Ученый за работой: наблюдение за поведением термитов, их личностями - и душами?

На языке африкаанс они называются rysmiere, буквально "рисовые муравьи", хотя на английский язык их название чаще переводится как "белые муравьи". Однако это не муравьи, они даже не близкие родственники муравьев. На самом деле их ближайшими родственниками из насекомых являются тараканы: это термиты.

В течение почти 20 лет ученые изучают термитов южной Африки. Они сосредоточили свое внимание на определенной группе термитов, которые строят большие надземные курганы, часто встречающиеся в саваннах юга Африки. Они являются пастухами и в совокупности потребляют больше травы и коры, чем все зебры, газели, кудусы и жирафы, за фотосъемку которых туристы платят тысячи долларов.

Они также являются строителями почвы. Каждая колония ежегодно перерабатывает около четверти тонны почвы, проходя через подземное гнездо и курган, обогащая ее по мере прохождения через подземную колонию и многочисленные кишечники термитов, живущих в ней. Курганы напоминают замедленные "фонтаны питательных веществ", которые по мере размывания ветром и дождем распространяют свою щедрость по песчаной почве. Действительно, термиты - одна из главных причин того, что засушливые саванны, несмотря на недостаток воды, являются пышными пастбищами.

Термиты, строящие курганы, известны еще и тем, что якобы "кондиционируют" свои гнезда, расположенные под землей на глубине около метра под курганом. Предполагалось, что курган был построен таким образом, чтобы использовать отработанное тепло гнезда (около 100 Вт) для обеспечения циркуляции воздуха между гнездом и курганом. Таким образом, циркулирующий воздух якобы выводит из гнезда избыточное тепло и влагу, сохраняя его относительно сухим и прохладным: в некотором смысле, кондиционером.

Впервые ученые столкнулись с этими термитами в 1988 г. на окраине пустыни Калахари. Они решили покопаться в общепринятых представлениях и посмотреть, как на самом деле движется воздух.

Ученые впрыскивали струйки газа пропана в разные места и следили за тем, куда они уходят: так называемый эксперимент "преследования по импульсу". После множества впрысков пропана стало ясно, что потоки воздуха совсем не такие, какими они должны быть по "устоявшимся научным представлениям". Гнездо не кондиционируется - курган не контролирует ни температуру, ни влажность воздуха в гнезде. Вместо этого курган улавливает энергию ветра, который перемешивает воздух кургана и смешивает его с застойным воздухом гнезда, подобно тому, как вы смешиваете слои горячей и холодной воды в ванне. Именно так поступают наши легкие, причем перемешивание происходит за счет работы мышц грудной клетки. Хитроумная уловка термитов заключается в том, что для этой функции используется энергия турбулентного ветра.

Эти первые ответы привели к появлению множества других вопросов. Как термиты строят свой курган? Как они "узнают" коллективно, какова "правильная" архитектура кургана? Как это помогает термитам адаптироваться в суровой среде?

Каждый год ученые все вместе стараются собраться в Намибии на месяц полевых работ. Это буйный научный цирк, одновременно изнурительный и захватывающий, эфемерный исследовательский институт, помещенный в дикие саванны северной Намибии.

Их роль во всем этом заключается в том, чтобы понять коллективный разум термитов. Я знаю, что это выглядит несколько необычно, но курган на самом деле является продуктом богатого когнитивного интеллекта. Если мы сможем понять этот коллективный разум, мы поймем нечто фундаментальное в том, как форма становится функцией, - вопрос, который является центральным для самой жизни.

Если просверлить отверстие в боковой части насыпи, можно увидеть, как работает коллективный разум термитов. Примерно через 10 минут появится несколько термитов и начнет строить стену из грязи. Затем появятся еще и еще, и еще, и еще, и так до тех пор, пока не возникнет целая толпа маленьких термитов, заделывающих это отверстие.

Это удивительный подвиг роевого интеллекта. Само отверстие - это довольно длинный путь для термитов, живущих в гнезде, но они должны каким-то образом узнать, что в их кургане есть отверстие. Как? Как слепой термит находит отверстие? Как они направляют свои усилия по ремонту в нужное место? Что их отвлекает, когда они заканчивают работу? Как они вообще узнают, что закончили? Эти задачи сложны для крошечных насекомых в отдельности, но все вместе они, кажется, решают их просто замечательно, даже если ремонт длится гораздо дольше шестинедельного срока жизни типичного рабочего термита.

Коллективный интеллект колонии вполне реален, как реален и наш собственный интеллект, и мы далеки от его постижения.

Именно поэтому ученые проводят довольно много времени в темной комнате на ферме в Намибии, наблюдая за термитами под микроскопом или видеокамерой. Чтобы выяснить, о чем они коллективно "думают", они скармливают термитам маленькие капли флуоресцентного красителя, чтобы посмотреть, как они распределяют воду между собой. Ученые обманывают их маленькими кусочками цветного полистирола, которые они подбирали и перемещали, как будто это песчинки. Ученые дают им на выбор различные типы почвы, чтобы посмотреть, будут ли они ее строить или разрушать. Они заставляю термитов строить в трубах или между листами стекла, что искажает их восприятие своих крошечных миров. Ученые нарисовал на их спинах маленькие точки флуоресцентной краской, чтобы можно было следить за отдельными особями внутри роя.

Из всего этого наблюдения им удалось узнать довольно много нового. Например, термитные рои склонны к когнитивным расстройствам, таким как роевая афазия - расстройство речи и понимания термитов. Образуются плотные скопления термитов, которые как бы не замечают и не реагируют на условия внешнего мира.

Существуют определенные "личности" термитов. Некоторые из них являются "инициаторами", начинают строительство и бегают вокруг, привлекая к работе более ленивых товарищей, а в случае сопротивления физически подталкивают их к действию. Некоторые особи жадно делятся водой с другими, уделяя по 15 минут на высасывание драгоценной воды из почвы и затем раздавая ее измученным жаждой товарищам по гнезду.

Эти черты характера могут различаться у разных видов. Рабочие одного вида будут щедро делиться водой, в то время как рабочие другого вида будут более эгоистичны. Рабочие одного вида будут более внимательны к химическим сигналам, оставляемым сородичами, в то время как рабочие другого вида будут более внимательны к содержанию воды в почве. Это выражается в различных типах курганов. Один вид будет "буйным" строителем, вздымая курган в виде эффектных высоких шпилей, а другой вид будет более "сдержанным" в строительстве, создавая низкий конический курган.

Когда человек погружается в эксперименты и анализ, легко упустить из виду, что наука - это не метод, а отдельная натурфилософия. Наука - это (или должна быть) попытка заставить природу дать нам прямые ответы о себе. Эксперимент - это один из способов получения таких ответов, а простое наблюдение - другой. Иногда природа говорит через наблюдение со смыслом, который эксперимент может не уловить, или ученые готовы услышать.

Интеллект роя - это пример для подражания: являются ли термиты просто маленькими роботами, запрограммированными на работу по простым алгоритмам поведения? Или в них есть что-то особенное, что-то жизненно важное, что придает их действиям совершенно иной смысл?

Долгое время ученые считали, что это первое, но теперь склоняются ко второму. Решающим моментом для них стало наблюдение за тем, как рой термитов поселился в условиях, которые в чашке Петри можно было бы назвать обычными - знакомая почва, немного влаги, небольшой обломок дерева и немного грибка из их колонии, - и при этом не наблюдалось ни афазии роя, ни других признаков когнитивного расстройства.

Через некоторое время, исследуя свой маленький искусственный мир, термиты начинают обхаживать друг друга. Это удивительное зрелище. Один термит - "ухажер" - начинает облизывать другого, а затем кропотливо обрабатывает своими мандибулами каждый из придатков "ухажера" - ноги, антенны, ротовые части. Все это время грумер выглядит почти спокойным: его усики перестают шевелиться, он вяло подает грумеру свои придатки, как бы говоря: "А теперь вот это". Ухаживание может быть весьма интенсивным, образуются "станции ухаживания" - группы термитов, ожидающих своей очереди на уход за особо ревностным ухажером.

В конце концов, ученых осенило: это не роботы, это живые существа, обладающие индивидуальностью, желаниями и потребностями. Робот никогда не сможет "захотеть", чтобы за ним ухаживали, "захотеть" дать другому воды или "захотеть" попить. А вот термиты, похоже, хотят. И это дает термитам, как отдельным, так и всем вместе, нечто вроде души - одушевляющего начала, которого нет у простых машин. Это не обязательно некая жизненно важная "штука", как считали древние, но все же нечто невыразимое, что отличает жизнь от нежизни.