Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых - Сейриан Самнер

Мы с Аристотелем надеемся, что теперь моему соседу и вам, дорогой читатель, станет любопытно рассмотреть пустое осиное гнездо поближе, когда встретите его на чердаке. Но имейте в виду, что с ним нужно обращаться бережно, – пока осы жили в гнезде, они постоянно увлажняли бумагу, а высохшее гнездо становится очень хрупким и ломким. Прежде чем изучать эмерджентные математические чудеса ячей, вам нужно будет преодолеть несколько слоев бумажной оболочки.

Приглядитесь к ней внимательнее: оболочка сделана из крошечных полосок бумаги, образующих фестоны в форме ракушек, плотно прижатые друг к другу; из них складывается надежный защитный слой. Эти полоски могут быть самых разных цветов – благодаря тем материалам, которые использовали для их изготовления рабочие осы. Ранней весной покой вашего сада, возможно, нарушало поскребывание осиных жвал о доски забора или сарая, когда насекомые заготавливали строительные материалы. В гнезде, от которого я недавно избавила соседей, были полоски синего, зеленого и серого цветов – точь-в-точь как заборы окрестных садов. Если вам интересно поэкспериментировать, дорогой читатель, попробуйте весной покрасить забор разными красками, чтобы у местных ос получился веселый разноцветный декор в стиле пляжного домика.

Подобно облицовке многоэтажного жилого дома, оболочка гнезда берет на себя функции теплоизоляции содержимого и защиты его от врагов и неблагоприятных погодных условий. Многочисленные слои содержат прослойки воздуха и теплоизолируют соты, гарантируя, что находящееся в них потомство будет содержаться при оптимальной для его развития температуре. Более того, оболочка настолько успешно справляется с терморегуляцией[198], что даже тепловизионная камера не может обнаружить гнездо ос Vespula сквозь почву. У гнезда на утепленном чердаке, скорее всего, будет меньше слоев теплоизолирующей оболочки, чем у гнезда в садовом сарае. У медоносных пчел в случае полуодомашненных колоний эту функцию берет на себя конструкция улья, но дикие пчелиные семьи, гнездящиеся в дуплах деревьев, окружают жилье своего рода защитным слоем из смолы (прополиса), замазывая все щелочки, чтобы оптимальным образом поддерживать терморегуляцию в колонии.

Не все осы делают оболочку вокруг своих гнезд. Вообще говоря, оболочка возникла в процессе эволюции лишь у самых сложноорганизованных общественных ос, чьи колонии достигают больших размеров. Она присутствует у всех видов подсемейства Vespinae. Оболочка служит защитой от хищников, паразитов и патогенов, окружая колонию бумажным барьером. Основными врагами ос-веспин являются барсуки, мелкие куньи, медведи и крупные хищные птицы вроде ястребов, коршунов и орлов[199]: осиное гнездо, набитое богатыми белком личинками, – это соблазн, перед которым трудно устоять, а любой из этих грабителей, жаждущий добыть сочных осиных личинок, вполне способен разорвать бумажный барьер в клочья[200]. Конечно же, взрослые осы пытаются защищаться при помощи жал, но хищников, похоже, не пугают эти нападения. Их способны защитить толстая шкура, густой мех или оперение.

Зато оболочка хорошо справляется с мелкими нежелательными гостями. Как мой аспирант Тибо выяснил в главе 4, муравьи могут безжалостно опустошить осиное гнездо, – однако гнезда ос Polistes, которые исследовал Тибо, лишены наружной оболочки, что делает их потомство легкой добычей. Наличие оболочки обеспечивает осам-веспинам некоторую защиту от хищников мелкого размера вроде муравьев, а также от других мелких гнездовых паразитов, таких как личинки мухи-журчалки Volucella и других паразитоидов. Эти крошечные хищники и паразиты не способны преодолеть оболочку, поэтому им приходится пробираться в гнездо через единственный вход. Наличие одной узкой точки входа снижает шансы на то, что незваные гости проникнут в гнездо, а осам так легче обороняться и определять чужаков.

Однако все убедительные предположения относительно оболочки гнезда не получили научного обоснования. К сожалению (и как ни странно), сравнительные исследования на материале многих видов ос, давшие нам большое количество информации об их эволюции, экологии и общественной жизни, не обнаружили подтверждения тому, что оболочка возникла в ходе эволюции как защита от хищников и паразитов.

Одно любопытное альтернативное объяснение, как развились гнездовые оболочки, возвращает нас к понятию стигмергии от Грассе. Оболочка может служить инструкцией, помогающей строить соты: она однозначным образом показывает, где должно завершиться строительство, так что осы «знают», когда и где продолжать строить ячеи, а когда и где прекратить. Оболочка представляет собой динамичную структуру, которую осы расширяют по мере роста колонии. Благодаря тому, что оболочка выступает подсказкой, когда нужно продолжать строительство, а когда остановиться[201], гнездо возводится быстрее – она не дает построить ячейки в неправильном месте в неподходящее время и гарантирует, что соты не получатся слишком крупными или мелкими относительно всего гнезда.

Представьте себе, что вы строите дом в несколько этажей, но не располагаете никакими инструкциями относительно размеров каждого этажа. Без указаний о том, когда следует прекратить строительство, вы рискуете построить этажи слишком большими для такой площади, и тогда здание может стать неустойчивым, либо слишком маленькими, и тогда вы неэффективно используете доступное пространство. Эту теоретическую идею еще предстоит проверить на реальных осиных гнездах; если оболочка действительно обеспечивает инструкции, предписывающие, когда следует прекратить строительство, то эти правила должны быть достаточно гибкими, чтобы обновляться по мере роста гнезда.

Столь же интересно было бы выяснить, влияет ли на конструкцию оболочки внешняя среда, с которой она контактирует. Например, температура воздуха, по-видимому, оказывает влияние на то, как строят свои гнезда муравьи. Дело в том, что температура изменяет скорость испарения веществ, а это, соответственно, отражается на количестве содержащихся в воздухе феромонных сигналов, которые получают рабочие особи, выполняющие инструкции, когда и где строить. Моделирование строительного поведения муравьев-ботов показало, что изменение количества этих феромонов приводит к постройке муравьями-ботами гнезд с разной формой крыши. Крыши различной формы придают гнездам разные термические характеристики, и это гарантирует, что потомство внутри них будет содержаться при оптимальной температуре, в зависимости от условий окружающей среды за пределами гнезда. Если муравьи способны на это, то и осы, вероятно, тоже. Таким образом, бумажная оболочка осиного гнезда у вас на чердаке может скрывать и другие биологические секреты.

Вскрыв оболочку, вы увидите стопку выводковых сотов. В отличие от пчелиного улья эти соты обычно располагаются горизонтально, а выходы из ячей обращены в сторону земли. Один сот может состоять из сотен ячеек, каждая из которых служит колыбелью для развивающегося осиного малыша. Соты расположены один поверх другого, словно этажи многоэтажного дома, разделенные столбиками из уплотненной бумаги. Столбики должны быть прочными, потому что являются единственными связующими звеньями между сотами, а один сот, полный расплода, может весить несколько сотен граммов. Между сотами есть зазор шириной примерно 1 сантиметр, которого осам как раз достаточно, чтобы свободно передвигаться между ними. Как и в