В наиболее развитых семьях муравьев может быть до десяти «каст». Жизненный уклад такого муравейника чрезвычайно сложен. Давайте сначала познакомимся с семьями попроще, например с муравьями-жнецами. Живут эти насекомые в степях и пустынях нашей страны и Северной Африки и питаются исключительно семенами различных растений. В семьях жнецов пять каст. Кроме самцов и цариц существуют мелкие рабочие муравьи, крупные рабочие – их называют «солдатами» – и муравьи промежуточного размера. Как и у пчел, у всех рабочих муравьев смена профессий осуществляется в совершенно определенной последовательности, но продолжительность работы на каждой должности и сроки перехода на новую работу у каждой «касты» свои. Сначала молодые муравьи работают «по дому» домработницами и няньками, затем превращаются в домостроителей и под конец становятся «фуражирами», доставляя в гнездо пищу. Солдаты первыми двумя профессиями занимаются очень недолго и вскоре целиком специализируются на добывании пищи. Мелкие рабочие, напротив, много времени отдают домашним профессиям, а в фуражиров переквалифицируются только в глубокой старости, если, конечно, доживут до этого возраста.
У фейдоле, относящихся к числу самых крохотных муравьев, два вида рабочих, мелкие и большеголовые солдаты. У них, наоборот, маленькие муравьишки быстро разделываются с домашними профессиями, а остаток жизни посвящают добыванию «хлеба насущного». Солдаты, как правило, на всю жизнь привязаны к дому. Главная их обязанность – охранять гнездо, а в свободное от вахт время перетирать своими огромными челюстями принесенные фуражирами зерна.
Хотя самки общественных насекомых чрезвычайно плодовиты, рабочих рук часто все-таки не хватает. Для того чтобы из отложенного «царицей» яичка вырастить нового рабочего муравья, требуется затратить много труда и много времени. Некоторые виды муравьев сумели найти выход из этого затруднительного положения, превратившись в рабовладельцев. В наших лесах услугами рабов пользуются рыжие лесные муравьи, кроваво-красные муравьи и пахучие муравьи-древоточцы. Они нападают на более слабые гнезда своих соседей, захватывают и переносят к себе их личинки куколок. Иногда «царицы» единолично покоряют целые муравьиные семьи. Молодая самка рыжих лесных муравьев, проведав каким-то образом, что семья бурого лесного муравья осталась без «царицы», проникает в гнездо и захватывает в нем власть. Поработив бурых рабочих муравьев, она эксплуатирует их, возложив на своих «рабов» все заботы о собственном потомстве. Самка волосистого желтого муравья, проникнув в гнездо черного садового, без лишних церемоний убивает черную «царицу» и занимает ее место. Наконец, у эпимирм и анергатесов вообще не бывает собственных рабочих особей. Они всю жизнь пользуются услугами порабощенных муравьев. Такая семья существует лишь два года, пока не умрет в гнезде последний раб. Ни рядовые захватчики, ни новая «царица» ничему новому не учат порабощенных рабочих муравьев. Они и в семье захватчиков выполняют ту же работу, что была возложена на них в родном доме.
Механизм смены профессий у пчел и муравьев в первом приближении ясен. Он запрограммирован генетически и осуществляется примерно так же, как рост и развитие любого организма. Гораздо загадочнее существование «каст». Очень интересно выяснить, чем определяется, к какой из трех «каст» будет относиться пчела или к какой из десяти «каст» – муравей, выросшие из отложенного «царицей» яйца. Это заранее предопределено и зависит только от условий их жизни, главным образом от питания.
Рабочие пчелы по своему происхождению такие же самки, как и пчелиная матка. Только владычицу улья от рождения до самой смерти кормят исключительно пчелиным молочком, да еще добавляют туда какие-то специальные стимулирующие вещества. Поэтому она и становится маткой. Эта полноценная, калорийная и богато витаминизированная пища обеспечивает ей нормальное развитие и половое созревание. Остальные личинки получают молочко только первые три дня жизни и, лишенные стимулятора, на всю жизнь остаются недоразвитыми. Впрочем, и для рабочей пчелы не все еще потеряно. Если на девятый-десятый день ее жизни – как раз в тот период, когда у рабочих пчел наиболее интенсивно функционируют молочные железки, – в улье не окажется личинок, нуждающихся в молочке, и его некуда будет девать, рабочая пчела преображается. Видимо, ее организм, используя собственное молочко, несколько наверстывает в развитии, и она приобретает способность откладывать яички. Правда, из этих неоплодотворенных яичек развиваются только трутни.
Процесс создания «каст» в более совершенных семьях значительно сложнее. У некоторых видов термитов мелкие рабочие нянчатся с детворой, а крупные фуражиры и охраняющие их солдаты странствуют в поисках корма. Их личинкам уже заранее известно, кто кем будет, став взрослым. Решают судьбу молодежи взрослые термиты. Если пищи вокруг много и фуражиры добывают продовольствие в достаточных количествах, царицы откладывают много яиц, а это значит, что семье скоро потребуется большое количество нянек, и они действительно появляются заблаговременно. Способ выращивания нянек прост. Личинки на полноценной пище быстро развиваются, взрослеют и начинают работать совсем крошками, когда им, как говорится, от горшка два вершка. Так на всю жизнь и остаются они мелкими рабочими термитами, няньками, поломойками, строителями.
Солдат и крупных фуражиров начинают выращивать, если ощущается нехватка продовольствия. Когда корма становится так мало, что даже самцы и самки голодают, они начинают выделять особое вещество, которое няньки переносят личинкам. Это химический приказ расти большими и скорее отправляться на поиски корма. Однако приказ будет понят личинкой только в том случае, если его доведут до ее сведения на сорок пятый–шестидесятый день после предпоследней линьки. Теперь все дело в корме. Если личинок кормить досыта, то уже через две недели на свет появятся когорты крупных фуражиров и солдат, если впроголодь – пополнение в армию придет лишь через три месяца. Новобранцы, влившиеся в ряды солдат и фуражиров, могут вскоре завалить термитник кормом. Такую возможность важно предвидеть заранее. Поэтому солдаты тоже выделяют специальное вещество, являющееся приказом об отмене очередного набора. Каждый термит выделяет этого вещества очень мало. Поэтому приказ может вступить в силу, только когда солдат станет достаточно много и они общими усилиями доведут его до всеобщего сведения. Интересно, что личинкам этот приказ будет понятен лишь на сорок пятый–шестидесятый день после предпоследней линьки. Оказывается, стать солдатом не так уж просто.
Когда ученые в лаборатории изучают умственные способности животных, они не забывают поинтересоваться, какого пола их подопечные, так как нередко бывает, что в этом отношении самцы и самки далеко не одинаковы. У муравьев, пчел и термитов, вероятно, умнее «женщины». В их семьях все рабочие «касты» – строители, фуражиры, солдаты – являются существами женского пола. Напротив, мужская половина муравьиного племени особыми талантами не блещет. Правда, мы не знаем, действительно ли они глупы или просто не имеют возможности проявить свой ум, так как им отведена пассивная роль бездельников. Недаром у многих видов муравьев лишних самцов принято безжалостно убивать.
Рабочие «касты» общественных насекомых комплектуются одними «женщинами», правда немного недоразвитыми. Полноценные «женщины» по своим психическим способностям им не уступают, если условия жизни дают им возможность проявлять свои таланты. У многих видов муравьев и пчел самкам-нрвательницам приходится самостоятельно, без чьей либо помощи строить новый дом и выкармливать первое поколение детей. Безусловно, будущие «царицы», в одиночку закладывающие основу новой семьи, должны многое уметь и обладать незаурядным «умом».
Производственная учеба
Экзаменуются рыбы
У фейдоле, относящихся к числу самых крохотных муравьев, два вида рабочих, мелкие и большеголовые солдаты. У них, наоборот, маленькие муравьишки быстро разделываются с домашними профессиями, а остаток жизни посвящают добыванию «хлеба насущного». Солдаты, как правило, на всю жизнь привязаны к дому. Главная их обязанность – охранять гнездо, а в свободное от вахт время перетирать своими огромными челюстями принесенные фуражирами зерна.
Хотя самки общественных насекомых чрезвычайно плодовиты, рабочих рук часто все-таки не хватает. Для того чтобы из отложенного «царицей» яичка вырастить нового рабочего муравья, требуется затратить много труда и много времени. Некоторые виды муравьев сумели найти выход из этого затруднительного положения, превратившись в рабовладельцев. В наших лесах услугами рабов пользуются рыжие лесные муравьи, кроваво-красные муравьи и пахучие муравьи-древоточцы. Они нападают на более слабые гнезда своих соседей, захватывают и переносят к себе их личинки куколок. Иногда «царицы» единолично покоряют целые муравьиные семьи. Молодая самка рыжих лесных муравьев, проведав каким-то образом, что семья бурого лесного муравья осталась без «царицы», проникает в гнездо и захватывает в нем власть. Поработив бурых рабочих муравьев, она эксплуатирует их, возложив на своих «рабов» все заботы о собственном потомстве. Самка волосистого желтого муравья, проникнув в гнездо черного садового, без лишних церемоний убивает черную «царицу» и занимает ее место. Наконец, у эпимирм и анергатесов вообще не бывает собственных рабочих особей. Они всю жизнь пользуются услугами порабощенных муравьев. Такая семья существует лишь два года, пока не умрет в гнезде последний раб. Ни рядовые захватчики, ни новая «царица» ничему новому не учат порабощенных рабочих муравьев. Они и в семье захватчиков выполняют ту же работу, что была возложена на них в родном доме.
Механизм смены профессий у пчел и муравьев в первом приближении ясен. Он запрограммирован генетически и осуществляется примерно так же, как рост и развитие любого организма. Гораздо загадочнее существование «каст». Очень интересно выяснить, чем определяется, к какой из трех «каст» будет относиться пчела или к какой из десяти «каст» – муравей, выросшие из отложенного «царицей» яйца. Это заранее предопределено и зависит только от условий их жизни, главным образом от питания.
Рабочие пчелы по своему происхождению такие же самки, как и пчелиная матка. Только владычицу улья от рождения до самой смерти кормят исключительно пчелиным молочком, да еще добавляют туда какие-то специальные стимулирующие вещества. Поэтому она и становится маткой. Эта полноценная, калорийная и богато витаминизированная пища обеспечивает ей нормальное развитие и половое созревание. Остальные личинки получают молочко только первые три дня жизни и, лишенные стимулятора, на всю жизнь остаются недоразвитыми. Впрочем, и для рабочей пчелы не все еще потеряно. Если на девятый-десятый день ее жизни – как раз в тот период, когда у рабочих пчел наиболее интенсивно функционируют молочные железки, – в улье не окажется личинок, нуждающихся в молочке, и его некуда будет девать, рабочая пчела преображается. Видимо, ее организм, используя собственное молочко, несколько наверстывает в развитии, и она приобретает способность откладывать яички. Правда, из этих неоплодотворенных яичек развиваются только трутни.
Процесс создания «каст» в более совершенных семьях значительно сложнее. У некоторых видов термитов мелкие рабочие нянчатся с детворой, а крупные фуражиры и охраняющие их солдаты странствуют в поисках корма. Их личинкам уже заранее известно, кто кем будет, став взрослым. Решают судьбу молодежи взрослые термиты. Если пищи вокруг много и фуражиры добывают продовольствие в достаточных количествах, царицы откладывают много яиц, а это значит, что семье скоро потребуется большое количество нянек, и они действительно появляются заблаговременно. Способ выращивания нянек прост. Личинки на полноценной пище быстро развиваются, взрослеют и начинают работать совсем крошками, когда им, как говорится, от горшка два вершка. Так на всю жизнь и остаются они мелкими рабочими термитами, няньками, поломойками, строителями.
Солдат и крупных фуражиров начинают выращивать, если ощущается нехватка продовольствия. Когда корма становится так мало, что даже самцы и самки голодают, они начинают выделять особое вещество, которое няньки переносят личинкам. Это химический приказ расти большими и скорее отправляться на поиски корма. Однако приказ будет понят личинкой только в том случае, если его доведут до ее сведения на сорок пятый–шестидесятый день после предпоследней линьки. Теперь все дело в корме. Если личинок кормить досыта, то уже через две недели на свет появятся когорты крупных фуражиров и солдат, если впроголодь – пополнение в армию придет лишь через три месяца. Новобранцы, влившиеся в ряды солдат и фуражиров, могут вскоре завалить термитник кормом. Такую возможность важно предвидеть заранее. Поэтому солдаты тоже выделяют специальное вещество, являющееся приказом об отмене очередного набора. Каждый термит выделяет этого вещества очень мало. Поэтому приказ может вступить в силу, только когда солдат станет достаточно много и они общими усилиями доведут его до всеобщего сведения. Интересно, что личинкам этот приказ будет понятен лишь на сорок пятый–шестидесятый день после предпоследней линьки. Оказывается, стать солдатом не так уж просто.
Когда ученые в лаборатории изучают умственные способности животных, они не забывают поинтересоваться, какого пола их подопечные, так как нередко бывает, что в этом отношении самцы и самки далеко не одинаковы. У муравьев, пчел и термитов, вероятно, умнее «женщины». В их семьях все рабочие «касты» – строители, фуражиры, солдаты – являются существами женского пола. Напротив, мужская половина муравьиного племени особыми талантами не блещет. Правда, мы не знаем, действительно ли они глупы или просто не имеют возможности проявить свой ум, так как им отведена пассивная роль бездельников. Недаром у многих видов муравьев лишних самцов принято безжалостно убивать.
Рабочие «касты» общественных насекомых комплектуются одними «женщинами», правда немного недоразвитыми. Полноценные «женщины» по своим психическим способностям им не уступают, если условия жизни дают им возможность проявлять свои таланты. У многих видов муравьев и пчел самкам-нрвательницам приходится самостоятельно, без чьей либо помощи строить новый дом и выкармливать первое поколение детей. Безусловно, будущие «царицы», в одиночку закладывающие основу новой семьи, должны многое уметь и обладать незаурядным «умом».
Производственная учеба
До сих пор у нас разговор шел о том, могут ли примитивные животные учиться, какие знания они способны приобрести и сколько времени их хранят. Мы убедились, что могут. Не очень многому, но все-таки кое-чему научиться в состоянии. Кроме того, мы узнали, что все без исключения животные, и в первую очередь именно примитивные существа, появляются на свет с огромным багажом знаний и самых необходимых им навыков. Невольно возникает вопрос: стоит ли столь образованным животным еще чему-нибудь дополнительно учиться? Есть ли смысл тратить на учебу силы и время?
Еще недавно зоологи считали, что насекомые действуют как автоматы по полученным в наследство программам поведения и отклониться от них – научиться чему-нибудь новенькому – не способны. Да и зачем им учиться, рассуждали ученые. Их жизнь так непродолжительна, что на обучение и времени тратить не стоит. Даже если и успеешь за свою короткую жизнь научиться чему-нибудь полезному, вряд ли представится возможность применить свои знания на практике.
А жизнь насекомых действительно коротка. Поденка, став взрослой, живет всего несколько часов. В крайнем случае, сутки. Тут действительно не до учебы, успеть бы подыскать подходящее местечко, чтобы отложить яички и обеспечить процветание рода.
Поденка – крайний случай. Но и у большинства других насекомых век невелик. Из яиц бабочки-крапивницы, которых можно встретить даже в центре больших городов, если на пустырях сохранились куртинки крапивы, вскоре выведутся крохотные червячки и всего за несколько недель станут толстыми, хорошо упитанными гусеницами, а затем окуклятся и превратятся в красивых бабочек, век которых тоже короток. Детство – самая пора для учебы, но для чего им учиться. У гусеницы совсем другая жизнь, чем у красавицы бабочки, и чему бы она ни научилась, живя на листе крапивы, взрослой бабочке оно вряд ли когда-нибудь пригодится. Крапивой она интересуется только для того, чтобы отложить здесь яички, и навещать своих детей не будет. А значит, и бабочке учиться не обязательно: чему бы она ни научилась, передать свои знания потомству она не сможет. Какой смысл крапивнице тратить время на обучение, если ни ей, ни детям пользы от этого не будет?
Но природа – мудрый творец. И оказалось, что все без исключения насекомые не только способны, но действительно все время чему-нибудь учатся. Если поденку, присевшую на лист кувшинки, невдалеке от воткнутого в землю красного флажка, чтобы отложить здесь яички, несколько раз грубо согнать, она быстро запомнит, что тут ей угрожает опасность, и станет выбирать место подальше от всяких флажков и ярких предметов.
Среди насекомых есть свои интеллигенты. Это муравьи, пчелы, термиты. Они не только получают по наследству от родителей гораздо больше знаний, чем другие насекомые, но и относятся к самым прилежным ученикам. Муравьи учатся постоянно, а попав в неожиданную ситуацию, умеют принимать разумные решения. Обучение для муравья совершенно необходимо. Если бы рабочие муравьи систематически не повышали свою «квалификацию», муравьиной семье вряд ли бы хорошо жилось. И ничего удивительного здесь нет. Среди насекомых муравьи являются долгожителями. Царицы некоторых видов муравьев живут до двадцати лет, а рабочие муравьи – до семи лет. Прямой расчет еще смолоду приобретать опыт. Он может пригодиться и под старость. А самое главное, муравьи живут огромными семьями. Любой муравей, научившись чему-то новенькому, может тут же обучить двух-трех своих младших сестричек, а те, в свою очередь, обучить муравьишек следующего поколения. Так «открытие» одного муравья может стать всеобщим достоянием и передаваться из поколения в поколение. А учиться у старших особенно легко. У муравьев чрезвычайно сильно развит инстинкт подражания. Они с удовольствием повторяют все, что делают их опытные товарищи, можно сказать, обезьянничают.
Чтобы успешно учиться, нужно обладать хорошей памятью. Муравьи на нее не жалуются. Активные фуражиры, ведущие самостоятельный поиск пищи, хорошо знают свой охотничий участок и отлично помнят дорогу домой. Если муравьиную тропу перегородить замысловатым лабиринтом, фуражиры, поблуждав в его закоулках, в конце концов находят проход и затем помнят путь в лабиринте не меньше четырех дней, даже если все это время из-за плохой погоды им пришлось безвылазно сидеть дома.
По способности находить дорогу в лабиринте можно узнать, какие виды муравьев более умные. У ученых особенно популярен лабиринт, составленный из стеклянных цилиндров, так как он достаточно сложен, а сквозь его прозрачные стенки удобно наблюдать за поведением насекомых. Для постройки лабиринта берут пять-шесть цилиндров разного размера. На земляной манеж кладется приманка и последовательно накрывается всеми цилиндрами, начиная с самого маленького и кончая самым большим. В земле под стенкой каждого цилиндра устраивают норку, чтобы муравьи могли под него проникнуть. Входы в норки соседних цилиндров располагаются далеко друг от друга на противоположных сторонах цилиндров, и муравьям приходится побегать, чтобы разобраться в устройстве лабиринта и добраться до пищи.
Для прыткого степного муравья, действующего на своей кормовой территории в одиночку, одолеть такой лабиринт не представляет большого труда. Любой фуражир, заметив сквозь прозрачные стенки соблазнительную приманку, непременно доберется до нее. Из двадцати–сорока луговых муравьев за первые четыре часа самостоятельно найти дорогу к приманке способны лишь два-три, но позже, используя опыт более одаренных фуражиров, этому научатся еще восемь–десять.
У муравьев мирмика и лазиусов в глубь лабиринта тоже проникает самостоятельно всего два-три фуражира, но уже через полчаса-час они приводят себе на помощь до двухсот носильщиков. Выходит, что прыткие степные муравьи – самые умные, а среди луговых муравьев умных всего десять–пятнадцать процентов. Остальные ни сами справиться с трудной проблемой, ни научиться от других выполнению сложных программ не в состоянии.
У муравьев развита не только зрительная память. Они обладают развитым чувством времени и широко этим пользуются. Если невдалеке от кормовой дороги строго в определенное время выставлять кормушку, то фуражиры очень быстро запомнят время появления пищи и будут точно в срок собираться на этом участке. Уже после того как их перестанут подкармливать, муравьи будут приходить сюда еще не менее пяти дней, точно соблюдая урочное время.
Некоторые виды муравьев занимаются скотоводством. Они обзаводятся стадами крохотных коровок-тлей, пасут их, охраняют от врагов, строят им хлевики, осенью укрывают от холода, а летом доят. В теплую устойчивую погоду коровки выделяют падь – сладенькую водичку, которая очень нравится муравьям. Когда удойность коровок сильно возрастает, муравьи-фуражиры не успевают собирать и уносить домой всю выдоенную падь. В этот период им совершенно необходима помощь. Опытные фуражиры вербуют молодежь и обучают ее своей профессии. Работа учителя тяжела в прямом значении этого слова, так как процесс обучения протекает весьма своеобразно. Муравьи не владеют речью. Наставник не может объяснить своему подопечному, что от него требуется. Он просто взваливает ученика себе на плечи и тащит его в колонию тлей. Там ученик познакомится с муравьиными «коровками», напьется до отвала вкусной пади и, наполнив зобик, вместе с товарищами побежит домой. На обратном пути ученику нужно хорошенько запомнить дорогу. Теперь он может самостоятельно вернуться на пастбище тлей и приступить к выполнению повседневных обязанностей фуражира. Одного урока бывает вполне достаточно. А если ученик не обнаружил больших способностей, его принесут в колонию тлей и второй, и третий раз. С глупыми муравьями приходится повозиться.
Овладение навыками фуражира-дояра происходит благодаря выработке у молодого муравья условных рефлексов. Нервная система общественных насекомых по своему устройству напоминает нервную систему дождевых червей. Только у муравьев и пчел надглоточный ганглий, куда стекается информация от органов чувств – глаз, органов обоняния, осязания, вкуса, – устроен гораздо сложнее. Вот почему у них отличная память и легко образуются различные навыки. Насекомые не умеют делать записи, чертить планы, изготовлять карту местности. Все накопленные знания им приходится держать в голове. Хорошо заучив дорогу в колонию тлей, молодой фуражир запомнит ее на всю жизнь, и даже длинная холодная зима не вытравит из его памяти этих воспоминаний. За зиму окружающая местность может сильно измениться, но фуражиры все равно найдут колонию и восстановят к ней дорогу.
Поражает память муравьев. Они строят свои дома так основательно, что их потомки живут здесь десятилетия, иногда сто–двести лет. Сохраняется не только сам муравейник, но его подземные галереи и разветвленные наземные дороги. Чтобы содержать в порядке такое большое хозяйство, надо помнить все подземные переходы, все перекрестки наземных дорог. Живя большой семьей, совместно воспитывая детей, совместно выполняя общественные работы, они имеют возможность учиться друг у друга и воспитывать подрастающее поколение.
Семья лесных муравьев, живущая в большом и ухоженном доме, на самом деле не является единым коллективом, как могло бы показаться случайному наблюдателю. Обычно в гнезде от двух до двенадцати колонн – самостоятельных групп муравьев. Они имеют в подземных этажах собственные помещения, где выращивают свою смену, а снаружи – свою охраняемую территорию с сетью кормовых дорог и тропинок, с собственными стадами тлей.
У рыжих лесных муравьев каждый фуражир, вступая в должность, прикрепляется к одной из периферийных охраняемых территорий. Это его рабочее место. Продвижение по службе состоит в том, что фуражир переходит на участки, все ближе и ближе расположенные от муравейника, и, наконец, получает пост наблюдателя на куполе своего дома. Теперь его задача – бдительно охранять муравейник, а если нападет враг, мобилизовать его обитателей на защиту родного очага. За годы своей службы такой муравей должен хорошо изучить общественное хозяйство, познакомиться с охраняемой территорией, с отдельными охотничьими участками и находящимися там колониями тлей, с сетью муравьиных дорог и тропинок. Эти сведения он будет крепко хранить в своей памяти. Если фуражиры все до одного вдруг погибнут, а в наши дни такие случаи иногда происходят во время обработки леса ядохимикатами, катастрофы не произойдет. Часть нянек и строительных рабочих переквалифицируется в фуражиров, а наблюдатели спустятся с купола и покажут новым, еще неопытным снабженцам кормовые участки, дороги и тропинки, колонии тлей. Гораздо труднее придется муравьиной семье, если вместе с фуражирами погибнут и наблюдатели. Новой смене фуражиров придется заново осваивать территорию, при этом неизбежно часть участков, часть дорог и тропинок, многие колонии тлей будут безвозвратно потеряны.
Муравьи живут долго. За это время живые справочники накапливают массу полезной информации. Эти знания приносят муравьиной семье огромную пользу. Поздней осенью муравьиные дороги укрывает толстый слой опавшей листвы и хвои. Под толщей мусора трудно заметить дорожное полотно. Кажется, что дорога безвозвратно погибла, но к следующему лету ее полностью восстановят. Ученых всегда удивляло чрезвычайное постоянство кормовых дорог, неукоснительно возобновляемых весной на протяжении многих лет. Это одна из заслуг живых справочников. Часть накопленных знаний они успевают передать своим более молодым товарищам. Благодаря умудренным знаниями воспитателям, обучение молодого поколения значительно упрощается, а полученные ими знания оказываются куда более полными, навыки более ценными, чем они могли бы их приобрести самостоятельно, не перенимая друг у друга.
Еще недавно зоологи считали, что насекомые действуют как автоматы по полученным в наследство программам поведения и отклониться от них – научиться чему-нибудь новенькому – не способны. Да и зачем им учиться, рассуждали ученые. Их жизнь так непродолжительна, что на обучение и времени тратить не стоит. Даже если и успеешь за свою короткую жизнь научиться чему-нибудь полезному, вряд ли представится возможность применить свои знания на практике.
А жизнь насекомых действительно коротка. Поденка, став взрослой, живет всего несколько часов. В крайнем случае, сутки. Тут действительно не до учебы, успеть бы подыскать подходящее местечко, чтобы отложить яички и обеспечить процветание рода.
Поденка – крайний случай. Но и у большинства других насекомых век невелик. Из яиц бабочки-крапивницы, которых можно встретить даже в центре больших городов, если на пустырях сохранились куртинки крапивы, вскоре выведутся крохотные червячки и всего за несколько недель станут толстыми, хорошо упитанными гусеницами, а затем окуклятся и превратятся в красивых бабочек, век которых тоже короток. Детство – самая пора для учебы, но для чего им учиться. У гусеницы совсем другая жизнь, чем у красавицы бабочки, и чему бы она ни научилась, живя на листе крапивы, взрослой бабочке оно вряд ли когда-нибудь пригодится. Крапивой она интересуется только для того, чтобы отложить здесь яички, и навещать своих детей не будет. А значит, и бабочке учиться не обязательно: чему бы она ни научилась, передать свои знания потомству она не сможет. Какой смысл крапивнице тратить время на обучение, если ни ей, ни детям пользы от этого не будет?
Но природа – мудрый творец. И оказалось, что все без исключения насекомые не только способны, но действительно все время чему-нибудь учатся. Если поденку, присевшую на лист кувшинки, невдалеке от воткнутого в землю красного флажка, чтобы отложить здесь яички, несколько раз грубо согнать, она быстро запомнит, что тут ей угрожает опасность, и станет выбирать место подальше от всяких флажков и ярких предметов.
Среди насекомых есть свои интеллигенты. Это муравьи, пчелы, термиты. Они не только получают по наследству от родителей гораздо больше знаний, чем другие насекомые, но и относятся к самым прилежным ученикам. Муравьи учатся постоянно, а попав в неожиданную ситуацию, умеют принимать разумные решения. Обучение для муравья совершенно необходимо. Если бы рабочие муравьи систематически не повышали свою «квалификацию», муравьиной семье вряд ли бы хорошо жилось. И ничего удивительного здесь нет. Среди насекомых муравьи являются долгожителями. Царицы некоторых видов муравьев живут до двадцати лет, а рабочие муравьи – до семи лет. Прямой расчет еще смолоду приобретать опыт. Он может пригодиться и под старость. А самое главное, муравьи живут огромными семьями. Любой муравей, научившись чему-то новенькому, может тут же обучить двух-трех своих младших сестричек, а те, в свою очередь, обучить муравьишек следующего поколения. Так «открытие» одного муравья может стать всеобщим достоянием и передаваться из поколения в поколение. А учиться у старших особенно легко. У муравьев чрезвычайно сильно развит инстинкт подражания. Они с удовольствием повторяют все, что делают их опытные товарищи, можно сказать, обезьянничают.
Чтобы успешно учиться, нужно обладать хорошей памятью. Муравьи на нее не жалуются. Активные фуражиры, ведущие самостоятельный поиск пищи, хорошо знают свой охотничий участок и отлично помнят дорогу домой. Если муравьиную тропу перегородить замысловатым лабиринтом, фуражиры, поблуждав в его закоулках, в конце концов находят проход и затем помнят путь в лабиринте не меньше четырех дней, даже если все это время из-за плохой погоды им пришлось безвылазно сидеть дома.
По способности находить дорогу в лабиринте можно узнать, какие виды муравьев более умные. У ученых особенно популярен лабиринт, составленный из стеклянных цилиндров, так как он достаточно сложен, а сквозь его прозрачные стенки удобно наблюдать за поведением насекомых. Для постройки лабиринта берут пять-шесть цилиндров разного размера. На земляной манеж кладется приманка и последовательно накрывается всеми цилиндрами, начиная с самого маленького и кончая самым большим. В земле под стенкой каждого цилиндра устраивают норку, чтобы муравьи могли под него проникнуть. Входы в норки соседних цилиндров располагаются далеко друг от друга на противоположных сторонах цилиндров, и муравьям приходится побегать, чтобы разобраться в устройстве лабиринта и добраться до пищи.
Для прыткого степного муравья, действующего на своей кормовой территории в одиночку, одолеть такой лабиринт не представляет большого труда. Любой фуражир, заметив сквозь прозрачные стенки соблазнительную приманку, непременно доберется до нее. Из двадцати–сорока луговых муравьев за первые четыре часа самостоятельно найти дорогу к приманке способны лишь два-три, но позже, используя опыт более одаренных фуражиров, этому научатся еще восемь–десять.
У муравьев мирмика и лазиусов в глубь лабиринта тоже проникает самостоятельно всего два-три фуражира, но уже через полчаса-час они приводят себе на помощь до двухсот носильщиков. Выходит, что прыткие степные муравьи – самые умные, а среди луговых муравьев умных всего десять–пятнадцать процентов. Остальные ни сами справиться с трудной проблемой, ни научиться от других выполнению сложных программ не в состоянии.
У муравьев развита не только зрительная память. Они обладают развитым чувством времени и широко этим пользуются. Если невдалеке от кормовой дороги строго в определенное время выставлять кормушку, то фуражиры очень быстро запомнят время появления пищи и будут точно в срок собираться на этом участке. Уже после того как их перестанут подкармливать, муравьи будут приходить сюда еще не менее пяти дней, точно соблюдая урочное время.
Некоторые виды муравьев занимаются скотоводством. Они обзаводятся стадами крохотных коровок-тлей, пасут их, охраняют от врагов, строят им хлевики, осенью укрывают от холода, а летом доят. В теплую устойчивую погоду коровки выделяют падь – сладенькую водичку, которая очень нравится муравьям. Когда удойность коровок сильно возрастает, муравьи-фуражиры не успевают собирать и уносить домой всю выдоенную падь. В этот период им совершенно необходима помощь. Опытные фуражиры вербуют молодежь и обучают ее своей профессии. Работа учителя тяжела в прямом значении этого слова, так как процесс обучения протекает весьма своеобразно. Муравьи не владеют речью. Наставник не может объяснить своему подопечному, что от него требуется. Он просто взваливает ученика себе на плечи и тащит его в колонию тлей. Там ученик познакомится с муравьиными «коровками», напьется до отвала вкусной пади и, наполнив зобик, вместе с товарищами побежит домой. На обратном пути ученику нужно хорошенько запомнить дорогу. Теперь он может самостоятельно вернуться на пастбище тлей и приступить к выполнению повседневных обязанностей фуражира. Одного урока бывает вполне достаточно. А если ученик не обнаружил больших способностей, его принесут в колонию тлей и второй, и третий раз. С глупыми муравьями приходится повозиться.
Овладение навыками фуражира-дояра происходит благодаря выработке у молодого муравья условных рефлексов. Нервная система общественных насекомых по своему устройству напоминает нервную систему дождевых червей. Только у муравьев и пчел надглоточный ганглий, куда стекается информация от органов чувств – глаз, органов обоняния, осязания, вкуса, – устроен гораздо сложнее. Вот почему у них отличная память и легко образуются различные навыки. Насекомые не умеют делать записи, чертить планы, изготовлять карту местности. Все накопленные знания им приходится держать в голове. Хорошо заучив дорогу в колонию тлей, молодой фуражир запомнит ее на всю жизнь, и даже длинная холодная зима не вытравит из его памяти этих воспоминаний. За зиму окружающая местность может сильно измениться, но фуражиры все равно найдут колонию и восстановят к ней дорогу.
Поражает память муравьев. Они строят свои дома так основательно, что их потомки живут здесь десятилетия, иногда сто–двести лет. Сохраняется не только сам муравейник, но его подземные галереи и разветвленные наземные дороги. Чтобы содержать в порядке такое большое хозяйство, надо помнить все подземные переходы, все перекрестки наземных дорог. Живя большой семьей, совместно воспитывая детей, совместно выполняя общественные работы, они имеют возможность учиться друг у друга и воспитывать подрастающее поколение.
Семья лесных муравьев, живущая в большом и ухоженном доме, на самом деле не является единым коллективом, как могло бы показаться случайному наблюдателю. Обычно в гнезде от двух до двенадцати колонн – самостоятельных групп муравьев. Они имеют в подземных этажах собственные помещения, где выращивают свою смену, а снаружи – свою охраняемую территорию с сетью кормовых дорог и тропинок, с собственными стадами тлей.
У рыжих лесных муравьев каждый фуражир, вступая в должность, прикрепляется к одной из периферийных охраняемых территорий. Это его рабочее место. Продвижение по службе состоит в том, что фуражир переходит на участки, все ближе и ближе расположенные от муравейника, и, наконец, получает пост наблюдателя на куполе своего дома. Теперь его задача – бдительно охранять муравейник, а если нападет враг, мобилизовать его обитателей на защиту родного очага. За годы своей службы такой муравей должен хорошо изучить общественное хозяйство, познакомиться с охраняемой территорией, с отдельными охотничьими участками и находящимися там колониями тлей, с сетью муравьиных дорог и тропинок. Эти сведения он будет крепко хранить в своей памяти. Если фуражиры все до одного вдруг погибнут, а в наши дни такие случаи иногда происходят во время обработки леса ядохимикатами, катастрофы не произойдет. Часть нянек и строительных рабочих переквалифицируется в фуражиров, а наблюдатели спустятся с купола и покажут новым, еще неопытным снабженцам кормовые участки, дороги и тропинки, колонии тлей. Гораздо труднее придется муравьиной семье, если вместе с фуражирами погибнут и наблюдатели. Новой смене фуражиров придется заново осваивать территорию, при этом неизбежно часть участков, часть дорог и тропинок, многие колонии тлей будут безвозвратно потеряны.
Муравьи живут долго. За это время живые справочники накапливают массу полезной информации. Эти знания приносят муравьиной семье огромную пользу. Поздней осенью муравьиные дороги укрывает толстый слой опавшей листвы и хвои. Под толщей мусора трудно заметить дорожное полотно. Кажется, что дорога безвозвратно погибла, но к следующему лету ее полностью восстановят. Ученых всегда удивляло чрезвычайное постоянство кормовых дорог, неукоснительно возобновляемых весной на протяжении многих лет. Это одна из заслуг живых справочников. Часть накопленных знаний они успевают передать своим более молодым товарищам. Благодаря умудренным знаниями воспитателям, обучение молодого поколения значительно упрощается, а полученные ими знания оказываются куда более полными, навыки более ценными, чем они могли бы их приобрести самостоятельно, не перенимая друг у друга.
Экзаменуются рыбы
В Черном море, как, вероятно, и в других теплых морях, существует удивительный способ любительского лова рыбы «на самодур». Рыбака, привыкшего к осторожным и капризным пресноводным рыбам, прямо оторопь берет, когда он впервые попадает на морскую рыбалку. Снасть, иными словами, сам «самодур» представляет собою длинную леску, к одному концу которой на коротких поводках прикреплено четыре-пять крючков. Больше ничего не требуется – ни удилища, ни наживки. Рыбак выезжает на глубокое место, опускает крючки в воду, а другой конец лески наматывает себе на палец. Сидит в лодке и время от времени подергивает леску, пока не почувствует, что она потяжелела. Тогда тащит. И что же вы думаете, вытаскивает рыбку, да иногда не одну, а сразу две-три. Правда, рыба в рот пустых крючков, как правило, не берет, а зацепляется за них брюхом, жабрами, даже хвостом. И все равно кажется, что нужно быть совсем глупым, чтобы попасться на такую откровенно опасную снасть, да еще не сулящую никаких благ.
Может быть, действительно, рыбы очень глупые существа. Попробуем разобраться. Главный критерий ума – способность учиться. Рыбы – прилежные ученики. У них легко вырабатываются различные навыки. В этом каждый сам может убедиться. У себя дома многие держат тропических рыбок. За два-три дня легко удается научить обитателей аквариума подплывать к стеклу, если сначала слегка стучать по нему пальцем, а затем бросать туда немного вкусного корма. После пятнадцати–двадцати подобных процедур рыбешки, услышав призыв, будут бросать все свои рыбьи дела и спешить в условленное место, надеясь получить за прилежание порцию червячков.
Навыки, приобретаемые пчелами, муравьями и рыбами, не похожи на те, которые вырабатываются у совсем примитивных животных. По своей сложности, по длительности сохранения они редко отличаются от реакций привыкания и от суммационных рефлексов. Высокое совершенство нервной системы этих животных позволило им вырабатывать приспособительные реакции нового типа. Их называют условными рефлексами.
Именно этот тип рефлексов открыл и изучал И.П. Павлов на собаках. Название дано не случайно. Образование, сохранение или устранение этих рефлексов происходит лишь при соблюдении специальных условий.
Для возникновения условных рефлексов необходимо, чтобы действие двух определенных раздражителей несколько раз совпало во времени. Один из них – необходимо, чтобы он действовал первым, – не должен представлять для животного никакого особого значения, ни пугать его, ни вызывать у него пищевую реакцию. В остальном абсолютно безразлично, что это будет за раздражитель. Им может оказаться какой-нибудь звук, вид любого предмета или другой зрительный раздражитель, любой запах, тепло или холод, прикосновение к коже и так далее.
Второй раздражитель, напротив, должен вызывать какую-то врожденную реакцию, какой-то безусловный рефлекс. Это может быть пищевая или оборонительная реакции. После нескольких сочетаний таких раздражителей первый из них, ранее для животного совершенно безразличный раздражитель, начинает вызывать ту же реакцию, что и безусловный. Именно таким способом я выработал у обитателей своего аквариума пищевой условный рефлекс. Первый раздражитель, постукивание по стеклу, был сначала абсолютно безразличен для рыб. Но после того как он пятнадцать–двадцать раз совпал с действием пищевого раздражителя – обычного рыбьего корма, – постукивание приобрело способность вызывать пищевую реакцию, заставляя рыб спешить к месту кормления. Такой раздражитель называют условным.
Даже у муравьев и рыб условные рефлексы сохраняются очень долго, а у высших животных – практически всю жизнь. А если хоть изредка осуществляется тренировка условного рефлекса, он и рыбам способен служить неограниченно долго. Однако, когда изменяются условия, приведшие к образованию условного рефлекса, если вслед за действием условного раздражителя больше не следует безусловный, рефлекс разрушается.
У рыб условные рефлексы легко образуются и без нашей помощи. Мои рыбки сразу же выплывают из всех углов, как только я оказываюсь возле аквариума, хотя их к этому специально никто не приучал. Они твердо знают, что с пустыми руками я к ним не подхожу. Другое дело, если у аквариума столпилась детвора. Малышам больше нравится постучать по стеклу, попугать обитателей аквариума, и рыбки заранее прячутся. Это тоже условный рефлекс, только рефлекс не пищевой, а оборонительный.
Известно много видов условных рефлексов. Их названия подчеркивают какую-то одну особенность реакции, выработанной так, что каждому сразу понятно, о чем идет речь. Чаще всего название дается в соответствии с тем, какую реакцию осуществляет животное. Пищевой условный рефлекс, когда рыбка подплывает к месту кормления, а если она спешит спрятаться в гуще подводных растений, говорят, что у нее образовался оборонительный условный рефлекс.
При изучении умственных способностей рыб часто прибегают к выработке и пищевых, и оборонительных условных рефлексов. Обычно для испытуемых придумывают задачу чуть-чуть сложнее, чем умение быстро явиться к месту кормления или поспешно удрать. Ученые нашей страны любят заставлять рыб хватать ртом бусинку. Если в воду опустить привязанный на тонкую ниточку небольшой красный шарик, он обязательно заинтересует рыбок. Вообще красный цвет их привлекает. Рыбка непременно схватит шарик ртом, чтобы попробовать на вкус, и, дернув за нитку, попытается унести его с собой, чтобы где-нибудь в сторонке спокойно разобраться, съедобная это вещь или нет. Условный рефлекс вырабатывают на свет или на звонок. Пока рыбка подплывет к бусинке, горит свет, а как только бусинка окажется во рту у рыбки, бросают ей червяка. Одной-двух процедур достаточно, чтобы рыбка стала беспрерывно хватать бусинку, но если выработку рефлекса продолжить, она в конце концов заметит, что червяка дают, пока горит свет. Теперь, как только лампочка загорится, рыбка будет поспешно бросаться к бусинке, а в остальное время не будет обращать на нее никакого внимания. Она запомнила связь между светом, бусинкой и червяком, а это и означает, что у нее выработался пищевой рефлекс на свет.
Может быть, действительно, рыбы очень глупые существа. Попробуем разобраться. Главный критерий ума – способность учиться. Рыбы – прилежные ученики. У них легко вырабатываются различные навыки. В этом каждый сам может убедиться. У себя дома многие держат тропических рыбок. За два-три дня легко удается научить обитателей аквариума подплывать к стеклу, если сначала слегка стучать по нему пальцем, а затем бросать туда немного вкусного корма. После пятнадцати–двадцати подобных процедур рыбешки, услышав призыв, будут бросать все свои рыбьи дела и спешить в условленное место, надеясь получить за прилежание порцию червячков.
Навыки, приобретаемые пчелами, муравьями и рыбами, не похожи на те, которые вырабатываются у совсем примитивных животных. По своей сложности, по длительности сохранения они редко отличаются от реакций привыкания и от суммационных рефлексов. Высокое совершенство нервной системы этих животных позволило им вырабатывать приспособительные реакции нового типа. Их называют условными рефлексами.
Именно этот тип рефлексов открыл и изучал И.П. Павлов на собаках. Название дано не случайно. Образование, сохранение или устранение этих рефлексов происходит лишь при соблюдении специальных условий.
Для возникновения условных рефлексов необходимо, чтобы действие двух определенных раздражителей несколько раз совпало во времени. Один из них – необходимо, чтобы он действовал первым, – не должен представлять для животного никакого особого значения, ни пугать его, ни вызывать у него пищевую реакцию. В остальном абсолютно безразлично, что это будет за раздражитель. Им может оказаться какой-нибудь звук, вид любого предмета или другой зрительный раздражитель, любой запах, тепло или холод, прикосновение к коже и так далее.
Второй раздражитель, напротив, должен вызывать какую-то врожденную реакцию, какой-то безусловный рефлекс. Это может быть пищевая или оборонительная реакции. После нескольких сочетаний таких раздражителей первый из них, ранее для животного совершенно безразличный раздражитель, начинает вызывать ту же реакцию, что и безусловный. Именно таким способом я выработал у обитателей своего аквариума пищевой условный рефлекс. Первый раздражитель, постукивание по стеклу, был сначала абсолютно безразличен для рыб. Но после того как он пятнадцать–двадцать раз совпал с действием пищевого раздражителя – обычного рыбьего корма, – постукивание приобрело способность вызывать пищевую реакцию, заставляя рыб спешить к месту кормления. Такой раздражитель называют условным.
Даже у муравьев и рыб условные рефлексы сохраняются очень долго, а у высших животных – практически всю жизнь. А если хоть изредка осуществляется тренировка условного рефлекса, он и рыбам способен служить неограниченно долго. Однако, когда изменяются условия, приведшие к образованию условного рефлекса, если вслед за действием условного раздражителя больше не следует безусловный, рефлекс разрушается.
У рыб условные рефлексы легко образуются и без нашей помощи. Мои рыбки сразу же выплывают из всех углов, как только я оказываюсь возле аквариума, хотя их к этому специально никто не приучал. Они твердо знают, что с пустыми руками я к ним не подхожу. Другое дело, если у аквариума столпилась детвора. Малышам больше нравится постучать по стеклу, попугать обитателей аквариума, и рыбки заранее прячутся. Это тоже условный рефлекс, только рефлекс не пищевой, а оборонительный.
Известно много видов условных рефлексов. Их названия подчеркивают какую-то одну особенность реакции, выработанной так, что каждому сразу понятно, о чем идет речь. Чаще всего название дается в соответствии с тем, какую реакцию осуществляет животное. Пищевой условный рефлекс, когда рыбка подплывает к месту кормления, а если она спешит спрятаться в гуще подводных растений, говорят, что у нее образовался оборонительный условный рефлекс.
При изучении умственных способностей рыб часто прибегают к выработке и пищевых, и оборонительных условных рефлексов. Обычно для испытуемых придумывают задачу чуть-чуть сложнее, чем умение быстро явиться к месту кормления или поспешно удрать. Ученые нашей страны любят заставлять рыб хватать ртом бусинку. Если в воду опустить привязанный на тонкую ниточку небольшой красный шарик, он обязательно заинтересует рыбок. Вообще красный цвет их привлекает. Рыбка непременно схватит шарик ртом, чтобы попробовать на вкус, и, дернув за нитку, попытается унести его с собой, чтобы где-нибудь в сторонке спокойно разобраться, съедобная это вещь или нет. Условный рефлекс вырабатывают на свет или на звонок. Пока рыбка подплывет к бусинке, горит свет, а как только бусинка окажется во рту у рыбки, бросают ей червяка. Одной-двух процедур достаточно, чтобы рыбка стала беспрерывно хватать бусинку, но если выработку рефлекса продолжить, она в конце концов заметит, что червяка дают, пока горит свет. Теперь, как только лампочка загорится, рыбка будет поспешно бросаться к бусинке, а в остальное время не будет обращать на нее никакого внимания. Она запомнила связь между светом, бусинкой и червяком, а это и означает, что у нее выработался пищевой рефлекс на свет.