Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых

Работа Грассе о стигмергии оставила след в виде небольшой, но весьма захватывающей области биомиметических исследований. За последний десяток лет математика коллективного поведения очень много выиграла от достижений в области робототехники и компьютерного моделирования, раскрыв секреты групповой жизни рыб, тараканов, муравьев, людей и даже ос. Используя компьютерного бота-«осу», который следует набору простых вычислительных правил, исследователи сумели воссоздать множество типов устройства гнезд, которые очень напоминают характерные для различных видов ос. Осы-боты следуют базовому набору правил, которые указывают им, как реагировать на конкретную конфигурацию формирующейся вокруг них структуры. Каждая из них случайным образом блуждает в гексагональном трехмерном пространстве и действует исключительно на основании механизма «стимул-реакция», который использует сетку пересекающихся путей, некий «рой решеток». Боты могли обнаруживать лишь первые 26 ячеек, примыкающих к точке начала строительства; они не могли удалять ячейки, и ни у одного из них не было инструкций, описывающих строение гнезда в целом.

Результатом работы по этим правилам стала постройка сложных гнезд, похожих на те, что существуют в природе. Никакого генерального плана нет; осы действуют в ответ на свое непосредственное окружение, следуя небольшому количеству очень простых правил. При определенных условиях, например в толпе, люди следуют аналогичным правилам. Закономерности, возникающие у насекомых в процессе самоорганизации, часто используются в наших обществах для таких целей, как городское планирование и контроль людских потоков на мероприятиях. Находясь в толпе, мы движемся, как муравьи: мы пытаемся найти самые практичные маршруты, следуя простейшим правилам, которые сообразуются с тем, что делают другие вокруг нас.

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.