От многоклеточных организмов к суперорганизмам

Изначально понятие «суперорганизм» было предложено У. М. Уилером для описания специфики организации социальных насекомых таких, как муравьи, термиты и пчелы. Сейчас данное понятие используется для описания различных сложноорганизованных сообществ начиная от бактерий и заканчивая человеческим сообществом. В частности, в недавних исследованиях было показано, что даже организм человека не является самостоятельной системой, но представляет собой особого типа суперорганизм. Связано это с тем, что его тело состоит примерно из 100 триллионов клеток, 90% из которых принадлежат микроорганизмам (бактериям, грибкам, дрожжам, одноклеточным эукариотам), большинство из которых жизненно важны для человека. В связи с этим учеными, помимо известного проекта генома человека (Human Genome Project), в 2007 году был запущен проект — «Проект микробиома человека» (Human Microbiome Project), описывающий все данные (например, генетический код) микроорганизмов, живущих в человеческом теле [13, 34].

Современные исследования социальных насекомых также не перестают удивлять все новыми открытиями, связанными с их социальной организацией. С эволюционной точки зрения колонии насекомых интересны тем, что как система они обладают качественно иными адаптационными характеристиками, которых нет в составляющих их элементах. На их примере можно описывать новые этапы и формы эволюционного развития, основанные на «синергетическом эффекте» и «симбиогенезисе» [12, 15]. Изучение таких сообществ, действующих как единое целое, привело к появлению в науке таких понятий и исследовательских областей, как «теория роя», «коллективный интеллект», «распределенное познание», «распределенная деятельность», «чувство кворума» и ряд других [17, 18, 20, 21] .

Важно отметить, что современные исследования социальных животных показали, что та четкая граница, которую проводили раньше между природой и культурой, биологическим и социальным оказалась не такой определенной. В современных работах показано, что в природных системах существуют и культура, и традиции, и процессы обучения и научения, а разделения труда общественных насекомых не уступает, а где-то даже превосходит по сложности и слаженности организации человеческие сообщества [2, 31].

С учетом новых работ в этой области рассмотрим более подробно системную организацию жизни колонии муравьев и ее значение для понимания общих закономерностей эволюции.

Различными исследованиями показано, что жизнь муравьиной колонии основана на сложных коммуникативных взаимодействиях и строгом распределении труда. Так, в структуре муравьиной колонии выделяют одну репродуктивную самку «царицу» (моногиния), самцов, роль которых сводится к оплодотворению, и рабочих муравьев, представляющих большую часть населения муравейника. На последних сосредоточена основная забота о муравейнике. Они добывают пищу, чистят жилище, кормят царицу, личинок и т. д. Одним из главных средств коммуникация муравьев является обмен химическими веществами — феромонами. Эти вещества позволяют идентифицировать представителей своей колонии, создавать химические тропы, ведущие, как дорожные знаки, к обнаруженному источнику пищи [4]. Химическая коммуникация также используется муравьями при защите муравейника. В случае нападения, рабочие муравьи подают другим сигнал об опасности и совместно атакуют врага, стреляя, например, метановой (муравьиной) кислотой. Кроме того, показано, что те вещества, которые используют муравьи для коммуникации могут отпугивать вредителей от тех растений, которые полезны как муравьям, так и человеку. То есть, данный тип коммуникация функционирует еще и в роли «предупреждающих сигналов» [28]. Учеными также было открыто общение муравьев посредством звуковых и тактильных стимулов и при помощи трофоллаксиса (обмена пищей и выделениями желёз), выполняющего еще и регуляторную роль в численности популяции [23].

Важным для понимания природы суперорганизмов и происхождения социальных систем является свойственное им разделение труда. И здесь муравьи не отстают от человека. Например, в их колониях есть такие отрасли ведения хозяйства, как «животноводство». Муравьи вступают в симбиоз с тлей для получения от нее питательного вещества, называемого падью — сладкая жидкость, выделяемая тлей. Развитие данного типа деятельности приводит к появлению функционально более узкой группы «профессий». Так, для охраны процесса разведения тли избирают «муравьев-пастухов», которые следят за сохранностью своих пастбищ. «Муравьи-дояры» собирают падь и ухаживают за тлей, например, переносят их в подземные галереи на перезимовку.

Также у муравьев распространены традиции «растениеводства». В частности, у муравьев-листорезов существует культура грибных подземных садов, за которой следят «муравьи-грибники», они культивируют съедобные грибы для питания и вскармливания личинок. В таких садах поддерживается стерильность, осуществляется защита от вредителей посредством бактерий, вырабатывающих антибиотики, существует система удобрения и вентиляции, а культура гриба может быть выведена и передаваться по наследству только в данной колонии, что говорит о ней уже как о «культурном растении» [16; 22, c. 174−177].

Важно отметить, что, как и в человеческом сообществе, поведение муравьев является, частично, результатом процессов обучения, проводимых другими муравьями, а не только инстинктов. В частности, учеными выявлено у насекомых «социально опосредованное обучение» и «социально распределенное обучение» (distributed social learning), посредством которого распространяются новые «интеллектуальные находки» или «традиции», например, в добывании пищи или преодолении препятствий [2, 31].

Так же как в человеческом сообществе, у социальных насекомых решение одной и той же задачи является результатом «распределенной деятельности», реализующуюся через «распределенное принятие решений» (distributed decision-making), которое некоторые ученые объясняют еще малопонятным «чувством кворума» (quorum sensing) [19, 24].

По сравнению с общественными насекомыми социальная организация млекопитающих (дамарских пескороев и голых землекопов или еще структурно более простых сообществ сурикатов, слонов, волков, львов и др.) выглядит довольно элементарной. У человека разделение труда сравнимое по уровню сложности также возникло не сразу, но лишь с появлением научных знаний и длительной традиции накопления и наследования практических знаний и технологий.