Муравьи обогнали человечество на 100 миллионов лет

Все современные виды муравьёв — общественные насекомые. А среди ископаемых видов были муравьи-одиночки?

Муравьи возникают в конце мелового периода, и насколько мы знаем, довольно быстро приобрели признаки социальности. Прежде всего об этом мы можем судить на основании их морфологии (наличие специальных желез, строение антенн и т.д.). Кроме того, в палеонтологической летописи практически сразу появляется и разделение на касты. 

Уже в позднемеловом Бирманском янтаре встречаются как бескрылые самки, так и настоящие рабочие. А вот о численности семей и образе жизни меловых муравьев имеются только косвенные свидетельства. Хоть их семьи вероятно не были столь многочисленны как сейчас, но муравьев одиночек среди ископаемых вероятно не было.

Как быстро муравьи стали такими, какими мы их знаем? Кто их предки и хорошо ли изучена их эволюция?

Предками муравьев вероятнее всего были осовидные предки, перешедшие к одиночной охоте в подстилке. Можно даже предположить что у них была примитивная забота о потомстве. В последнее время мы всё больше узнаем о так называемых «стволовых группах», но далеко не всегда из таких стволовых предков можно напрямую вывести продвинутые группы муравьев. Загадок еще достаточно много. Популярные в последнее время бирманские позднемеловые «адские» муравьи являлись уже достаточно специализированными и не могут быть прямыми предками какой-либо группы современных («кроновых») групп.

Меловые арманиины (Armaniinae) были описаны по отпечаткам как отдельное семейство, близкое к муравьям, но в последнее время рассматриваются как подсемейство муравьев. К сожалению такие отпечатки не могут дать нам полной информации о строении этих животных, но пожалуй наиболее примитивные черты строения (жилкование крыльев, антенны, челюсти) как раз характерны для этой группы и с натяжкой они могли бы считаться предковым для остальных муравьев таксоном, но это требует дополнительного изучения и обоснования.

В фантастической литературе описаны древние муравьи «огромных размеров». Такие действительно существовали?

Огромные размеры для насекомых это всё же достаточно скромные размеры по сравнению с большинством позвоночных. Сейчас рабочие муравьи редко когда достигают 3 см, самки (а иногда и самцы) бывают крупнее. А вот в прошлом муравьи бывали и крупнее, более 5 см длиной, как известная Titanomyrma lubei, сравнимая по размерам с небольшой колибри. Такие муравьи обитали в  эоценовый температурный максимум в Европе и Северной Америке более 40 млн лет назад. Современные муравьи предпочитают в большинстве своем быть маленькими, но многочисленными.

Откуда палеонтологам вообще что-то известно о древних муравьях? Есть ли другие источники, кроме янтаря?

Да, конечно мы не ограничиваемся только находками в ископаемых смолах (янтарях). Довольно много ископаемых муравьев известны по отпечаткам в разновозрастных осадочных породах (от середины мела до плиоцена). К сожалению такие отпечатки «информативно» уступают инклюзам в янтарях, но зато благодаря им мы получаем наиболее полную картину истории группы. Хотя, скажу честно, пробелов в наших знаниях еще очень много…

Я читала, что трудность классификации муравьёв связана в том числе с наличием видов-двойников. Что это за виды-двойники такие?

Если просто, то виды-двойники это виды практически не отличимые морфологически, но могут хорошо различаться экологически, по поведению и т.д. В последние годы с развитием молекулярно-генетических подходов к разделению видов, такие виды обнаруживаются все чаще и чаще. Есть они (к сожалению) и среди муравьев. Но я бы не сказал, что основные сложности классификации муравьев связаны именно с этим. Для действительно максимально реалистичной классификации муравьев (да и не только их), я считаю, мы должны стремиться к синтезу палеонтологических, молекулярно-генетических и морфологических методов. К сожалению, пока мы еще далеки от такого идеала. Кроме того, наличие разных каст у муравьев (самки, самцы, рабочие и солдаты) тоже приводит к сложностям при видовой идентификации муравьев. Использование же только признаков рабочих для надвидовой классификации чаще всего является неоправданным.

Сейчас многие говорят о клонировании мамонтов или динозавров, а не проще ли начать с клонирования вымерших муравьёв? Или клонировать небольшое насекомое, достав его ДНК из янтаря — задача неосуществимая?

Сражу скажу, что на современном этапе развития науки извлечение ДНК и восстановление полного генома ископаемых организмов невозможно. Как показали некоторые последние исследования, это особенно сложно при захоронении организмов в смолах, где ДНК разрушается быстрее. А разницы клонировать слона или муравья нет :) Вероятно, для образцов старше 5 млн лет (а может даже и меньше) это будет совершенно недостижимо и в будущем.

Если клонирование всё-таки получится, и на Земле вновь появятся те же Sphecomyrma freyi, приживутся ли они в текущих условиях? Или муравьи выживут и будут хорошо себя чувствовать в любых условиях?

Это достаточно сложный вопрос. Ну прежде всего — зачем? Каждому муравью свое время :) То что мы знаем о так называемых «живых ископаемых» (в том числе и среди муравьев) - они обитают в оттесненных условиях и не бывают многочисленными и доминирующими видами в современных экосистемах. Получить такого муравья для исследования было бы интересно, а вот для реинтродукции… думаю не стоит.

Напишите, пожалуйста, пять фактов о муравьях, которые покажут неспециалистам, что эти насекомые — не просто букашки, вредящие саду и кусающие людей.

- Муравьи по опыту социальных взаимоотношений превосходят человечество как минимум на 100 млн лет.

- Муравьи одна из самых разнообразных групп животных на Земле, насчитывают 14000 видов. Есть рода включающие более 1000 видов.

- По численности и биомассе муравьи превосходят всех позвоночных на планете.

- Муравьи играют огромную роль в потоках вещества и энергии практически во всех современных экосистемах, а не только вредят в саду.

- и да, они кусают людей :)

Почему самки муравьёв утрачивают крылья после брачного полёта?

Супер вопрос! Этого не знает никто :))) На самом деле, как мы уже говорили, возникновение и раннюю эволюцию муравьев связывают с переходом их предков к обитанию в лесной подстилке и/или почве. В таком случае крылья им просто не нужны. В некоторых таксонах муравьев (например среди кочевников Dorylinae в широком смысле) имеются исходно бескрылые самки, но самки муравьев подавляющего большинства видов обламывают крылья сразу после спаривания. Так же это происходит и у совсем не родственных эусоциальных тараканов (термитов), и самки и самцы у них после спаривания также обламывают крылья. Видимо дело действительно в образе жизни.

Если я не ошибаюсь, муравьи — это насекомые, у которых много раз возникала эусоциальность — то есть система поведения, при которой некоторые особи отказывались от размножения, чтобы заботиться о потомстве своих сородичей. Почему именно у муравьёв? В чём плюсы и минусы эусоциальности?

Не совсем так. У муравьев социальность возникла один раз. А вот среди насекомых вообще, и даже больше, членистоногих неоднократно и независимо. Эусоциальность (истинная с разделением на касты, длительным контактом поколений и т.д.) известна у ракообразных (живущих в губках креветок), пауков и в нескольких отрядов насекомых (включая даже тлей и трипсов). Наиболее известные случаи эусоциальности известны среди перепончатокрылых (муравьи, осы, пчелы) и тараканов (термиты). Но даже в пределах этих групп эусоциальность разная. Например, у перепончатокрылых на касты делятся только самки, а у термитов и самки и самцы. У перепончатокрылых функцию рабочих выполняют взрослые насекомые (имаго), а у термитов личинки, т.е. они используют детский труд :) Часто одной из предпосылок к возникновению социальности (через кооперацию) является ограниченность какого-то ресурса, например для основания гнезда. Так в «замкнутых условиях» возникает социальность у галловых тлей и креветок в губках. Вопрос, точнее ответ на него, очень обширный и об этом стоит поговорить отдельно.

Если в огороде появился муравейник, что лучше сделать хозяину огорода? Я знаю, что некоторые люди просто поливают муравейник кипятком или берут его лопатой и выбрасывают за забор. Может, есть более этичные способы избавиться от муравьёв? Или муравейник в саду — это вообще ничего страшного, никакого вреда от него нет?

Очень частый вопрос для мирмеколога :) Покупать новый участок, конечно! Если серьезно, то это вопрос не простой. С одной стороны муравьи известны как эффективные биологические агенты в борьбе с вредителями. Но это справедливо для лесов. В садах и на дачных участках они скорее вредны, так как разводят тлей на плодовых культурах, например. Бороться с ними или нет это выбор каждого. Но есть способы (относительно гуманные) минимизировать их вред в саду. Можно установить ограничительные пояса на стволы плодовых деревьев которые не дадут муравьям подниматься к колониям тлей. И тогда с последними быстро справятся различные энтомофаги и паразитоиды (божьи коровки, златоглазки и афелениды). Сложно всегда отвечать на такие вопросы… Я бы не стал уничтожать муравьев :)

Приглашаем всех в паблик Дмитрия ВК, PaleoEcoAnt Lab. Там много интересного про древних насекомых!

Беседовала Екатерина Шутова