Берндт Хайнрих - Лето: Секреты выживания растений и животных в сезон изобилия

Насекомые также могут использовать тепло как оружие в битвах друг с другом. Азиатская восковая пчела Apis cerana japonica противостоит серьезному хищнику, гигантскому шершню Vespa mandarinia japonica . Шершни-разведчики вторгаются в ульи и в случае успеха призывают сородичей явиться туда всей толпой и опустошить улей. Шершень слишком велик и хорошо защищен, чтобы пчелы, которые гораздо мельче, могли его убить. Но пчелы нашли способ компенсировать разницу в размерах. Они зажимают шершня, собираются вокруг него сотнями и образуют шар, а потом начинают дрожать и вырабатывать тепло, так что температура в центре шара, где находится шершень, поднимается до 48 °C. Шершень при такой температуре погибает, а пчелы все еще могут ее выдержать (Ono et al., 1995).

Немного иная история разыгрывается летом рядом с моим домом в Вермонте и в лесах Мэна. В данном случае на температуре основана стратегия пятнистых ос (или шершней) Dolichovespula maculata , о чьих летних колониях я уже рассказывал. Летом в течение дня у нас часто бывает жарко, но в начале и конце лета температура по ночам может опускаться до 3 °C и ниже и ранним утром еще оставаться на этой отметке. При такой низкой температуре многие мелкие насекомые, на которых охотятся осы, не могут летать. Осы летают над листвой и бросаются на любой контрастный объект, который мог бы оказаться мухой или другим ничего не подозревающим насекомым. Больше всего шансов на успех у ос именно тогда, когда у добычи заторможена реакция, или она не может улететь, или то и другое; так бывает как раз ранним утром, пока еще холодно. В это время осы, чья мышечная температура близка к человеческой, стаей покидают теплые изолированные бумажные гнезда, чтобы охотиться. Они крупнее своей добычи, и при низких температурах у них есть дополнительное преимущество: их телодвижения, как в полете, так и при подготовке к нему, когда насекомые дрожат, позволяют им сохранить больше тепла, чем может произвести гораздо более мелкая жертва.

На мой взгляд, самой экстремальной стратегией в термической войне пользуются серебристые муравьи-бегунки рода Cataglyphis . Эту стратегию замечательным образом описали Рюдигер и Сибилла Венер с соавторами из Цюрихского университета, Швейцария. Муравьи-бегунки Cataglyphis из Сахары примечательны тем, что выходят за продовольствием преимущественно в середине дня, когда температура на поверхности почвы достигает 63 °C. Они переносят очень высокую температуру тела в 54 °C, но из-за крохотного размера могут разогреться до смертельного уровня всего через несколько секунд после того, как выйдут из подземных гнезд и ступят на песок. Муравьи слишком малы, чтобы использовать испарение влаги, и вместо этого часто останавливаются и охлаждаются, забираясь на сухие стебельки, которые служат им убежищем от жары. Вопрос: почему они не выходят по ночам, как большинство других обитателей пустыни, когда они бы не перегревались так легко и им не грозила бы опасность погибнуть от перегрева?

Как выяснили Рюдигер и Сибилла Венер, ответ связан с охотничьей стратегией муравьев. Они движутся быстро, но недостаточно, чтобы догнать живую добычу. Они специализируются на насекомых, которые были обездвижены или убиты жарой. Но загвоздка в том, что муравьи не могут позволить себе выйти из безопасных гнезд, пока песок не нагреется настолько, чтобы исчезли их главные враги – ящерицы. В результате муравьям приходится ждать у выхода из гнезда, не рискуя выйти массово, пока не станет достаточно жарко, чтобы ящерицы удалились с поля боя, но все же не настолько, чтобы погибли сами муравьи.

Группа Венера исследовала способность муравьев к хомингу – нахождению своего гнезда. Муравьи добывают насекомых, обездвиженных или убитых жарой. Искать приходится на обширной территории, двигаясь по сложным траекториям. Кроме того, когда поход окончен и либо нашлась добыча, либо температура слишком повысилась, муравей должен вернуться. И возможно, муравьишке придется быстро бежать домой, так как песок бывает очень горячим и насекомое не может выносить это долго.

Физиологический запас прочности у муравья зависит от того, насколько быстро он бегает и насколько точно ориентируется в поисках гнезда. Группа Венера определила, что муравьи находят дом в результате удивительного мыслительного процесса. Они постоянно вычисляют, где находятся, соотнося повороты на своем пути и пройденные расстояния («интеграция пути»), а затем вычисляют, в каком направлении расположен дом, используя в качестве компаса местоположение Солнца, которое определяют по тому, как поляризован свет. Ближе к концу пути, поблизости от входа в гнездо, муравьи также используют выделяющиеся на местности объекты, если они есть.

Находиться вне подземного гнезда для муравьев опасно, и они выходят наружу только ближе к концу жизни. Люди действовали бы похоже, если бы набирали в солдаты стариков, которые уже пожили и внесли свой вклад в общество, а не отправляли бы на войну молодых людей, которым еще многое предстоит сделать, многого добиться.

Длинноногий муравей-бегунок Cataglyphis из пустыни Сахара выходит из своего относительно прохладного гнезда, чтобы днем пойти по песку на поиски корма при температуре, близкой к смертельной. Муравей снижает количество прямых солнечных лучей, попадающих на него, поднимая вверх брюшко

Многие антропологи и физиологи отмечают, что человек тоже начал свой долгий эволюционный пусть в условиях экстремального лета. У нас чрезвычайно высокая потливость, как у цикады Diceroprocta apache, сочетается с невероятными способностями к бегу, охоте и ориентированию, как у муравьев Cataglyphis из Северной Африки и Азии (другие виды муравьев в южноафриканских и австралийских пустынях ведут похожий образ жизни). Благодаря этим способностям и воображению наши далекие предки (как и некоторые современные племена) могли и ускользнуть от хищника, и загнать антилопу.

Дрозды и фебы вылетали из гнезд возле нашего дома, будучи уже размером со взрослую птицу, когда их возраст составлял от силы недели две. Сначала птенцы получали тепло, потому что их насиживали родители, а потом стали согреваться от собственного метаболизма. Растения теплыми летними днями росли с такой же впечатляющей скоростью. Рейчел следила за тем, что делается в саду, а я больше обращал внимание на то, что происходит за его пределами. На ежедневной пробежке мимо бобровой запруды меня особенно впечатляло, как быстро появляются новые побеги на пеньках сгрызенных бобрами деревьев. Некоторые побеги ясеня за сезон поднялись почти на три метра, а побеги красного клена выросли на целых 170 сантиметров. Все лето побеги вытягивались почти на 2,5 сантиметра в день. Хотя меня сильно удивила такая скорость роста, еще большее впечатление произвело то, как резко рост остановился. У большинства деревьев ветки перестали удлиняться к середине июня, когда впереди было еще три месяца лета, но лозы и некоторые побеги на пеньках (те, что были на прямом солнце) продолжали расти с огромной скоростью. Тепло и солнечный свет трансформируются в рост, только если и остальных ресурсов хватает. В пустынях тепла и света много, но растет обычно все очень медленно.