Очень просто, но работает: как термиты строят свои выдающиеся жилища

Термиты — лучшие архитекторы царства насекомых. Гнёзда, которые они строят, хочется называть башнями или высотками, так как жилища этих малышей могут достигать нескольких метров в высоту, отличаясь сложными конструкциями и галереями.


Устройство термитников обеспечивает эффективное взаимодействие обитателей между собой. А вентиляция внутри работает так, что позавидовали бы опытные инженеры. Но как тысячи или миллионы насекомых могут координировать свою строительную работу на столь высоком уровне?



Исследование на эту тему возглавил Андреа Перна, профессор Школы перспективных исследований IMT в городе Лукка, Италия. Учёные выявили уникальный механизм, который помогает термитам в их впечатляющих достижениях.

Для лабораторного эксперимента использовали подземных термитов очень вредного для экономики вида Coptotermes gestroi. Сами родом из Южной Азии, эти животные тихой сапой проникли уже на восточное побережье Соединённых Штатов.

Исследователи слепили из глины искусственные сооружения разной высоты и формы. Затем отобрали небольшие популяции термитов и начали следить за их активностью с помощью видеосъёмки. Целью было проверить различные гипотезы о поведении насекомых и обнаружить механизм, благодаря которому те координируют свои действия при строительстве.



Муравьи не родственники термитам, но это тоже общественные насекомые со сложным поведением. В случае с муравьями, например, считается, что они передают стройматериалам особые запахи, феромоны. И эти химические вещества привлекают других муравьёв на стройплощадку. Таким образом, действия одного рабочего муравья запускают активность собратьев, умножающих его усилия.

А что же наши термиты в лаборатории? Небольшая группа подопытных Coptotermes gestroi принялась таскать глиняные катышки на верхушки искусственных столбов, установленных экспериментаторами. Но если термиты, подобно муравьям, также полагались бы на феромоны для координации на стройке, то как они догадывались размещать глиняные шарики в определённом месте? Экспериментаторы были уверены к тому же, что в лаборатории не было никаких феромонов. Причём маленькие шестилапые строители с равной вероятностью складывали строительные гранулы поверх всех предоставленных им столбиков, и низеньких, и высоких.

Другая гипотеза состояла в том, что термиты, возможно, способны ощущать кривизну строительного основания. Думать так позволили предыдущие опыты. Ранее выяснилось, что термитам достаточно неустанно добавлять шарики в местах наибольшей кривизны, чтобы получались очень сложные структуры, напоминающие существующие в природе гнёзда термитов.

Джулио Факкини из Института CNRS в Париже был первым автором нового исследования. Он отметил, что на искусственно спровоцированной стройке насекомых привлекали небольшие неровности с наибольшей кривизной. Именно на такие участки термиты усерднее таскали и таскали стройматериалы, пока столбики либо не разделялись на «горные пики», либо не сливались с соседними столбами, и так далее. Так, с помощью простой закономерности, термитам удавалось формировать очень сложные структуры.

Фактически в ходе экспериментов термиты всегда предпочитали строить в местах наибольшей кривизны, добавляя гранулы на верхушки столбов независимо от высоты. А когда перед ними намеренно городили стену, они чаще всего добавляли катышки у двух её углов, то есть в двух точках, где кривизна была максимальной.



Но возник вопрос: как термиты умудрялись ощущать эту самую кривизну конструкций? Исследователи догадались, что в этом насекомым помогало физическое явление.

Профессор Перна объяснил, что термиты очень чувствительны к уровню влажности. В отличие от большинства других насекомых, у них тонкий экзоскелет (наружный панцирь), и они довольно мягкие. В общем, длительная сушь, то есть влажность ниже 70%, может их погубить. Поэтому воспринимать скачки влажности и реагировать на них — жизненная необходимость термитов.

Чтобы подтвердить гипотезу, учёные пошли на уловку, при очередном опыте пропитав глину раствором пищевой соды. Когда вода испарялась, на поверхности проступали крошечные кристаллики соды. И чем их было больше, тем суше в этих местах становилась глина. И это были в первую очередь верхушки столбов и углы стен. В общем, ровно те места, на которых термиты концентрировались в своём строительном упорстве.

Схема такова: термитам для выживания нужны тень и влажность, и они чувствуют, где условия меняются не в их пользу. И принимаются таскать глину туда, где суше. Повысив таким образом влажность одного участка, они побуждают товарищей нести шарики из глины в другие места, где не столь высока влажность. И так далее, и тому подобное, пока не получаются в итоге прочные комфортные термитники.

Перна признался, что они с коллегами удивились, насколько простой по сути была хитрость природы. Но она срабатывает, позволяя насекомым возводить такие затейливые и грандиозные сооружения.