своих дочерей-рабочих, численность которых может достигать нескольких сотен тысяч. Она привлекает их сильными феромонами.

(Фотография Вальтера Чинкеля.)

Но я ошибся. С камерами наготове мы прошли весь остров из конца в конец, внимательно осматривая естественные убежища и даже дворы частных домов и коммерческих зданий, и не обнаружили ни одной муравьиной семьи. В конце концов на территории птичьего заповедника мы обнаружили два гнезда, в одно из которых я и сунул руку. Но как могла вся муравьиная популяция исчезнуть почти в одночасье? Создавалось впечатление, будто ее смахнула с острова некая гигантская рука. И оно оказалось близко к истине.

Наконец я понял, что здесь произошло. Все дело было в сильном дожде и инстинктах этих насекомых. Когда вокруг гнезда огненных муравьев поднимается уровень воды и затапливается нижний ярус, вся семья собирается в гнезде и в буквальном смысле слова соединяется в единое целое. Рабочие особи скапливаются у входа в гнездо и, хватая друг друга жвалами за ноги, образуют своего рода плот. На этот плот переносят самку, а также яйца, личинок и куколок. Когда вода поднимается до уровня земли, этот живой плот отправляется в плавание. Он дрейфует по течению до тех пор, пока его не вынесет на сухую возвышенность, где беженцы могут построить себе новый дом.

Весь этот процесс основан на врожденных инстинктах. Когда плот прибивает к какому-нибудь неподвижному объекту, находящемуся выше уровня воды, будь то ветка, полузатонувшая коряга или (что лучше всего для выживания) сухая земля, разведчики отправляются исследовать территорию. Если пристанище оказывается перспективным, они возвращаются, чтобы позвать других разведчиков. Если те также возвращаются с хорошими вестями, на берег начинают выходить рабочие, которые в конце концов переносят туда самку вместе с расплодом и принимаются строить вокруг них новое гнездо.

Однажды я ехал на поезде в Бирмингем, и мы пересекали разлившуюся речку Куза. Поскольку вода доходила почти до края железнодорожного полотна, поезд двигался медленно, а в какой-то момент и вовсе остановился, дав мне возможность рассмотреть окрестности. Водная гладь обширной пойменной долины была усеяна сотнями муравьиных плотов, которые медленно плыли мимо поезда и дальше, вниз по течению. Это была огромная армия беженцев, державших путь к новым землям.

Но что же случилось с популяцией огненных муравьев на Дофин-Айленде? Куда делись все эти десятки семей с их миллионами особей? За день до приезда нашей съемочной группы на острове выпало несколько дюймов осадков. Такие интенсивные проливные дожди в этой части США – обычное дело. Мобил в Алабаме и соседний Панама-Сити во Флориде соперничают с Хайлендсом в Северной Каролине за звание округа с самым большим количеством осадков в Северной Америке. Когда мы прибыли на остров, там уже вовсю светило солнце, но часть его территории все еще была покрыта одним-двумя дюймами дождевой воды. К тому времени часть воды уже просочилась в землю, но в самый разгар ливня ее потоки стекали с поверхности острова на север, в бухту Мобил, чьи солоноватые воды уносятся дальше течением в Мексиканский залив. Я думаю, что именно эти дождевые потоки и смыли с острова живые плоты огненных муравьев, на которых те пытались спастись от наводнения. Остается только вспомнить знаменитую фразу из великого гангстерского фильма «Крестный отец»: теперь они «спят вместе с рыбами».

6
Как огненные муравьи творили экологическую историю

Летом 1942 г. на пустыре рядом с нашим более чем вековым семейным домом на Чарлстон-стрит в Мобиле (штат Алабама) обитало четыре вида муравьев. Не больше и не меньше. Я уверен в этом, потому что прополз на четвереньках с сачком в руках и тщательно обследовал каждый кубический метр этого заброшенного пространства, покрытого комьями земли, сорняками и мусором. Я знал этот пустырь так же хорошо, как собственную комнату, в которой спал, и кухню, в которой ел. По сей день я прекрасно помню, где находился каждый муравейник. Наблюдая за ними, я составил примерное представление о размерах семей и их повадках. Сегодня я знаю о них гораздо больше, включая, разумеется, и их научные названия.

У меня, в то время 13-летнего бойскаута, были амбициозные планы. В рамках подготовки к будущим экспедициям в джунгли (которые я, разумеется, буду возглавлять, когда вырасту), я решил провести на пустыре то, что сегодня официально называется Полной инвентаризацией таксономического биоразнообразия (All Taxa Biodiversity Inventory/ATBI). Суть этой простой на словах, но зачастую трудной на деле процедуры состоит в том, чтобы найти и определить все виды выбранной группы организмов на конкретной территории в конкретный момент времени.

Тем жарким и влажным летом в прибрежном Мобиле я выбрал в качестве группы для инвентаризации муравьев. Вряд ли я мог вообразить, насколько важными (и даже в какой-то мере провидческими) окажутся результаты этой работы.

Первым видом муравьев, обнаруженным мной на пустыре за домом, был Odontomachus brunneus – большие черные муравьи с длинными щелкающими жвалами, укус которых является очень болезненным. Они разместили свое гнездо под фиговым деревом в куче старой битой черепицы вперемешку с землей. Второй была семья мелких желтых Pheidole floridana, обосновавшаяся под пустой бутылкой из-под виски. Они жили там почти год, и я периодически наблюдал за ними, аккуратно приподнимая бутылку. Затем в трухлявом заборе, отделявшем наш дом от пустыря, я обнаружил «аргентинского муравья» Linepithema humile, опасного вредителя, распространенного на юге США. В теплую погоду длинные колонны их фуражиров спускались на землю за едой.

13-летний Эд Уилсон летом 1942 г. с сачком на пустыре, примыкающем к семейному дому Уилсонов в Мобиле, штат Алабама, рядом с гнездом огненных муравьев – первым зарегистрированным на территории США.

И наконец, я сделал то, что без преувеличения можно назвать открытием всей моей жизни – ладно, пусть не всей жизни, но всего моего детства. Я обнаружил земляную насыпь около 30 см высотой, которая кишела необычными муравьями, каких я никогда прежде не видел. Сегодня я могу сказать, что это был первый зарегистрированный случай обнаружения в Северном полушарии красного огненного муравья Solenopsis invicta. Этот вид в некотором роде стал судьбоносным для всей американской истории. Присвоенное ему систематиками название invicta, означающее в переводе с латыни «непобедимый», как нельзя лучше подходит для одного из самых успешных инвазивных видов в истории. А термин «инвазивный», согласно определению Департамента сельского хозяйства и Департамента природных ресурсов США, означает не просто «экзотический», «занесенный», «неаборигенный» или «чужеродный», но и «каким-либо образом наносящий ущерб окружающей среде, или людям, или же тому и другому одновременно».

Место, где стоял наш дом, превосходно подходило для поиска новых инвазивных видов – мой прадед, один из первых в США торговцев мебелью, построил его всего в пяти кварталах от торгового порта Мобила, куда прибывали корабли с грузами, в том числе из Аргентины и Уругвая, с родины огненных муравьев. Когда-то мой отец корабельным юнгой плавал до Монтевидео.

Разумеется, обнаруженная мной на пустыре семья красных огненных муравьев была далеко не первой и не единственной на алабамском побережье. Если бы я обследовал другие пустыри на соседних улицах в районе порта или даже в других районах города, я бы почти наверняка нашел множество других семей. Сегодня большинство экспертов сходятся во мнении, что интродукция красного огненного муравья началась в 1930-е гг. Но не раньше, учитывая стремительную скорость колонизации, присущую этому виду: новые семьи быстро растут в размерах и начинают производить новых самок, а значит, и новые семьи, в течение года или двух.

На заросшем сорняками пустыре рядом с домом автора в г. Мобиле (штат Алабама) в 1942 г. обитали четыре вида муравьев. На рисунке отсутствует вид Pheidole floridana, гнездившийся под старой бутылкой из-под виски.

(Рисунки Кристен Орр.)

На протяжении 1940-х гг. энтомологи с тревогой наблюдали за взрывным ростом популяции красных огненных муравьев. Они захватили Мобил, затем окрестности города и двинулись дальше.

Вскоре то, что началось в Мобиле, переросло в национальную, а затем и в интернациональную проблему. Огненные муравьи колонизировали Северную и Южную Каролину, добрались до Техаса и Калифорнии. Совершили высадку на Гавайях и вторглись в Австралию, Новую Зеландию и Китай. Один за другим они оккупировали Малые Антильские острова, двигаясь с севера на юг, в сторону своей родины. В Алабаме они заполонили газоны, обочины дорог и сельскохозяйственные угодья: плотность расположения их гнезд доходила до 50 на акр (0,4 га), причем каждая семья насчитывала до 200 000 рабочих, готовых атаковать любого врага. На фермах в соседних округах муравьи истребляли проростки редиса, люцерны и других товарных культур. Делали пастбища опасными для скота. Проникали в сельские дома в поисках еды и жалили всех подряд.

Затем было обнаружено, что в некоторых природных местах обитания, в частности в светлых сосняках, огненные муравьи поедают мелких млекопитающих и гнездящихся на земле птиц.

Когда я учился на последнем курсе Алабамского университета и уже прослыл на факультете экспертом по муравьям, Департамент охраны окружающей среды Алабамы обратился ко мне с просьбой изучить популяцию огненных муравьев, составить карту их распространения и оценить наносимый ими вред.

Поскольку эти вездесущие захватчики не прятали своих гнезд (земляные насыпи в полметра высотой сразу бросались в глаза), бесцеремонно досаждали людям, а также потому, что мне помогал мой однокурсник Джеймс Идс, у которого был свой автомобиль, наше исследование продвигалось довольно быстро.

Ценой бесчисленных укусов и пустул мы изучили все виды ущерба, наносимого шестиногими оккупантами, а также узнали много нового об их жизненном цикле. Важным открытием стало то, что молодая оплодотворенная самка может пролететь расстояние около 8 км, построить на новом месте гнездо, начать откладывать яйца и быстро вырастить семью до таких размеров, чтобы в течение двух лет там начали появляться новые самки.

Короче говоря, мы обнаружили, что огненного муравья трудно победить обычными средствами – в частности, с помощью инсектицидов. Тем не менее наше заключение не помешало Департаменту сельского хозяйства США при поддержке производителей химикатов выбрать именно такой способ борьбы, приняв решение обработать пестицидами всю территорию, на которой успели распространиться эти насекомые, чтобы уничтожить их всех одним махом.

Этот план соответствовал духу эпохи. Пятидесятые годы были периодом американского триумфализма. Мы помогли спасти мир от фашизма. Мы затормозили, если не остановили шествие мирового коммунизма. Наша наука и технологии творили чудеса. Мы мыслили масштабно, очень масштабно. Мы могли все. Создав сначала атомную, затем водородную бомбу, мы, естественно, начали думать о том, как использовать энергию ядерного взрыва в мирных целях. В 1957 г. Комиссия по атомной энергии разрабатывала серию предложений по использованию ядерных взрывов как гигантской лопаты. Это позволило бы добраться до ранее недоступных залежей природного газа или выдолбить на побережье Аляски новую гавань. А с помощью цепочки ядерных взрывов можно было бы проложить новый канал между Тихим океаном и Карибским морем, параллельно чересчур загруженному Панамскому каналу. Словом, мы могли бы переделать природу по своему усмотрению, правда, с весьма печальными последствиями.

Все эти мегапроекты вскоре были похоронены из-за геологической и экологической катастрофы, прогнозируемой в случае их осуществления. Но дух триумфализма не только не умер, но, напротив, укрепился в результате наших побед в космосе, медицине и фундаментальной науке. И на фоне этих настроений казалось естественным, что даже такой вредоносный вид инвазивных насекомых, как красный огненный муравей, может быть если не уничтожен, то по крайней мере остановлен с помощью нашей всепобеждающей силы.

В 1958 г. Департамент сельского хозяйства США принял программу по обработке пестицидами гептахлором и дильдрином большей части зараженной территории на юге США. Это действительно позволило значительно уменьшить популяцию огненных муравьев – однако не искоренило ее полностью. В то же время серьезно пострадали популяции других насекомых и беспозвоночных, а также млекопитающих и птиц. Люди тоже подвергались серьезному риску, поскольку гептахлор может вызвать повреждение печени, а дильдрин действует как нейротоксин.

Эта массовая кампания по борьбе с огненными пришельцами была изначально обречена на провал из-за еще одной нерешаемой биологической проблемы: даже если залить всю местность пестицидами, но упустить одну-единственную семью, эта семья произведет на свет сотни крылатых самок, которые разлетятся во все стороны на расстояние до 8 км и создадут там новые семьи. По всем этим причинам я впоследствии окрестил массовое опрыскивание пестицидами «энтомологическим Вьетнамом».

Примерно в это время кампанией по борьбе с огненными муравьями заинтересовалась Рейчел Карсон. Она была в ужасе от того, что Америка творит сама с собой. Поскольку я уже был известен как специалист по этим муравьям, Карсон написала мне, что хочет приехать из штата Мэн, где проводила лето в своем доме, в Гарвард и всесторонне обсудить со мной эту проблему. Но затем она заболела и отменила встречу. В ответ я порекомендовал ей недавно опубликованную работу, в которой были представлены результаты исследований последствий широкого применения пестицидов. Надеюсь, что эта работа была ей полезна, однако впоследствии я всегда сожалел о том, что не бросил все и не поехал в Мэн, чтобы лично встретиться с этой великой американкой.

Впрочем, Рейчел Карсон обошлась без посторонней помощи. В 1963 г. она опубликовала сенсационную книгу «Безмолвная весна» (Silent Spring), которая кардинально изменила наше отношение к пестицидам и, пожалуй, в большей степени, чем любое другое событие или публикация, положила начало общественному экологическому движению и новой эре в области охраны окружающей среды. И все же отметим, что важную роль в появлении этой революционной книги сыграли именно огненные муравьи, чье вторжение на территорию США было впервые (насколько мне известно) зафиксировано юным натуралистом на краю пустыря в южном портовом городе.

А теперь давайте вернемся на 500 лет в прошлое и посмотрим, как другой вид этого же рода, тропический огненный муравей Solenopsis geminata, едва не изменил ход истории в процессе колонизации Нового Света. Именно к такому выводу я пришел, проведя детальное историко-энтомологическое расследование. И еще я вывел главное правило антропогенных экологических бедствий: в этом деле люди постоянно наступают на одни и те же грабли. Итак, вот как все было…

7
О том, как муравьи победили конкистадоров

На протяжении пяти веков раннюю историю колонизации Нового Света окутывала энтомологическая тайна. Примерно в 1518–1519 гг. на первые испанские поселения на острове Эспаньола обрушилось неожиданное бедствие – нашествие жалящих муравьев. Согласно свидетельствам очевидца, колониального историка Бартоломе де Лас Касаса, муравьи наводняли человеческие жилища, уничтожали или делали недоступными значительные части посевов[5]5
  Этот рассказ основан на моей статье «Вспышки массового размножения муравьев в период ранней колонизации Нового Света» (Early ant plagues in the New World, Nature 433 (7021): 32 (2005)).


[Закрыть].

Колонисты оказались бессильны против быстро разрастающихся муравьиных семей, которые вскоре распространились и на их поселения на Кубе и Ямайке. В отчаянии они молились своему святому покровителю в надежде на помощь небес и устраивали религиозные шествия по деревушке Санто-Доминго. В конце концов они перенесли поселение на другой берег реки.

Все было напрасно. Колонисты уже подумывали о том, чтобы вовсе покинуть остров.

К счастью для современной науки, Лас Касас описал некоторые ключевые черты эспаньольских муравьев. По его словам, они были очень агрессивны, а их укусы крайне болезненны. Их огромные семьи размещались в корневых системах кустарников и деревьев и, в отличие от вездесущих муравьев-листорезов, не трогали надземную растительность, но каким-то образом повреждали корни. И, разумеется, их привлекали человеческие жилища.

Со временем (к сожалению, у нас почти нет никаких сведений за этот период) муравьиное нашествие схлынуло само собой. Почти 400 лет спустя, в 2004 г., когда я стал куратором муравьиной коллекции Гарвардского университета, самой большой и полной в мире, я попытался идентифицировать эспаньольского муравья и понять, что же привело сначала к взрывному росту его популяции, а затем к такому же резкому спаду. Этот вид вполне мог существовать и сегодня, тихо и мирно поживая, как ветеран проигранной войны, среди своих более миролюбивых собратьев.

Объездив с мирмекологическими экспедициями Кубу, Доминиканскую Республику, Пуэрто-Рико и Малые Антильские острова от Тобаго до Гренады и Барбадоса, я довольно хорошо изучил вест-индийских муравьев и четко представлял, кто из них мог претендовать на роль тех самых грозных вредителей, атаковавших первых европейских поселенцев, а кто нет.

В Вест-Индии обитает около 310 известных науке видов муравьев. Я решил подойти к поиску виновного, как детектив, постепенно сужая список подозреваемых до тех пор, пока все улики убедительно не укажут на одного из них. Тогда я смог бы представить обвиняемого жюри присяжных в лице моих коллег-мирмекологов.

Короче говоря, перелопатив горы данных, собранных в ходе полевых исследований, я нашел единственный вид, который соответствовал всем перечисленным Лас Касасом признакам. Это был тропический огненный муравей Solenopsis geminata. Мой вывод подкреплялся и такой важной косвенной уликой, как близкое сходство событий 500-летней давности с нашествием родственного ему вида Solenopsis invicta на южные штаты США в 1940-е гг.

Для вида S. geminata, едва не одолевшего испанских колонистов, характерно наличие касты суперсолдат с еще более крупными головами, чем у обычных солдат, и очень мощными жвалами, предназначенными для измельчения семян. Его первоначальным ареалом предположительно была прибрежная равнина, протянувшаяся от Северной Каролины через побережье Мексиканского залива до Мексики. Этот вид оказался успешным колонизатором, заселив благодаря человеку и его торговым маршрутам всю Африку, Азию от Тайваня до Индии, Полинезию и Австралию. Недавние молекулярные исследования показали, что в начале XVI в. он добрался на испанских галеонах из Акапулько до Манилы, а оттуда тем же способом до Китая.

По меньшей мере три ключевых качества делают S. geminata идеальным инвазивным видом. Прежде всего эти муравьи едят почти все: охотятся на насекомых и беспозвоночных, поедают падаль, любят семена. Они прекрасно себя чувствуют на пляжах, где обычно размещают свои гнезда, и используют их как плацдарм для дальнейшего захвата территорий. И наконец, они прекрасно путешествуют в смеси из земли и камней, которая раньше использовалась в испанских галеонах как балласт.

Указанные Бартоломе де Лас Касасом временны́е рамки также хорошо объясняют картину произошедшего, что подтвердит вам любой мирмеколог. Нашествие муравьев на Эспаньолу случилось спустя два-три десятилетия после прибытия на остров первых испанских галеонов – именно столько времени обычно требуется пришлому виду огненных муравьев, чтобы прижиться в новой среде и размножиться до инвазивного уровня. После этого их численность обычно идет на спад, и они превращаются, как мы это видим сегодня, в (почти) обычного представителя муравьиной фауны.