Рыжие муравьи весьма многочисленны. Это не только крошечные домашние вредители, с которыми домохозяйки ведут непрестанную борьбу. Рыжие муравьи - это ещё и знаменитые лесные труженики, возводящие огромные муравейники и играющие важную роль в жизни леса. И об этих двух совершенно разных видах муравьев мы и поговорим далее.

Среди муравьев имеются самые долгоживущие насекомые на Земле. Но при этом жизнь среднестатистического муравья - это от силы несколько месяцев, а своей смертью умирает лишь очень небольшое количество этих маленьких тружеников. Давайте познакомимся подробнее с тем, как именно и сколько живут муравьи…

Одно только название этих муравьев уже пугает: муравьи-бульдоги или муравьи-быки - такие имена уже свидетельствуют как минимум об агрессивности этих насекомых. А как максимум - об опасности, которую они представляют для человека и животных. И назвали этих насекомых так неспроста - они действительно и опасны, и агрессивны…

Эти насекомые считаются одними из самых эволюционно развитых живых существ на Земле, уступая, разве что, только человеку. Их поведение и образ жизни настолько сложны, что могут показаться абсолютно разумными. Наконец, они - единственные кроме человека живые существа, занимающиеся полноценным сельским хозяйством. Встречайте - муравьи-листорезы.

Все муравьи, обитающие на территории России, зимой снижают свою активность и вовсе не показываются на поверхности почвы. Их зимовка - это достаточно сложный и интересный процесс, к которому муравьи долго готовятся и который не похож на состояние анабиоза у других, неколониальных насекомых. Подробно о такой зимовке муравьев мы и поговорим далее.

Муравьи - насекомые всеядные. Большинству видов муравьев в качестве пищи сгодится практически любое натуральное органическое сырье - семена, трупы насекомых, травинки. Но и среди муравьев встречаются такие, которые питаются исключительно одним продуктом, причем - крайне экзотичным. Читайте об этом далее.

Вам известно, что муравьи некоторых видов могут поднимать вес, в 50 раз превышающий массу их тела? А знаете ли вы, что челюсти некоторых муравьев можно использовать вместо ниток для зашивания ран? Ещё несколько подобных рекордов и интересных фактов - далее.

Многие из нас в детстве мечтали увидеть, как живет муравейник внутри. Кто-то из любопытства даже разрывал муравейники. Ведь те муравьи, которых мы с вами видим на поверхности, составляют всего лишь 10% от общего числа обитателей муравьиного дома. Большая часть насекомых скрыта от нас под землей. А для того чтобы увидеть мир муравьев, можно приобрести муравьиную ферму.

Муравьиная ферма - что это?

Муравьиная ферма (науч. формикарий) – это сооружение из пластика или стекла для содержания муравьёв в домашних условиях В нем можно легко наблюдать за всем, что происходит внутри муравьиного семейства.

Муравьиная колония - это как экзотический домашний питомец. В ее содержании особых проблем не возникает, а наблюдать за обитателями муравейника – занятие очень увлекательное. При этом вы получаете возможность увидеть развитие колонии с самого начала.

В последнее время формикарии стали приобретать в офисы. Кто-то себе на рабочий стол, поскольку фермы компактные и не занимают много места. А кто-то приобретает большие фермы в холл или кабинет начальника. Многие дарят муравьиные фермы как оригинальный подарок. Муравьи - социальные насекомые, поэтому наблюдать за ними можно часами, они постоянно что-то делают и взаимодействуют друг с другом.

Формикарий – увлекательный мир маленьких насекомых

Существует огромное множество видов муравьев, совершенно не похожих друг на друга. Встречается, например, такой удивительный вид, как муравьи-амазонки, которые грабят муравейники других видов и утаскивают оттуда личинки. Впоследствии пленные муравьи становятся их рабами и ухаживают за амазонками. Существуют муравьи-листорезы, живущие внутри грибницы, которую сами выращивают. Их челюсти очень хорошо приспособлены для того, чтобы резать листья на мелкие кусочки и нести их в грибницу. Из листьев и грибницы муравьи строят себе жилище, а также питаются самой грибницей. В мире муравьев есть настоящие гиганты, достигающие в длину 4 сантиметров.

В основном муравьи делятся на охотников и собирателей. Охотникам необходимы белковая пища и углеводы, они хищники и охотятся на насекомых. Еще одной интересной особенностью таких муравьев является их охота. Очень интересно наблюдать, как с помощью своих усиков муравьи по запаху преследуют добычу. В случае, когда один из муравьев находит сироп или фрукт, на обратном пути к муравейнику он помечает дорогу своим брюшком, что позволяет другим муравьям из его колонии быстро найти дорогу к еде. Все эти любопытные моменты вам будут отлично видны в формикарии.

Муравьи-собиратели отличаются от охотников особенностями своего содержания. Они питаются в основном тем, что найдут. Большей частью это семена растений (мак, рапс, просо). От белковой пищи они также не откажутся. Могут поедать мертвых насекомых или ту же вареную курицу (если говорить про домашнюю муравьиную ферму). На насекомых они не охотятся, только обороняются. Но у этих муравьев очень интересное внутреннее устройство муравейника. Там существуют камеры хранения пищи (склады, где они хранят семена долгое время), родовые комнаты, столовые (куда они приносят семена, размягчают их действием влаги и поедают), комнаты по уходу за молодняком (в этих комнатах муравьи ухаживают и кормят личинок). И все процессы, которые происходят в муравейнике, можно наблюдать своими глазами!

Как правило, муравьи внутри одной семьи делятся на касты: разведчики, рабочие муравьи, муравьи- няньки, солдаты и матка (королева). Практически у любого вида существуют муравьи- разведчики, они составляют небольшой процент от общего населения муравейника. Их задача - разведывать незнакомые территории и искать новые источники пищи. Рабочие муравьи - это основные трудяги колонии, они строят, перетаскивают пищу, сортируют склады, чистят муравейник. Солдаты отличаются от остальных муравьев более крупным размером, имеют большую голову и мощные челюсти. Муравьи-няньки практически не отходят от молодняка, они кормят личинок и саму матку.

Матка - это главный муравей в колонии. Все муравьи в муравейнике рождены от одной матки, то есть все они - братья. Задача матки заключается только в рождении новых муравьев. Она сама даже не добывает пищу. Бывают некоторые виды, в колониях которых может существовать несколько маток.

Каждый муравейник и его обитатели имеют свой уникальный запах, поэтому даже муравьи одного вида, но из разных муравейников будут враждовать друг с другом.

Дети будут в восторге

Детям интересно, что происходит внутри муравейника и как муравьи развиваются. У них появляется возможность из небольшой колонии в 20–25 муравьев вырастить огромную семью. Также формикарий позволяет ребятишкам ближе познакомиться с природой и хотя бы на время отвлечься от вредных гаджетов. Присматривая за муравьями, они узнают много нового из увлекательного мира этих насекомых, которые живут на нашей планете уже несколько миллионов лет. Да и для взрослых такое наблюдение - лучшее средство хоть на часик отключиться от повседневных забот и дать организму расслабиться.

4 104 Юлия

Не все насекомые всеядны, но это не касается муравьев. Они всегда поселяются недалеко от человеческого жилища (за исключением лесных жителей) и способны регулярно портить не только будущий урожай на огороде. Рыжие вредители спокойно и комфортно чувствуют себя в квартирах, где всегда есть чем поживиться. Но все-таки чем питаются муравьи? Прежде чем ответить на это вопрос, надо учесть, что в зависимости и вида местожительства муравьев, они формируют свои пищевые предпочтения.

Рацион муравьев

Чем питаются всеядные насекомые?

Вдали от людей живут муравьи, которые называются лесные. Они всеядны. Такой же образ жизни ведут домашние и садовые представители.

Лесные особи могут употреблять все: начиная от листьев и стебельков растений, ягод и заканчивая различными насекомыми. Во время теплого периода года, они ищут пищу, которая могла бы их прокормить в холодные месяцы. Все находки они несут в муравейник.

Для того, чтобы личинка нормально развивалась и из нее вырос крепкий и сильный муравей, ей нужен белок. Он содержится в других насекомых и их личинках. Их можно найти только до наступления холодов. А вот сладкие выделения тли используют в своем рационе взрослые рабочие особи.

Домашних муравьев называют «фараоны». Так как у них постоянный доступ к человеческой пище и ее отходам, то рацион их состоит из:

• колбасных изделий;
• хлебобулочных продуктов;
• круп;
• кисломолочных продуктов;
• мяса;
• первых и вторых блюд;
• круп;
• приправ;
• чая и кофе;
• специй, приправ и т.п.

Список может быть бесконечным, потому как все, до чего могут добраться рыжие муравьи, оказывается в их пищеводе или они тащат в гнезда к матке и ее охране.

Интересно! Муравьи-фараоны могут обитать вне домов и квартир. Вот тогда они употребляют в пищу несколько иное. Природа предоставляет им для питания семена трав и растений, беспозвоночных животных, насекомых, личинок, зерна. Взрослые муравьи выбирают углеводсодержащую пищу, личинкам достается полезная белковая.

На приусадебном участке можно встретить черных муравьев , их называют садовыми . Очень неравнодушны они к тле: всячески охраняют ее от хищных насекомых. Такая забота не случайна - муравьи питаются ее сладкими выделениями. Процесс происходит так: муравей залазит на растение, где находится тля, усиками водит по тельцу, после этого из нее выходит долгожданная капелька, которую муравей тут же проглатывает.

Питание растительноядных муравьев.

Существует несколько видов муравьев, которые предпочитают только растительность. Это листорезы, древоточцы, жнецы.

Ранее считалось, что листорезы кушают листья, срезанные с деревьев и кустов. Но это не так. После того, как лист коснулся земли, они его подбирают, разрывают на малюсенькие кусочки, смачивают слюной и несут к себе в нижний слой муравейника для того, чтобы вырастить там грибницу. Вот она-то и составляет ежедневный рацион таких муравьев.

Муравьев-древоточцев можно часто встретить на трухлявых пнях, упавших деревьев, древесину которых они и едят. Здесь же они строят себе многоуровневые квартиры, прогрызая челюстями дыры. Не исключено, что древоточцы могут поселиться в деревянных человеческих жилищах и портить их.

Не удивляйтесь, что желудок муравья переваривает такую твердую пищу. Это происходит благодаря обитающей у них внутри бактерии эндосимбионт. Такая особенность присуща только муравьям-древоточцам.

У муравьев-жнецов рацион сильно отличается от предыдущего подвида. Они предпочитают подсохшие плоды растений, семена, как различных трав, так и злаков. В первозданном виде они пищу не едят. Принеся ее в гнездо и смочив слюной истертую в порошок находку, кормят своих личинок.

Что едят муравьи-хищники?

Хищники делятся на 2 подвида: бульдоги и кочевники.

Оправдывают свое название из-за специфических жевательных челюстей, которые выдаются вперед и похожи на крокодильи. Ими они хватают пищу и совершают маневры на охоте. Личинок они кормят белковой пищей, которая состоит из других насекомых и беспозвоночных животных. Только получая такое питание, их личинки могут вырасти здоровыми и сильными. В противоположном случае, они перестают расти и развиваться.

Кочевников или бродячих муравьев привлекает примерно такой же рацион, который выбирают и бульдоги, только он более разнообразен. Им подходит главным образом животная пища, а именно: только что вылупившиеся птенцы, насекомые, личинки, лягушки, маленькие ящерицы, все виды беспозвоночных.

Не брезгуют они и мертвыми животными. Стать жертвой таких муравьев могут и раненные или ослабленные животные, птицы. Могут они полакомиться и трупами павших животных, встреченных на своем пути.

Как часто едят муравьи?

Муравьи питаются довольно часто. Как и человек, они принимают пищу 3-5 раз в день. Причем те особи, которые занимаются поиском лакомств, едят на месте или когда несут кусочки добычи в гнездо. А те муравьи, которые живут рядом с человеком, не могут проползти мимо ни одной крошечки, увидев пищу, обязательно ее надкусят.

Если же нет предпочитаемой пищи, то эти насекомые спокойно переключаются на другую, особо не перебирая. Главное – пополнить жизненную энергию и обеспечить матку любым провиантом для выведения потомства. Те особи, которые не выходят из муравейника, при отсутствии свежей пищи, едят приготовленные запасы. Хищные виды муравьев могут, в крайнем случае, поживиться растениями и плодами. Поэтому для садоводов любые муравьи не являются долгожданными гостями на участке. Подъеденные огородные культуры могут изрядно подпортить настроение, а вложенный труд окажется напрасным. Тем более что эти насекомые обычно многочисленны и общими усилиями доставляют человеку огромные проблемы и дискомфорт.

Некоторые виды рассматриваемых вредителей в холодное время года (более 8 месяцев) могут совсем не есть, впадая в спячку.

Когда же происходит процесс еды, муравьи откусывают пищу, которую потом несут в место локации королевы и ее охраны. Иногда большое количество насекомых, может не только слегка надкусить, но и полностью съесть плод, корень и домашнюю еду. А делают это они с помощью зубчатых губ (зубы отсутствуют) и заостренного кончика языка.

Интересно! Не всех насекомых поедают муравьи. Иногда рядом с ними могут без боязни за свою жизнь обитать гусеницы, личинки и жуки. За период соседства с муравьями, они научились выделять падь, как тля, которой так любят полакомиться муравьи. Усиками немного пощекотав полезных для них соседей, выпив выделения, обычно бегут дальше по своим делам. В благодарность муравьи иногда не против того, чтобы их «кормильцы» полакомились яйцами.

Едят ли муравьи муравьев?

Рассказывая о различных видах муравьев ранее, мы не упомянули о так называемых Дракулах . Эти насекомые, достигая половозрелого возраста, питаются соком, который находится внутри их же личинок. Взамен взрослые особи приносят им различных насекомых, чтобы пополнить белковые запасы.

Есть и другой вид муравьев – медовые . Они выбирают 200-300 своих сородичей для откормки, часто приносят им пищу в больших количествах, а когда они становятся похожими на шарики и не могут сами передвигаться, значит, цель достигнута. Когда наступают трудные времена и пищу с водой нигде невозможно достать, эти откормленные особи, у которых накопился богатый запас необходимых питательных веществ, выделяют «сироп». Им питаются вся колония муравьев, и тем самым выживает в трудных условиях.

Были замечены случаи, когда домашние муравьи поедали своих мертвых сородичей из-за отсутствия какого-либо другого провианта. Но в большинстве случаев, становились жертвами отравы, от которой те и умирали.

Американские ученые открыли необычный способ взаимодействия между особями муравья Pachycondyla chinensis . Фуражир, нашедший крупную добычу, быстро прибегает в муравейник, где хватает челюстями первого попавшегося ему муравья и относит его к пище. Потом они вместе разделывают добычу и относят ее домой. Ничего подобного биологи раньше не наблюдали.

Это насекомое, также называемое азиатским иглистым муравьем, уже давно привлекает внимание американских энтомологов. Дело в том, что Pachycondyla chinensis, как это следует из его видового названия, не является коренным жителем Нового Света. Исходно он обитал в Юго-Восточной Азии, а в Америку проник лишь в ХХ столетии. Однако, как и многие виды-мигранты, тотчас же муравей стал источником различных неприятностей: эти насекомые являются хищниками, которые могут питаться, в том числе, и другими муравьями из местных видов. Кроме того, его яд, содержащийся в брюшке и выпускаемый через жало, достаточно силен — известны случаи, когда ужаленные данным муравьем люди испытывали анафилактический шок.

В то же время, наблюдать за иглистым муравьем достаточно сложно, поскольку он, предпочитая селиться в темных и сырых местах, то есть в почве под камнями, бревнами, пнями, и кучами мусора. Классических муравейников с большим куполом эти муравьи не строят, да и вообще крайне не любят показываться кому-либо на глаза. Поэтому об их образе жизни до сих пор известно немного.

Тем не менее, недавно энтомологам из Университета Северной Каролины удалось понаблюдать за весьма необычным поведением, которое продемонстрировали представители давнего вида. Исследователи заметили, что если фуражир (рабочий, добывающий корм) вдруг увидит какой-нибудь вкусный, но весьма громоздкий объект (например, труп таракана), который он сам утащить не сможет, то поступает следующим образом. Он, оставив ценный, но очень тяжелый груз, идет обратно в муравейник, где хватает челюстями другого рабочего (не обязательно фуражира) и несет его в буквальном смысле слова во рту прямо к месту своей находки. При этом тот муравей, которого бесплатно "катают" в челюстях не проявляет по поводу процедуры ни малейшего беспокойства. Прибыв на место, оба рабочих расчленяют добычу и по частям утаскивают ее домой.

Интересно, что даже в том случае, когда находка фуражира достаточно крупная, муравьи этого вида не проводят так называемой массовой мобилизации рабочих, как это принято у представителей многих видов, например, у рыжего лесного муравья (Formica rufa ). Вся добыча перетаскивается в муравейник только двумя рабочими — тем, кто нашел ее, и его помощником. Также примечательно и то, что при повторном возвращении к объекту, помощник уже идет сам, а не путешествует в объятиях челюстей первопроходчика. Видимо, он каким-то образом может запомнить дорогу к еде.

Чтобы понять, является это поведение случайным или оно вполне обычно для Pachycondyla chinensis , ученые провели несколько экспериментов. Они поставили для муравьев две кормушки, в одной из которых было помещено несколько мелких тараканов, а в другую — один, но очень большой. Как и следовало ожидать, насекомые перетаскивали мелкую добычу в одиночку, ну, а для того, чтобы принести крупного таракана, объединялись в "тандем". При этом, как и было замечено ранее, нашедший добычу приносил помощника, сжимая его челюстями (даже тогда, когда носильщик был заметно меньше).

После провели контрольный эксперимент — кормушки поменяли местами и вновь подпустили к ним муравьев, Однако те за несколько минут поняли, в чем дело и сориентировались в новой обстановке: фуражиры, нашедшие крупную добычу, сообразили, что помощников теперь нужно приносить в другое место. Получается, что данное поведение является для особей Pachycondyla chinensis хорошо отработанной поведенческой стратегией. Любопытно также и то, что эти муравьи могут достаточно быстро оценить размер добычи и, на основании этих данных, принять решение о том, нужна ли им помощь в транспортировке, или нет.

Подобное поведение не наблюдалось у муравьев раньше, хотя нечто похожее ученые замечали. Так, представители многих видов рода Formica во время срочной эвакуации муравейника могут хватать челюстями более мелких особей и переносить их на новое место. Причем они поступают так не только с личинками или куколками, но и со взрослыми рабочими. Такое же поведение наблюдалось и у муравьев-кочевников — они часто несут в челюстях своих коллег, которые устали во время перехода. Однако до сих пор не было случая, чтобы таким образом фуражир транспортировал своего помощника к месту, где находится пища.

Скорее всего, подобное поведение возникло из-за того, что Ponerinae (подсемейство, к которому относится иглистый азиатский муравей) является достаточно примитивной группой муравьев и у них еще не выработались более сложные формы коммуникаций. Продвинутые муравьи в вышеописанных случаях либо проводят общую мобилизацию, либо применяют тактику "тандемного движения". В первом случае фуражир, нашедший добычу, быстро бежит к муравейнику, оставляя за собой пахучий след из вещества, выделяемого железами внизу брюшка.

Прибегая домой, он с помощью других желез выделяет феромон, который приводит рабочих в возбуждение. Активизированные помощники отыскивают "следовой" запах и по нему бегут в направлении добычи. Возвращаясь с частью ее, они тоже оставляют на своем пути пахучую метку. Иногда, правда, прибежавший фуражир не выделяет активный феромон, а объясняет своим коллегам задачу с помощью "языка жестов" (очень похожего на танец медоносных пчел).

При "тандемном движении" прибежавший фуражир также выделяет особый феромон, который побуждает первого встречного коллегу следовать за ним. Во время такого движения муравьи-первопроходчики также часто касаются помощников различными частями тела, для того чтобы оставить феромон на его кутикуле. То побуждает идущего сзади не расслабляться и все время следовать за ведущим. Часто также во время "тандемного движения" его участники общаются с помощью жестов.

Что касается понерин, то, судя по всему, их запаховые коммуникации, в следствии отсутствия многих специфических феромонов, весьма слаборазвиты. Их "язык жестов" также достаточно беден. Именно поэтому фуражир Pachycondyla chinensis просто не может объяснить своему коллеге, что тому нужно следовать за ним к добыче. Поэтому-то ему ничего не остается, как схватить помощника челюстями (словно "малое дитя" — личинку или куколку) и отнести прямо к пище. Помощник же во время транспортировки запоминает дорогу (видимо, с помощью зрения, но может быть, ориентируясь по направлению линий магнитного поля) и уже в следующий раз находит ее самостоятельно.

В умеренных широтах у растительноядных насекомых много врагов, главные из которых - муравьи и мелкие птицы. И до сих пор не ясно, дополняют ли они друг друга, или конкурируют за пищу. Ученые из США изучили влияние нескольких видов муравьев и птиц на сообщество из 69 видов гусениц. Выяснилось, что муравьи и птицы друг друга дополняют, эффективно разделяя сферы влияния в борьбе с насекомыми. Пернатые едят преимущественно крупных и специализируются на полифагах - гусеницах, питающихся двумя или более видами растений. А жертвы муравьев, во-первых, меньшего размера, а, во-вторых, среди них больше монофагов, встречающихся на растениях единственного вида.

Взаимоотношения плотоядных и травоядных животных часто - для упрощения - рассматривают на примере системы «один хищник - одна жертва» . Так построены многие (но не все) математические модели, описывающие этот тип межвидовых отношений (о моделях «хищник–жертва» см.: Общественный образ жизни повышает стабильность системы «хищник - жертва» , «Элементы», 20.10.2007). В природе все устроено сложнее и обычно во взаимоотношениях участвуют сразу несколько видов хищников и травоядных. То есть один хищник питается несколькими видами жертв, а за одним видом жертвы могут охотиться сразу несколько хищников. Такие многокомпонентные системы имеют дополнительный параметр -взаимоотношения между хищниками, которые охотятся на один и тот же вид жертвы. Они могут быть как со знаком «плюс» (взаимовыгодные), так и со знаком «минус» (антагонистические).

Два типа взаимоотношений хищников с одинаковым питанием

Антагонистические отношения двух (или более) видов хищников, пожалуй, наиболее известные. В 1934 году, на примере инфузорий наш соотечественник Г. Ф. Гаузе обосновал принцип конкурентного исключения . Согласно Гаузе, два вида со сходным или одинаковым рационом не могут сосуществовать длительное время. В экспериментах Гаузе один из видов инфузорий, более приспособленный, в конце концов вытеснял другой. Это - непрямая конкуренция, когда животные конкурируют опосредованно, потребляя одну и ту же пищу. Но антагонистические отношения могут быть и прямые. Например, тигры (Panthera tigris altaica ) могут преследовать волков (Canil lupus ) и физически вытеснять их со своей территории (D. G. Miquelle et al., 2005. Tigers and Wolves in the Russian Far East: Competitive Exclusion, Functional Redundancy and Conservation Implications).

Взаимодополняющие отношения хищников - тоже не редкость. В этом случае ресурс охотники тем или иным образом делят. Например, они могут охотиться в разных местах. Бывает при этом и так, что один хищник непреднамеренно другому помогает. Например, главную добычу семиточечной коровки (Coccinella septempunctata ) и жужелицы Harpalus pennsylvanicus в агроландшафтах Северной Америки составляет гороховая тля (Acyrthosiphon pisum ). Но собирают ее эти хищники в разных местах: коровки на листьях, а жужелицы на земле. В результате они как бы дополняют друг друга. Более того, коровки помогают жужелицам. Собирая тлей на листьях, они вспугивают часть этих насекомых. Те отпрыгивают. Некоторые промахиваются и падают на землю, где они становятся добычей жужелиц.

В других случаях хищники помогают друг другу еще эффективней - но, конечно же, не специально. Например, муравьиные птицы специализируются в охоте на насекомых, вспугиваемых шествующей колонной странствующих муравьев (см.: Пятнистая муравьянка расширяет спектр стратегий кормодобывания после исчезновения сильного конкурента , «Элементы», 07.07.2015). А в водах близ побережья ЮАР дельфины и олуши помогают друг другу ловить сардин, мигрирующих большими косяками. Механизм здесь простой: атакующий первым хищник, будь то дельфин или олуша, дезорганизует косяк сардин. Этим и пользуются его последователи (любого вида), отлавливая замешкавшихся рыб (см.: Дельфины помогают олушам ловить сардин , «Элементы», 22.01.2016).

К настоящему времени неплохо изучены системы «один хищник - одна жертва» и «несколько хищников - одна жертва». А вот более сложные - «несколько хищников - несколько жертв» - до сих пор в природе почти не изучались. Этот пробел решила заполнить группа ученых-экологов из США.

Работа проводилась в лиственных лесах штата Коннектикут (США). Здесь, в умеренном поясе, основными потребителями растительноядных насекомых являются мелкие насекомоядные птицы и муравьи, в меньшей степени - пауки. Большинство этих животных не специализируются на каком-то одном виде насекомых. Они потребляют представителей многих видов, в зависимости от их обилия и доступности. В данной работе исследовали влияние мелких птиц и муравьев на гусениц.

Сообщество гусениц включало не менее 69 видов из 9 семейств. Именно столько ученым удалось найти в своих опытных сборах. Сами же опыты проводили на деревьях 8 видов. Были выбраны наиболее распространенные породы: клен красный (Acer rubrum ), береза вишневая (Betula lenta ), кария (Carya spp.), бук крупнолистный (Fagus grandifolia ), гамамелис виргинский (Hamamelis virginiana ), черемуха поздняя (Prunus serotina ), дубы белый (Quercus alba ) и красный (Q. rubra ).

По данным визуальных наблюдений и литературы, в лесах центрального Коннектикута наиболее обычными потребителями гусениц являются пять видов птиц. Это золотоголовый дроздовый певун (Seiurus aurocapillus ), красноглазый виреон (Vireo olivaceus ), острохохлая синица (Baeolophus bicolor ), черношапочная гаичка (Poecile atricapilla ) и восточный лесной пиви (Contopus virens ). Что касается муравьев, то из них чаще всего встречаются три насекомоядных вида - из родов Формика (Formica neogagates ) и Муравьи-древоточцы (Camponotus chromaiodes и C. pennsylvanicus ).

Таким образом, фигурантами исследования выступили 8 видов деревьев (в качестве субстрата), 69 видов гусениц (жертвы), не менее пяти видов птиц и трех видов муравьев (хищники) (рис. 1). Ученые хотели выяснить, как муравьи и птицы, вместе и раздельно, влияют на количественный и видовой состав гусениц. Названные виды птиц муравьев если и едят, то лишь случайно: в проведенных авторами экспериментах наличие или отсутствие птиц на численность муравьев не влияло. Поэтому можно считать, что прямых взаимодействий между птицами и муравьями нет. Кроме того, авторы статьи не учитывали влияние на гусениц других, менее многочисленных, хищников (например, пауков), а также - влияние птиц и муравьев на других насекомых.

Для проведения работы исследователи выбрали три лесных массива. В каждом из них - по шесть участков площадью около 1 га каждый. Здесь исследователи работали два сезона, в 2010 и 2011 годах. На каждом участке росли деревья всех восьми видов, а использовалось по одному дереву каждого из видов. Полигоны экспериментов - это крупные ветви и/или побеги деревьев. На каждом экспериментальном дереве выбирали ветки и/или рядом растущие побеги, суммарно - по четыре. При этом к одной ветке не допускали муравьев, к другой - птиц, к третьей - и тех, и других, а к четвертой допускали и муравьев, и птиц (она использовалась в качестве контроля). Чтобы предотвратить доступ к ветке или побегу птиц, его накрывали мелкой сеткой. Количество муравьев сокращали, обмазывая основание 6–8 сантиметровым кольцом липкой смолы. Эта процедура муравьев полностью не ликвидировала, но сокращала их количество в среднем на 60%. При полном отсутствии муравьев описанные ниже эффекты, скорее всего, были бы более выражены.

Спустя три недели с каждой экспериментальной ветви или побега собирали всех муравьев и гусениц. Подсчитывали количество этих насекомых, а для гусениц - также измеряли каждую особь и определяли ее видовую принадлежность. Далее, используя литературные и собственные данные, каждую гусеницу относили либо к полифагам (питается двумя или более видами растений), либо к монофагам (один вид). Затем исследователи перешли к обработке материала при помощи многомерных - так называемые смешанных - статистических моделей. Особенность их в том, что, анализируя взаимосвязь разных переменных, можно учесть возможное влияние побочных, предположительно случайных, факторов. То есть факторов, которые могут по-разному действовать в разных местах проведения эксперимента, но не должны априори влиять на результат. В данном случае к случайным факторам относили вид дерева, где проводили опыт, и год исследования.

Проведенный анализ позволил получить три главных результата:
1) Муравьи и птицы сокращали плотность гусениц, причем наибольший эффект достигался, когда присутствовали и те, и другие хищники (рис. 2, а).
2) При наличии одних только муравьев средний размер гусениц увеличивался на 6%, а если были лишь птицы - уменьшался на 11% (рис. 2, б). Это значит, что птицы, как хищники более крупные, выбирают преимущественно крупных гусениц, а муравьи - мелких. Результат не удивительный, к тому же показанный другими авторами ранее.
3) Неожиданным оказалось дифференцированное влияние муравьев и птиц на гусениц с разным типом питания - полифагов и монофагов. Плотность полифагов была в 3,5–4 раза больше (что ожидаемо) чем плотность монофагов: 0,18 гусениц/м 2 листовой поверхности против 0,05 (площадь листовой поверхности ветки или саженца оценивали, как число листьев, помноженное на среднюю площадь листа). Ученые подсчитали количество экспериментальных ветвей и побегов, на которых присутствовали гусеницы с одним или другим типом питания. Выяснилось, что птицы сокращались число веток с полифагами на 24%, а муравьи не оказывали влияния на гусениц этой группы (рис. 2, в). Зато под действием муравьев веток с монофагами становилось меньше на 19%, а птицы на таких гусениц не влияли. Но эффект муравьев на гусениц-монофагов был заметен только в присутствии птиц. Дело в том, что меньше всего монофагов оставалось на тех ветвях, к которым имели доступ и птицы и муравьи. А больше всего - там, где хозяйничали одни лишь птицы (рис. 2, г).

В обсуждаемой работе удалось показать, что муравьи и птицы дополняют друг друга в борьбе с гусеницами. Муравьи едят преимущественно более мелких, а также уничтожают больше гусениц-монофагов. А птицы - наоборот. Различия в размере добычи между муравьями и птицами предсказуемы и не удивительны. А вот дифференциация их жертв по типу питанию (полифаги или монофаги) - новый неожиданный результат. Причем неожиданный и для самих авторов, которые объяснить его пока не могут. Но предлагают две невзаимоисключающие гипотезы, которые предстоит проверить в будущем:
1) Гусеницы-монофаги адаптированы к конкретным растениям не только в плане питания, но и в смысле умения хорошо на них прятаться. Это помогает им укрываться от птиц, разыскивающих добычу визуально. Но не спасает от муравьев, ориентирующихся в основном по запаху.
2) В присутствии птиц муравьи переключаются на гусениц-монофагов, которых труднее найти. Так они избегают конкуренции с птицами, которые ориентируются на более многочисленных полифагов.

Посмотрим теперь на полученные результаты с более широкой точки зрения. В целом, судя по литературе, взаимоотношения хищных насекомых и мелких птиц могут быть как антагонистическими, так и взаимодополняющими. В разных сообществах может быть по-разному - в зависимости от конкретных видов и соотношения численностей жертвы и хищников. Все эти данные, не столь многочисленные, получены на системах «несколько хищников - одна жертва». А данные по более приближенным к естественным системам «много хищников - много жертв» пока практически отсутствуют: данное исследование едва ли не первое в этом направлении. Поэтому делать обобщения пока очень рано. Но все же авторы предполагают, что системы «много хищников - много жертв», в том числе включающие муравьев, птиц и их жертв, чаще работают по принципу взаимного дополнения, а не антагонизма между хищниками. Дальнейшие исследования покажут, верно ли это.