Планета муравьёв: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Муравьи, которые видели динозавров

В 1950-е гг. мы с моим наставником Уильямом Брауном постоянно обсуждали эволюционную историю муравьев. Несмотря на то что мирмекологи изучили тысячи ныне существующих видов, мы располагаем лишь довольно скудной информацией о месте и времени происхождения этой доминантной группы насекомых. От кого произошли первые на Земле муравьи? Когда они появились? И зачем?

В нашем распоряжении имелось множество ископаемых остатков. Самым богатым кладезем древних образцов был балтийский янтарь – окаменевшая смола хвойных деревьев, росших по берегам Балтийского моря в эпоху эоцена, примерно 50 млн лет назад. Мой гарвардский предшественник Уильям Мортон Уилер собрал и тщательно описал большую коллекцию сохранившихся в янтаре муравьев. Но балтийский янтарь, хотя и позволял проследить значительный отрезок эволюции, ничего не говорил о происхождении муравьев в целом. Лучшее, что мы могли сделать, – экстраполировать назад во времени те тенденции, которые мы вывели из анализа окаменелостей в балтийском янтаре.

Мы предположили, что непосредственными предками муравьев, скорее всего, были жалящие осы, которые каким-то образом совершили гигантский скачок от одиночного к общественному образу жизни. Чтобы проверить наши догадки, нам требовались более древние окаменелости – намного древнее тех, что содержались в балтийском янтаре. Несколько разрозненных образцов из древних горных пород указывали на то, что нам нужен янтарь с сохранившимися в нем насекомыми мелового периода – последнего периода мезозойской эры, которая также известна как эпоха рептилий или эпоха динозавров.

Прорыв произошел в 1965 г., когда двое коллекционеров-любителей, мистер и миссис Эдмунд Фрей из Маунтинсайда (штат Нью-Джерси), изучая фрагменты янтаря мелового периода, добываемого в местной шахте, наткнулись на кусок с двумя рабочими муравьями. Они великодушно пожертвовали эти драгоценные с научной точки зрения окаменелости Гарвардскому университету, и мне выпала честь первому изучить муравьев возрастом примерно 90 млн лет.

Что нового рассказали нам эти вестники из далекого прошлого? Их внешнее строение (по крайней мере то, что можно было рассмотреть) соответствовало нашим с Биллом Брауном ожиданиям, но лишь частично. Некоторые особенности строения тела оказались более примитивными, чем мы предполагали. Другими словами, нью-джерсийские муравьи мелового периода сочетали в себе как признаки осиных предков, так и уникальные черты первых муравьев:

● мандибулы – осиные;

● средняя часть тела – муравьиная;

● «талия» со спины – муравьиная;

● усики – промежуточные между осиными и муравьиными.

Чтобы официально обозначить этот новый ископаемый вид, я придумал ему латинизированное название: Sphecomyrma freyi. Первая часть, название рода, означает «оса-муравей»; вторая, название вида, оказывает дань уважения его первооткрывателям – мистеру и миссис Фрей.

В результате дальнейших поисков в других месторождениях янтаря, в частности в канадской провинции Альберта и Мьянме, были обнаружены новые экземпляры Sphecomyrma. Некоторое время казалось, что мы наконец-то нашли недостающее звено в истории происхождения муравьев или по крайней мере близко подошли к этому. Муравьи, очевидно, произошли напрямую от предкового вида ос в мезозойскую эру путем последовательного и постепенного, одного за другим, изменения признаков.

Но затем внезапно – разумеется, по меркам геологического времени – все изменилось. По мере того как коллекция мезозойских окаменелостей расширялась и у нас накапливалось все больше данных об эволюционных прародителях современных муравьев, стало очевидно, что их развитие вовсе не было прямолинейным, а представляло собой адаптивную радиацию: наиболее успешная ранняя популяция или несколько таких популяций разделились на множество видов, которые стали специализироваться, осваивая разные ниши в экосистемах эпохи динозавров.

Впоследствии от одного или нескольких этих предковых видов, отделившихся в позднем мезозое, произошло все многообразие «коронных групп» современной муравьиной фауны. Другими словами, все современные группы являются результатом адаптивной радиации, и Филипп Барден, Геннадий Длусский, Дэвид Гримальди и их коллеги с помощью сравнительного анализа показали, каким образом это произошло.

В наибольшей степени это разделение – по крайней мере если судить по окаменелостям – происходило за счет изменения строения головы рабочих муравьев, которое непосредственно отражает разные способы добычи корма и защиты от врагов у разных видов. Пожалуй, наиболее радикальная модификация обнаружена у рода Haidomyrmex, впервые описанного российским энтомологом Геннадием Длусским, который также нашел его первые экземпляры. С греческого Haidomyrmex переводится как «муравей из Аида» (подземного царства мертвых), но мирмекологи обычно называют их просто адскими муравьями. В отличие от всех остальных видов, чьи жвалы двигаются в горизонтальной плоскости, как две хлопающие ладони, у адских муравьев челюстной аппарат повернут на 90°, две мандибулы слились в одну и двигаются по вертикали, смыкаясь с лабрумом (верхней губой). Как работает этот уникальный аппарат, отчасти напоминающий человеческие челюсти, мы можем увидеть благодаря сцене, навсегда запечатленной в янтаре, где адский муравей поедает личинку жука.

Иногда я ради развлечения спрашиваю у других натуралистов: если бы у вас появилась возможность волшебным образом перенестись хотя бы на несколько часов в прошлое Земли, какое время и место вы бы выбрали? Что касается меня самого, то мой ответ неизменен: я бы отправился на 100 млн лет назад, в мезозойский лес, кишащий адскими муравьями и другими удивительными «крохами».

Адские муравьи Haidomyrmex мезозойской эры, шесть видов которых жили во времена динозавров. На изображениях их голов, показанных сбоку, видно, что их жвалы двигались вверх-вниз, а не из стороны в сторону, как у современных муравьев.

(Рисунок Филиппа Бардена.)

Благодарности

Я благодарю за помощь многих людей, внесших вклад в написание этой книги, особенно Кэтлин Хортон из Гарвардского университета и Роберта Вейла из издательства Liveright Publishing, за советы и поддержку. Мои коллеги-мирмекологи из Гарварда, Стефан Кавер и Дэвид Лубертацци, внесли полезные поправки и предоставили ценную дополнительную информацию. Кристен Орр щедро поделилась точнейшими графическими портретами многих героев этой книги.

Библиография

Barden, P. 2017. Fossil ants (Hymenoptera, Formicidae) – Ancient diversity and the rise of modern lineages. Myrmecological News 24: 1–30.

Barden, P., and D. A. Grimaldi. 2016. Adaptive radiation in socially advanced stem-group ants from the Cretaceous. Current Biology 26: 515–21.

Brown, Jr., W. L., and E. O. Wilson. 1959. The evolution of the dacetine ants. Quarterly Review of Biology 34(4): 278–94.

De Bekker, C., I. Will, B. Das, and R. M. M. Adams. 2018. The ants (Hymenoptera, Formicidae) and their parasites – Effects of parasitic manipulations and host responses on ant behavioral ecology. Myrmecological News 28: 1–24.

Delage-Darchen, B. 1972. Une fourmi de Côte-D'Ivoire – Melissotarsus titubans Del., n. sp. Insectes Sociaux 19(3): 213–36.

Deyrup, M. 2017. Ants of Florida – Identification and Natural History (Boca Raton, FL: CRC Press).

Fisher, B. L., and B. Bolton. 2016. Ants of Africa and Madagascar– A Guide to the Genera (Oakland, CA: University of California Press).

Frank, E. T., M. Wehrhahn, and K. E. Linsenmair. 2018. Wound treatment and selective help in a termite-hunting ant. Proceedings of the Royal Society B 285: 20172457.