Wyobraź sobie, że jesteś mrówką Atta texana, która zajmuje się ścinaniem liści. Czołgasz się przez ciasny tunel w ziemi, w kierunku błękitnego nieba. Mijasz królową, siedzącą na grzybowym tronie i inne robotnice, niosące nad głowami kawałki liści niczym płetwy rekina.
– Entomolodzy interesują się sposobem tworzenia kolonii. Tunele, ich kształt i rozkład są źródłem informacji o zachowaniach różnych gatunków mrówek. Zakres możliwości mrówek tnących liście, choć są od nas milion razy mniejsze, jest wprost gargantuiczny. Widziałam mrowiska wydrążone przez ten gatunek, w których zmieściłyby się fundamenty trzypiętrowego domu – mówi prof. Carol LaFayette z uniwersytetu Texas A&M. Gniazdo A. texana wykopane w 1960 roku miało powierzchnię prawie dwóch boisk do piłki nożnej.
Dżyngis-chan na sześciu nogach
Działając wspólnie, owady społeczne, jak mrówki czy termity, są w stanie budować miasta, których pozazdrościłby im planista Nowego Jorku Robert Moses, i wieże, tak misternie zdobione i funkcjonalne jak katedra Sagrada Família w Barcelonie.
Jeśli chodzi o liczby, łączna populacja tych maleństw, zakłócających nam pikniki na świeżym powietrzu, wynosi ok. 10 000 bilionów osobników. Kolonie Dorylus wilverthi, afrykańskich mrówek koczowniczych, przerastają wielkością największe znane nadorganizmy. Każda kolonia liczy około 22 mln mrówek.
W ciągu 250 lat mrówki napowietrzają glebę w stopniu wystarczającym, aby powiększyć powierzchnię Ziemi o ponad 6 cm. Pojedyncza kolonia w Brazylii – gdzie społeczne termity i mrówki stanowią dwie trzecie biomasy
– przenosi 44 tony ziemi. Jedna superkolonia Formica yessensis o powierzchni 675 akrów, posiadająca 1 milion czynnych królowych, została zarejestrowana w 1979 roku na japońskim wybrzeżu Ishikari w prefekturze Hokkaido. Kolonie mrówek argentyńskich, działając blisko siebie, funkcjonują niczym „pojedyncza kolonia”, a jej obszar może rozciągnąć się na całe państwo. Dlatego niektórzy entomolodzy zaczęli w latach 90. XX w. określać je mianem „Dżyngis-chanów świata mrówek”.
A oto garść faktów do dalszych rozważań: mrówki Temnothorax albipennis sprawdzają wymiary obszaru przeznaczonego na ich nowy dom, aby upewnić się, że będzie wystarczający; mrówki koczownicze budują ścianki ochronne tuneli, którymi przenosi się pożywienie; mrówki ogniste przepływają brazylijskie rzeki, tworząc „żywe tratwy”, i rozmnażają się do czasu, gdy znajdą bezpieczny port, w którym da się założyć kolonię; kolonie mrówek drzewnych są w stanie zdobyć do
100 tys. gąsienic w ciągu jednego dnia; mrówki miodowe udają, że są pokojowo nastawione do świata, po czym znienacka napadają na kolonie obficie zaopatrzone w nektar, by je splądrować; mrówki prządki wykorzystują swoje larwy niczym machiny budowlane, nakłaniając je do produkcji jedwabiu, którego używają do związywania liści podczas budowy gniazda.
Tak zaawansowany poziom współpracy pomiędzy zwierzętami nazywa się eusocjalnością. To cecha obserwowana u mrówek, termitów, os i pszczół.
W głębi mrowiska robotnice budują kręte korytarze, nieustannie zwiększając zasięg terytorialny kolonii. Wokół krążą patrole żołnierzy, chroniąc robotnice przed szkod-
nikami, inne mrówki gromadzą grzyby, wyhodowane z liści ulegających rozkładowi, w ciemnej komorze o nieregularnych kształtach. Trzech skrzydlatych samców zapładnia dziewiczą królową poza mrowiskiem (potem królowa zagrzebie się w ziemi, aby urodzić kolonię), a ponad tym wszystkim… Cóż, trudno znaleźć tu odpowiednik prezesa – choć pozornie królowa pasuje do tej roli jak ulał. Nie ma tu centralnego mózgu, który nadzorowałby niższe kasty. Nie ma też posłusznych mrówek-żołnierzy, które Zeus przemienił w trojańskich wojowników, znanych jako Myrmidonowie. Mrówki są po prostu elementami zbiorowiska.
Kebab czy labirynt
Prof. Walter Tschinkel z Florida State University używając gipsu wypełnia mrowiska niczym formę do galaretki, a następnie wykopuje i składa w całość utwardzone odlewy. Efekty są zróżnicowane. Zwykłe gniazdo mrówek drzewnych, liczące 200 robotnic, ma kształt „kebaba”, czyli składa się z „płaskich poziomych komór” wielkości boczniaka, połączonych wąskim tunelem. Gdy jednak przechodzimy do mrówek żniwiarek, Tschinkel odsłania 150 komór połączonych spiralnymi tunelami o kształcie helisy, prowadzącymi trzy metry w głąb ziemi, gdzie tunele skupiają się i łączą niczym odnóża ośmiornicy. Osiem tysięcy zdeterminowanych mrówek jest w stanie zbudować taką konstrukcję w ciągu czterech–pięciu dni.
Brazylijski biolog Luiz Forti stworzył równie skomplikowany odlew ponad 10 lat temu, wykorzystując w tym celu opuszczoną kolonię ścinaczy liści i 10 ton cementu. Po miesiącu miał gotowy model „labiryntu kanałów” rozciągających się na przestrzeni 45 m kw. niczym strzępki grzybni, wśród których wykwitają kopulaste komory (to złożone osiągnięcie mrówczej architektury porównywano do chińskiego Wielkiego Muru). Przy pomocy tych odlewów, w połączeniu z trójwymiarowymi skanami skamielin mrówczych gniazd, naukowcy są w stanie, jak pisze Tschinkel, odtworzyć przebieg ewolucji [społecznej mrówek] na przestrzeni wieków. Dziś jesteśmy w stanie podążać za mrówkami za pomocą endoskopów – choć samym mrówkom się to nie podoba – i rekonstruować kolonie, przy których bledną najbardziej wyszukane mrówcze farmy dla dzieci.
W filmie dokumentalnym BBC „Planeta mrówek” pomysłowi badacze zbudowali wiele wypełnionych ziemią terrariów, połączonych szklanymi rurkami w skomplikowaną konstrukcję, aby przyglądać się mechanizmom rządzącym złożoną z miliona osobników kolonią mrówek ścinających liście. Projekt Atta, w którym odrzucono metody stosowane od lat 50. XX wieku, polegał na modelowaniu ogromnych kolonii bez użycia cementu, betonu, aluminium i bez konieczności wyrzucania mrówek z domów.
Mrówka kontra dwutlenek węgla
– Żeby to zrobić w sposób bezinwazyjny, musimy uzyskać wyższą rozdzielczość, aby móc obrabiać dane – mówi Kim Drager, studentka University of Illinois. – Jesteśmy natomiast w stanie osiągnąć większą szczegółowość odwzorowania – dodaje – ale póki co, zalety odlewów przysłaniają możliwości, jakie kryje w sobie gromadzenie danych GPR. (…) – Gleba jest czymś żywym, oddychającym. Wchodzi w reakcje biotyczne, abiotyczne, jest rezerwuarem dwutlenku węgla – bez niej nie mielibyśmy rolnictwa. Nie bylibyśmy w stanie żyć – mówi Drager.
Nie jestem zbytnio zaskoczony, gdy napomyka, jak niewiele jest badań poświęconych wpływowi owadów na glebę. Cała dostępna wiedza na ten temat została zgrabnie podsumowana w pracy z 1990 roku zatytułowanej „Rola termitów i mrówek w kształtowaniu gleby”. Badacze odnotowali wzrost stężenia węgla, azotu, fosforu i potasu w obszarach otaczających gniazdo w wyniku mieszania gleby. Mrówki przenoszą substancje odżywcze, znajdujące się głębiej w ziemi, do górnej warstwy gleby. Ostatecznie badacze stwierdzili, że istotność tych siedlisk w glebie „wymyka się ocenie”. Jak twierdzi Drager, mogą one mieć jednak daleko idące implikacje. Profesor geografii z Uniwersytetu Stanu Arizona Ronald Don zmierzył zawartość krzemionki magnezowo-wapniowej tworzącej skały w kilku koloniach mrówek na przestrzeni ostatnich 25 lat. Stwierdził, że w obszarach występowania mrówczych gniazd skała pochłania dwutlenek węgla 335 razy szybciej. To wystarczająco dużo, aby wpłynąć na wzrost temperatury związany ze zmianą klimatu, co może częściowo tłumaczyć, w jaki sposób Ziemia zaczęła stygnąć 50 mln lat temu.
Dla głodnych wiedzy
Powyższy fragment (skróty i śródtytuły od redakcji) pochodzi z książki „Robale rządzą światem” Davida MacNeala w tłumaczeniu Pauliny Maksymowicz, która właśnie ukazała się nakładem wydawnictwa Bellona.
Owady: bezcenny cud natury
Nie zdajemy sobie sprawy, jak bardzo potrzebujemy owadów. Bez nich świat pogrążyłby się w chaosie i potwornie by cuchnął
Focus: Co zainspirowało pana do napisania książki o owadach?
David MacNeal: Owady są cudowne i dziwne. Kiedy zacząłem o nich czytać, zorientowałem się, jako nienaukowiec, że niewiele o nich wiemy. Przez kilka lat miałem okazję poznać najdziwniejszych ludzi na świecie – od eksterminatorów z Nowego Jorku, którzy karmią szkodniki swoją krwią, aż do tych, którzy wypuszczają genetycznie zmodyfikowane komary w Brazylii.
Na każdego człowieka przypada 1,4 mld owadów. Wiedział pan o tym przed napisaniem książki?
Tak, ale znajomość tej liczby to jedno, a poznanie znaczenia owadów to zupełnie inna sprawa. Przekonałem się, jak potężny wpływ na nasz świat mają owady, zwłaszcza larwy. Kiedy odwiedzałem „farmę ciał” w Teksasie, gdzie naukowcy badają przerażające robale żerujące na zwłokach – widziałem cud natury w pracy. Cud o nieopisanej wartości pieniężnej, w sensie sposobu, w jaki owady pomagają w rozkładzie. Bez nich świat nieźle by cuchnął.
Pisze pan o znaczeniu owadów w naszym życiu,
m.in. o ich wykorzystaniu w lecznictwie. Mało o tym wiadomo.
Pszczele produkty były używane w medycynie od tysiącleci, poczynając od starożytnego Egiptu. Wydaje mi się, że najfajniejszym stworzeniem używanym obecnie w nauce jest Leiurus quinquestriatus zwany powszechnie skorpionem śmierciożerców, choć jest pajęczakiem. Jego śmiertelny jad jest wykorzystywany w zaskakujący sposób. Przetwarzając białka i nasycając je fluorescencyjnym barwnikiem, neurochirurdzy używają go do znakowania guzów, do których ten jad się przyczepia. Pomaga to wykryć wszelkie fragmenty raka, które mogą nie pojawić się na rezonansie magnetycznym (MRI). Wskazuje dokładnie, gdzie jest rak i zmniejsza ryzyko wycięcia zdrowej tkanki mózgowej. To zaledwie jeden przykład. Jaki jest jeszcze niewykorzystany potencjał medyczny owadów? Zaczynamy się tego uczyć.
Co najbardziej zagraża owadom?
Jak zawsze: ludzie. Korzystamy z nich, ale za mało o nie dbamy. Znalezienie alternatywnych pestycydów i zmniejszenie zmian klimatu to jedyny sposób, aby ocalić tę nadrzędną siłę. Dlatego tak ważne jest zrozumienie, że
to owady pociągają za mikrodźwignie tego świata.
David MacNeal
Niezależny amerykański dziennikarz mieszkający w Denver, zajmujący się popularyzacją nauki i techniki.