| 1 |
ФЁДОР БАКШТ КУЧА ЧУДЕС МУРАВЕЙНИК ГЛАЗАМИ ГЕОЛОГА Томск — 2011 Предисловие Про муравьев написаны тысячи статей и десятки толстых книг О них писали биологи и фантасты, философы и экологи, социологи и многие другие исследователи Муравьи являются героями многочисленных сказок, кинофильмов Их портреты можно найти в специальных научных и популярных журналах, в Интернете и даже на почтовых марках и конвертах Все эти выпуски сопровождались специальными почтовыми штемпелями Некоторые марки, посвященные муравьиной теме, показаны на цветной вклейке Однако самая полная книга об этих удивительных существах еще не написана, а об этом мечтал еще Чарльз Дарвин Да, пожалуй, это и невозможно Ибо человеку предстоит открывать и открывать еще много нового и удивительного о муравье как таковом и о его взаимоотношениях с миром К сожалению, работ, рассматривающих жизнь и деятельность муравьев с точки зрения инженера или физика, очень немного Этот недостаток в какой-то мере восполняют результаты наших наблюдений и размышлений, о которых рассказывается в раскрытой вами книге Едва ли не каждому жителю Земли приходилось видеть муравейники, своеобразные жилища этих «маленьких тружеников леса», как назвал муравьев известный советский натуралист томский профессор Павел Иустинович Мариковский Наблюдать за ними — весьма занятное дело Совсем немного времени понадобится для того, чтобы убедиться, что за кажущимся хаосом движения великого множества малюсеньких существ кроется нечто хотя и непонятное, но тем не менее целесообразное и мудрое Мы же предлагаем читателю взглянуть на этих насекомых глазами геолога и геофизика, которые видят предназначение своих наук в самой тесной связи с всеобъемлющей наукой будущего — экологией Отправимся вместе в лес Для того чтобы полюбоваться чудесным созданием природы — обыкновенным муравейником А если вам повезет, то вы увидите не одну муравьиную постройку, а целый муравьиный город Настоящую поляну чудес Точнее, целый ансамбль построек, каждая из которых — куча чудес. |
| 2 |
Да, именно куча! И именно чудес! Кстати, совсем недавно, каких-то сто лет тому назад, эти сооружения так и называли: муравьиная куча, муравейник мурашник — гнездо и жилье муравьиной общины А по дороге в лес попытаемся вспомнить о том, что мы знаем об этих шустрых и вездесущих шестиногих, что помнится нам о них с детства Они, как санитары, чистят лес Разрыхляют и улучшают почву Чем-то там питаются и сами служат кормом для птиц и даже для медведей Наконец, они вырабатывают муравьиную кислоту А что еще Эти беспозвоночные животные являются трахейнодышащими, то есть вместо легких у них лишь особые каналы — трахеи В одной из популярных энциклопедий сказано, что муравьи семейство формисидае принадлежат к надсемейству жалящих перепончатокрылых хименоптера К этому же надсемейству относятся осы, пчелы, шмели, шершни И что семейство формисидае объединяет около 300 родов примерно с 8800 видами Некоторые же мирмекологи мирмекос — муравей по-гречески насчитывают до 25 тысяч видов этих шестиногих! Но и это очень немного: всего предполагается существование 30 миллионов видов всех насекомых, из которых пока классифицировано только около одного миллиона! То есть это больше, чем у животных, растений, грибов и бактерий, вместе взятых А остальные виды муравьев пока не имеют научных человеческих имен Многие насекомые живут очень большими сообществами, насчитывающими многие тысячи и даже миллионы особей Самые большие колонии известны у африканских кочующих муравьев дорилус вилверти И все эти муравьи — гиганты: крупные, с мощными режущими жалами, способными убивать даже мелких позвоночных Их царицы — самые рослые муравьи в мире: более 5 сантиметров в длину Этот вид более всего распространен в Африке; его максимальная популяционная плотность местами достигает трех колоний на один гектар В них могут проживать около 20 миллионов особей Средняя же плотность популяции муравьев во влажных тропических лесах Амазонии или Западной Африки составляет 8 миллионов. |
| 3 |
Эти грозные муравьи, перемещаясь по лесу колоннами до километра длиной и шириною до нескольких десятков метров, пожирают на пути всю мелкую живность Их аппетит непомерен: за сутки они уничтожают до двух миллионов лесных вредителей! Так что их роль как «чистильщиков» леса невероятно велика Настолько велика, что обитатели оседлых муравейников, которых ежегодно грабят движущиеся по большому кругу кочевники, не покидают своих жилищ: такой симбиоз им, очевидно, выгоден Так же, как и многочисленным муравьиным птицам, а также кормящимся около воинственных кочевников другим насекомым Передвигаясь со скоростью двух-трех сотен метров в день, кочевники покидают временное гнездо целых четверо суток, то есть около трех тысяч особей в минуту Их не задерживают ни реки, ни горы Сцепляясь друг с другом лапками, используя подручный строительный материал различные листки и веточки, они могут даже построить живой мост через небольшую речку Для этих крошечных созданий такой висячий мост почти то же, что для людей — мост через 14-километровый пролив Гибралтар, разделяющий Африку с Европой По этому временному сооружению, построенному особыми муравьями-строителями, переберется вся колонна с куколками и царицами Назад уже пути нет: там все съедено Продолжать движение по берегу трудно и опасно Не станет для них непреодолимым препятствием и большая река Достигнув ее, все муравьи колонны начинают собираться в один большой ком В середине оказывается царица с молодью, снаружи — мощные воины и рабочие Раскачав этот шар, муравьиная колонна пускается вплавь Чтобы не задохнуться, муравьи все время меняются местами, и наверху, над водой, оказываются по очереди то одни, то другие Интересно, что подобным же образом ведут себя — кучкуются — и другие животные Например, в экстремальной ситуации собираются в большие плотные кучи амебы, пчелы, змеи, пингвины, некоторые рыбы Так они сохраняют тепло и, возможно, подбадривают друг друга Муравьи-кочевники ориентируются на местности по магнитному полю Земли с помощью специального органа, находящегося в головном мозге. |
| 4 |
Этот природный компас представляет собой микроскопический кристаллик железа или магнетита, магнитного минерала Обнаружили его в 1990 году бразильские ученые-энтомологи Останавливаются эти бродячие, бездомные путешественники только для того, чтобы организовать временное гнездо, в котором они проживут все вместе примерно месяц Некоторые из них находят одну компактную камеру, другие собираются, сцепляясь слоями, в кучку, состоящую иногда почти из миллиона особей Это необходимо им для получения личинок нового поколения, расплода, подрастающего потом уже в пути Вся молодь воспитывается в походных условиях и не умеет ничего делать, кроме как исполнять свой воинский долг В этом они схожи с некоторыми другими насекомыми А африканских муравьев сиафу прозвали убийцами, муравьями-киллерами Их жертвами иногда становятся даже люди К счастью, это происходит очень и очень редко Нашествие этих муравьев произошло в 2009 году в южных штатах США - в Техасе и Флориде Там их зовут «сумасшедшими» муравьями за то, что они покрывают сплошным ковром все, что попадается на их пути — будь то растения, животные, люди или строения, сообщали в журнале уолл стрит Наиболее уязвимы перед нашествием пасечники и фермеры, поскольку муравьи поедают посевы, пчел и птиц Они легко перегрызают электрические провода, выводя из строя освещение и компьютеры Незваные пришельцы из стран Карибского бассейна причиняют экономике штатов невиданные убытки Анатомическое и, особенно, поведенческое сходство уже давно позволило считать ос предками муравьев Эта точка зрения была научно подтверждена палеонтологами в 1967 году, когда в куске янтаря на пляже в Нью-Джерси были найдены два ископаемых образца, соответствующих осомуравью, то есть переходной форме между этими двумя группами Американские ученые из Музея естественной истории назвали ее спекомирма фрей Этот вид появился на Земле в эпоху расцвета динозавров, в меловом периоде примерно 80 миллионов лет назад, и почти идеально подходит на роль звена, связующего муравьев с осами. |
| 5 |
Хотя в его анатомии сочетаются муравьиные и осиные признаки, он все же ближе к муравьям Позже ископаемые муравьи, почти одновозрастные с американскими, были найдены в Японии И тоже в куске янтаря, образовавшегося 85 миллионов лет назад Всего же в мире найдено несколько сотен таких янтарных останков муравьев Кроме того, сохранилось немного отпечатков насекомых до пяти сантиметров длиной на окаменевших древних глинах Есть смелое предположение о том, что муравьи бегали по земле уже 110—116 миллионов лет тому назад, в начале мелового периода, а может быть, даже несколько ранее Но точных данных о том, когда появились первые муравьи, до сих пор нет Современная же фауна муравьев сформировалась 45— 50 миллионов лет назад, а возможно, еще позднее, всего один миллион лет назад, на глазах первобытного человека Но для нас с вами не так уж важно, существуют муравьи десятки или сотни миллионов лет В любом случае времени для эволюции, для совершенствования их сообщества было вполне достаточно Преимущества, полученные муравьями благодаря их фантастически развитой кооперации, воплотились в тот факт, что сегодня это доминирующая по численности группа членистоногих Кое-где в Аргентине на одном гектаре насчитывают более 1800 взрослых гнезд! Гигантская колония аргентинских муравьев, протянувшаяся более чем на 60 миль, была обнаружена неподалеку от австралийского города Мельбурна На своей исторической родине эти муравьи живут гораздо меньшими группами, но в Австралии слились сразу несколько групп, создав одну массовую суперколонию В тропических лесах бассейна Амазонки муравьи вместе с термитами еще одна крупная группа общественных насекомых таких громадных колоний не образуют, но их там очень и очень много Представим себе, что мы сложили в огромную кучу всех муравьев и термитов, обитающих на одном гектаре тропического леса В ней окажется восемь миллионов особей муравьев и около одного миллиона термитов, что является средней популяционной плотностью. |
| 6 |
А теперь взвесим эту кучу Так вот, ее вес составит почти половину массы всех прочих животных, населяющих этот гектар южноамериканской Амазонии В Сибири, где климат гораздо более суровый, на одном гектаре могут существовать всего 100—150 гнезд Такой муравьиный рай обнаружен, например, около Томска По подсчетам томского лесовода Николая Шилова, общая масса насекомых, живущих там на одном гектаре, достигает четырех тонн! Роль этого сообщества невероятно огромна Всем известно, что насекомые, да еще черви, обеспечивают переработку всего почвенного слоя, сохраняя его плодородность В лесах умеренного пояса они перемещают и аэрируют проветривают грунта не меньше а в тропических лесах — даже больше, чем земляные черви Ученые полагают, что за пять лет муравьи перерабатывают весь почвенный слой земли Любопытно, что об этом науке стало известно не так уж давно: еще сто лет тому назад считалось, что насекомые, прокладывая многочисленные ходы, портят тем самым плодородную почву! Хотя народная мудрость отмечала это очень давно: Муравей не велик, а горы копает — гласит русская поговорка, которую приводит в своем словаре Владимир Даль В залитых дождями тропических лесах питательные вещества оставались бы в верхних слоях почвы, если бы не переносились вглубь почвенными животными Муравьи-листорезы из рода атта доставляют растительный материал на глубину до шести метров Мало того, муравьи не только готовят почву, но и засевают ее: до 20% семян растений разносят муравьи, помогая ветру и птицам В областях с привычным для нас умеренным климатом глубина освоения недр муравьями не такая большая И популяционная плотность этого семейства, конечно, тоже намного меньше Но эти цифры все равно впечатляют, ведь масса прочих животных уменьшается к северу еще больше Например, на Большом Ушканьем острове, возвышающемся над холодной водой северной части Байкала, находится одно из самых богатых муравьями мест в России. |
| 7 |
Площадь острова всего девять квадратных километров И в западной его части на одном гектаре здесь можно встретить до 10 зрелых муравьиных гнезд, да еще очень крупных, высотой до 170 сантиметров и около трех метров в диаметре Этот феномен объясняется просто: на острове у муравьев нет могущественных врагов: медведей, кабанов, да и безответственных людей тоже Поэтому-то и гнезд здесь так много, и построены они часто не из хвоинок, а из крупного белого песка и мелкого гравия Хотя строить такие дома труднее, но что поделать: места в северном лесу всем здешним букашкам просто не хватает Говоря о возможности создания искусственных муравьиных городов, нельзя не сказать об успешном переселении депортации семей маленьких защитников леса, уже проводимом лесниками Расселение гнезд муравьев проводится в европейских лесах уже более полувека Опыты по привлечению рыжих лесных муравьев для уничтожения опасного вредителя леса — соснового пилильщика - проводились и в Западной Сибири Для эксперимента был выбран участок леса на территории Некрасовского кедровника, что на 25 километров южнее Томска Инициаторы проекта — лесовод Николай Шилов и эколог Николай Милютин — перенесли на новое место, пораженное вредителями, материал из 10 здоровых зрелых гнезд Положительные результаты были зафиксированы уже в начале следующего лета Пилильщик был уничтожен на территории одного гектара Та же участь постигла очаг распространения колорадского жука, прижившегося на окрестных картофельных полях, где также был проведен подобный эксперимент Сколько животных могут прожить на нескольких гектарах нашего леса От силы десяток-другой птиц, столько же мелких грызунов и, конечно, множество насекомых и червей А каждому крупному зверю медведю, лосю требуются для прокорма сотни гектаров Общая их масса едва ли составит пару тонн А вот муравьев на такой небольшой площади может проживать до 120 миллионов особей! Именно столько жителей насчитывает компактное городище, состоящее из 223 гнезд, надземные постройки купола которых достигают двухметровой высоты. |
| 8 |
Находится это замечательное место в Новокалитвенском лесничестве Воронежской области Общая масса этих букашек составляет почти одну тонну Обычно же масса муравьиного населения одного гектара составляет около 100 килограммов Согласитесь, что и это не так уж мало! Этим или немногим более полным набором разнообразных сведений располагали я и мои коллеги, когда случай помог нам увидеть в лесу нечто необыкновенное и необъяснимое Об этом и будет наш первый рассказ 1 МАГНИТНЫЕ ДОМИКИ Несколько лет подряд наш полевой отряд проводил геофизические исследования в одном из старых золотоносных районов в Енисейской тайге Рудная зона протягивалась по склонам невысоких пологих гор, заросших сосной, березой и непременной для северной горной тайги лиственницей Съемку вести было нетрудно: этому способствовали редкий подлесок, невысокая, по колено, трава и отсутствие болот Почва здесь обычная, подзолистая, соответствующая этому ландшафту Прииск Боголюбовский, находившийся севернее Ангары на левом берегу реки Рыбной, рядом с поселком Раздолинск, славился своими богатыми золотоносными россыпями с середины 19 века По данным местных геологов, здесь предполагалось открытие большого коренного месторождения драгоценного металла Это и привлекло нас сюда Вскоре мы обнаружили, что участок понравился не только нам: его облюбовали и рыжие лесные муравьи формика руфа рода формика, очень распространенного по всей Сибири, в России, да и в других странах мира Муравейники с плоским верхом (они обычно так и называются - плосковерхие), почти всегда обильно заселенные, встречались нам и на склонах и вершинах гор, и на сухих речных террасах Их золотовершинные купола поражали своими внушительными размерами: до полутора метров высотой и до двух метров в поперечнике Это свидетельствовало о хорошей экологической обстановке. |
| 9 |
Иначе не было бы здесь столь сильных, многочисленных семей насекомых Нельзя было не заметить, что многие муравейники в лесу вытянулись вдоль прямой линии или располагались кругами в десятки метров И нам вспомнилось предположение ученых о том, что, выстраивая свои небоскребы, муравьи выбирают места с учетом расположения кольцевых и линейных геологических структур, в том числе и разломов в земной коре Объясняются же их градостроительные пристрастия просто: муравьи селятся там, где по трещинам в породах, неглубоко залегающих под почвой, ближе всего к поверхности поднимается вода, необходимая им, как и всему живому Нам это было не только очень интересно, но и очень важно Геологам хорошо известно, что многочисленность подобных структур — зон трещиноватости — свидетельствует о возможном присутствии на данном участке рудных зон, среди них и золотоносных Работа наша сопровождалась детальным изучением физических свойств пород и руд, в том числе их намагниченности Для золотоискателей эта работа была очень важна: известно, что во многих районах месторождения золота сопровождаются повышенными содержаниями железа в породах (то есть магнитными и другими геофизическими аномалиями) Так вот, изучая магнетизм почв, мы с удивлением обнаружили, что несколько встретившихся на нашем пути муравьиных сооружений ощутимо намагничены! Первой обратила на это внимание студентка Красноярского государственного университета Аня Вахненко Любознательная практикантка, выполняя геофизические измерения, настойчиво прикладывала датчик прибора ко всему подряд: к золотым рудам, к обычной почве, к блестящим кристаллическим сланцам и полосчатым известнякам Оказался на пути маршрута большой муравейник Аня обследовала и его тоже И тут же объявила: — А муравейник-то тоже магнитный! Прямо как руда! Поначалу мы восприняли ее «открытие» с недоверием, потом расценили как случайность Но Анино любопытство увлекло нас, и мы стали опробовать «на магнитность» надземные части всех встречавшихся муравейников подряд: и на горе, и на склонах, и в долине, вплоть до самого болота, находившегося на краю участка. |
| 10 |
Говоря специальным техническим языком, мы использовали технологию каппа-метрии Так называется измерение магнитной восприимчивости вещества, то есть величины, характеризующей его способность взаимодействовать с магнитным полем Земли Эта величина обозначается греческой буквой х (каппа) Вскоре мы с понятным изумлением установили, что заметно намагниченными оказались купола всех исследованных нами муравейников, причем от самого основания, называемого земляным валом, до уплощенных вершин И это уже не могло быть случайностью! Впоследствии эту неизвестную науке закономерность мы подтвердили в окрестностях Красноярска и Томска, в горах Хакасии, в заоблачных полупустынях Тывы и Горного Алтая и даже среди бескрайних болот западносибирского Севера Десятки обследованных муравьиных куполов, тысячи замеров позволили уверенно установить: физическая характеристика куполов несет массу весьма полезной информации не только о самих муравьях, но и о биосфере Земли, о связях всего на ней сущего, а также о том, что представляет собой понятие «экология» Разумеется, магнитная восприимчивость материала куполов в десятки и даже в сотни тысяч раз меньше, чем у минералов, содержащих много железа, которые так и называются - магнитные Это магнетит, пирротин и другие Советы хозяйке Избавиться от муравьев — это значит только прогнать их, переселить куда-нибудь И не надо их уничтожать, так как муравьи отнюдь не вредители Основная пища этих хищников — насекомые (до 60 % рациона) За сезон жители одного большого муравейника уничтожают до 1 миллиона насекомых Но рассмотрим купол подробнее Его слагают, в основном, вещества органического происхождения Их магнитная восприимчивость настолько мала (для геофизика), что ею можно пренебречь Древесные иголки, веточки, стебельки трав и разная прочая труха — чему же здесь быть магнитному Кроме того (а это достоверно известно), даже сами почвы на 98 % обычно состоят из очень слабо намагниченных минералов Ферромагнитных веществ, таких как чистое железо и его окислы (магнетит и другие), в них почти нет. |
| |
… |
Комментарии
Хотя кого я обманываю, здесь уже много лет никому и не до чего нет дела...