Наших читателей, которые высоко оценили статью про пчелу-плотника, сильно интересует группа крылатых насекомых, которых называют шершнями (Vespa). Пожалуй, сегодня о них и пойдёт наш рассказ.
Поскольку я живу в Европейской части России, то рассказывать я буду об одном из двух видов этих животных, которые в ней обитают. Речь пойдет о самом распространенном из них— европейском шершне (Vespa crabro). Итак, данный шершень интересен тем, что это самый крупный представитель эусоциальных ос, повсеместно распространенный от Санкт-Петербурга до Урала.
Ареал вида с трудом доходит до районов Дальнего Востока. Поэтому столкнуться с этим животным в основном могут жители, живущие западнее какого-нибудь Забайкалья. Это не означает, то, что на Дальнем Востоке нет шершней, это означает то, что шершни там есть всякие, но в меньшей степени европейские.
Эусоциальными шершней называют потому, что у них есть строгие иерархические касты (рабочие-самки, трутни-самцы, матки, королева), регулируемые в основном феромонами королевы. Так, нервная система рабочих ос способна опосредовать эффекты подчинительного поведения от феромонов. Например, королева обыкновенного шершня, вероятно, способна выпускать в воздух ароматические вещества, которые воспринимаются нервной системой рабочих особей как сигнал к подчинению. Феромоны инициируют стрессовое поведение у рабочих особей, в результате которого рабочие регулируют репродуктивное развитие у новых особей.
Эти химические вещества также мешают рабочим выращивать самцов и самок, подавляют яйценоскость у рабочих ос в колонии и заставляют рабочих казнить рождающихся маток. Однако помимо регулирования королевой феромонами колонии рабочих особей, сами рабочие особи могут также регулировать численность других рабочих особей, желающих оставить потомство и без воздействия феромонов. Это связано с тем, что в колонии приветствуется потомство только королевы. И поскольку на протяжении продолжительного времени воздействия феромонов рабочие особи дискриминировали друг друга, то при отсутствии феромонов они всё равно продолжат это делать, но уже вследствие инерции и привычки.
Такой процесс называется надзором со стороны рабочих особей, или охраной труда. Эволюционно он необходим, ибо только матки спариваются и производят оплодотворенные яйца, из которых могут рождаться как матки и трутни, так и рабочие особи. Однако рабочие особи хоть не способны спариваться, но зато способны откладывать неоплодотворённые гаплоидные мужские яйца, из которых развиваются трутни, создающие конкуренцию потомству королевы (гаплодиплоидия).
Таким образом, рабочие самки производят потомство только мужского пола. И поскольку в среднем королева разделяет половину своих генов со своими сыновьями, то только четверть своих генов она разделяет с сыновьями плодородных рабочих самок. Следовательно, в интересах королевы воспитывать собственных сыновей, а не сыновей рабочих особей. Именно поэтому идёт сначала выброс феромонов, а уже потом рабочие особи принуждают друг друга к стерильности. И это нормально в рамках такой вот чудесной стратегии! Считается, что обеспечение того, чтобы размножалась только королева, приносит пользу всей колонии в целом. Ибо уменьшение конфликтов между потомством разных ос, способных дестабилизировать обстановку и свергнуть королеву, эволюционно более выгодно, чем свержение королевы и возможной гибели всей колонии. Вообще влияние феромонов на многие социальные виды животных приводит к подобному эусоциальному фенотипу, который включает одну королеву, поддерживаемую стерильными рабочими и сексуально активными самцами (трутнями). Как правило, подобный эусоциальный фенотип появляется у достаточно социальных животных, обладающих определённым уровнем интеллекта, хотя и не всегда, например подобие эусоциальности есть у паразитических трематод, о которых можно будет тоже как-нибудь рассказать.
Однако, эусоциальность, скорее всего, отсутствует у рептилий, (включая птиц), человека и других высших млекопитающих. Несмотря на то, что некоторые учёные, такие как Эдвард О. Уилсон, грезят о суперорганизмах и до сих пор называют людей эусоциальными обезьянами, аргументируя это сходством с муравьями, у которых есть разделение труда, тем не менее их утверждения были решительно отвергнуты.
И отвергнуты они были не только потому, что основывались на групповом отборе, но и потому, что репродуктивный труд человека не разделен строго между кастами и не регулируется феромонами.
Так что же такое эусоциальность и может ли она регулироваться у ос чем-то ещё?
В общем, эусоциальностью называют один из самых высоких уровней организации социальности, которая определяется следующими характеристиками:
Совместной заботой о потомстве, (включая заботу о потомстве от других особей)
Наложением поколений в колонии взрослых и разделением труда на репродуктивные и не репродуктивные группы.
Разделение труда создается строгими специализированными поведенческими группами в обществе животных, которых иногда называют «кастами».
Однако, эусоциальность отличается от всех других социальных систем тем, что индивиды одной строгой касты теряют способность выполнять поведение, характерное для индивидов другой строгой касты. Так, рабочие муравьи не способны становиться солдатами, а трутни не способны встать на защиту улья. У нас же наоборот. Любой Уолтер Вайт может стать мойщиком, а любой мойщик может стать Уолтером Вайтом (привет Джесси Пинкману). Ребёнка может воспитывать любая особь в независимости от принадлежности к полу по своей собственной воли и своему желанию, вопреки действиям различных химических ингибиторов, выделяемых некоторыми представителями касты.
Поэтому попытка примерить эусоциальность на человека, есть ничто иное, как попытка примерить сову на глобус. Звучит интересно, но, к сожалению, не имеет смысла. Конечно, у многих колоний ос, помимо использования феромонов есть и другие причины, приводящие к эусоциальному фенотипу, как экологические (взаимоотношения хищников, паразитов, влияние температуры и влажности), так и физических (доминирование, истребление конкурентов, поедание яиц конкурентов), но всё равно это очень далеко от социальных отношений между такими социальными животными, как люди.
Разобрав моменты с эусоциальной стороной вопроса данных жужжащих насекомых, стоит рассмотреть и их внешний вид, который весьма симпатичен. Достаточно просто восхититься телом шершней, которые имеют красивое продолговатое тело с зауженной талией янтарно-коричнево-желтого оттенка цвета.
Особенно выделяется цветом брюшко. Оно яркое, с коричневыми и чёрными линиями, жёлтыми полосами и точками, красиво блестящими на свету.
Особенного внимания заслуживают и крылья шершня. Они имеют переливающиеся цвета красновато-оранжевых оттенков, из-за чего шершень кажется ещё более величественным. Отдельно следует отметить и потрясающие глаза этого животного, формой напоминающую букву «С». Имея глубокую выемку, они кажется, будто покрыты серо-коричневым пигментом.
И если смотреть прямо в глаза этому насекомому, то может показаться, что это животное смотрит прямо Вам в душу. В этих глазах будто чувствуется глубина познания этого бренного мира. Помимо чудесных глаз, у шершня есть шерсть на груди и животе. Но стоит заметить, что в отличие от своих родственников пчёл, европейский шершень не такой волосатый.
Из-за своего внешнего вида, интересной окраски и рисунка, наш европеец часто воспринимается за азиатского гигантского шершня, который на него чем-то похож. Очень часто в СМИ кричат, что к нам на запад прилетел страшный и ужасный зверь, чей укус может иногда вызывать смерть. Однако смерть иногда вызывается и пчёлами, да и в большинстве случаев никто к нам не прилетает, ибо гигантский азиатский шершень на то и гигантский, что размерами больше.
Средний размер рабочего азиатского гиганта 5 см, а средний размер рабочего европейца 2, 5 см. И только матки европейских шершней могут достигать 3,5 см. Нужно подчеркнуть, что и обычные самки всегда крупнее самцов как по размеру, так и по массе. Однако до азиатских родственников им все равно далеко. Интересно то, что самки европейского шершня, как правило, всегда крупнее самцов. Тем не менее, брюшко у самцов состоит из семи сегментов, а у самок - из шести. Но за счет того, что шестой сегмент самок несет в себе яйцеклад, видоизмененный в жало, самки и выглядят больше, и умеют жалить, что самцам попросту не дано. Что же касается нервной системы, то для ос обоих полов она одинаково сложная.
У всех шершней есть церебральный ганглий, два грудных ганглия и пять брюшных ганглиев. Церебральный ганглий, он же головной является самым важным у этих насекомых и выполняет роль поэзофагеального ганглия, т.е. головного мозга. Он ответственен за всю мыслительную деятельность и отдаёт сигналы в грудные и брюшные ганглии, благодаря которым шершень прекрасно ориентируется в пространстве. Поэтому шершень всегда находит себе пропитание, и его даже можно попытаться приманить вкусностями.
Так мне доводилось держать на ладони живой экземпляр особи длиной в три сантиметра. При этом мне очень повезло, что это милое создание не ужалило мою ладонь в процессе поедания мяса. Да, да! Вы не ослышались! Он ел у меня кусочек куриного филе. Именно поэтому шершень меня и не жалил, а иначе мне было бы очень больно, ведь этот вид агрессивен возле источников пищи. Тем не менее, его основная пища- это крупные насекомые, такие как жуки, осы, пчёлы, мотыльки, стрекозы и богомолы. Шершень также питается опавшими фруктами и другими источниками сладкой пищи, но всё же в большей степени он хищник.
Поэтому палец в рот ему не клади. Это Вам не пчела-плотник. Жалит и кусает без предупреждения. Потому не стоит нарываться на приключения и пытаться приманить желтую бестию к себе на ладонь. Одно лишнее движение, и Вы уже как товарищ Койот Питерсон — орёте на всю Ивановскую от боли и проклинаете насекомое почём зря. Правда, следует отметить, что данный вид в принципе миролюбив. Шершни кусают только в ответ на угрозу своей собственной жизни и не любят, когда их хватают. Поэтому если их не трогать, то и конфликтов не будет.
Они также защищают свое гнездо, поэтому следует проявлять осторожность, когда случайно натыкаетесь на него. А наткнуться на него можно везде, где тихо и спокойно, или где есть деревья. Не редкость, когда гнездо может быть обустроено в стволах деревьев с небольшим выходом стенок с сотами наружу, или под балконом дачного дома, в брошенных дуплах деревьев.
Соты и стенки состоят из смеси бумажной массы, созданной самками рабочими, которые пережевывают мертвую кору, сердцевину деревьев, или любой другой растительный материал из ближайшего окружения и смешивают его со своей слюной. Однако в основном гнёзда европейских шершней представляют собой типичный осиный улей, напоминающий сооружение из бумаги.
Такой улей испещрён бумажными сотами, скреплёнными между собой. Ячейки в этих сотах обычно имеют длину 8–9 миллиметров и 4–5 мм в диаметре. Чтобы соты и стенки не развалились, шершни используют слюну в качестве цемента для соединения легкодоступных органических и неорганических материалов, находящихся поблизости. Этот цемент не только скрепляет соты, но и защищает их от повреждения водой. Он обеспечивает защитный барьер, помогающий защитить колонию от ветра или других суровых погодных условий. Доступность ресурсов, их расположение и количество их переработки челюстями влияют на окончательный внешний вид гнезда.
Поэтому между гнездами европейских шершней наблюдается очень много различий. Например, если растительного материала не так много, шершни используют для строительства стенок улья и окружающую почву, в которой содержатся минералы, такие как титан, железо и цирконий. Интересно, что соотношение волокнистого материала к фактической слюне влияет на способность гнезда впитывать воду и, следовательно, на то, насколько хорошо его внутреннее пространство остается сухим. В изученных в Турции гнездах содержание клетчатки составляло 23%, а слюны шершня - 77%. Именно подобная комбинация приводит к оптимальной водопоглощающей способности и делает построенные гнёзда самыми лучшими домами для обитания колонии.
После выбора места и постройки подобного гнезда королева откладывает яйца в соты и испускает феромоны. Рабочие выбрасывают яйца рабочих и продолжают работать ради блага королевы и воспитывать её личинок. Интересно, что колонии европейского шершня в зависимости от сезона меняют стратегии получения пищи как для личинок королевы, так и для взрослых особей.
Так, в апреле, когда матка обычно откладывает яйца, рабочие активно занимаются хищничеством. Осенью, наоборот, рабочие осы становятся падальщиками, и вместо того, чтобы прилагать усилия для поиска источников пищи, рабочие стараются взять то, что можно найти на земле. Например, в конце августа и в сентябре я видел шершней, вылетающих из помоек и подъедающих разлагающихся голубей и крыс.
Известно, что европейские шершни вселяют страх многим видам насекомым и даже людям. Однако могут ли сами шершни бояться, или испытывать тревогу?
Как и большинство видов перепончатокрылых, европейские шершни обычно общаются друг с другом с помощью танцевального поведения или феромонов. И разумеется, шершни не роботы и тоже могут испытывать чувство тревоги, которое выражают в танце. Типичный танец тревоги европейского шершня выполняется вне гнезда и состоит из последовательного жужжания, метания из гнезда в гнездо и обратно.
Пиком стрессового состояния у шершней является распыления феромонов, атаки, или феромона тревоги. Результатом действия этих феромонов служит защита и атака враждебной цели, помеченной в ближайшем радиусе от улья. Тревожный феромон хранится во внутренних мешочках с ядом и выделяется из них в виде 2-Метил-3-бутен-2-ола.
Это вещество является основным компонентом феромона, вызывающим страх и защитное поведение. Но без них бы шершни, скорее всего, погибли. Именно благодаря танцам и феромонам шершни и выживают в своих ульях. Правда, они им не всегда помогают, особенно когда приходят злые людишки и разрушают их ульи по причине страха и боязни помереть ужаленными в самом рассвете сил. Хотя, по сути людям никто не мешает, достаточно поставить москитную сетку на окно и не париться, что к ним залетит полосатый гость.
Стоит ли бояться европейских шершней?
Страх перед европейскими шершнями является крайне не обоснованным. Во-первых, потому, что большинство случаев укусов этих шершней не требуют медицинской помощи и крайне редко могут могут быть серьезными, и то, в основном у аллергиков. В единственном документированном случае, требующем лечения, наблюдались болевые симптомы в месте укуса, а также головные боли и одышка. В больнице у жертвы было обнаружено быстрое, нерегулярное сердцебиение с кровяным давлением 111/63. Последующая ЭКГ продемонстрировала фибрилляцию предсердий с быстрой желудочковой реакцией, вызванной дофамином, сератонином, норадреналином, нейротоксином апамином и фосфолипазами присутствующими в яде. Однако жертва осталась жива. Следует отметить, что подобные случаи крайне редки, ибо все вышеперечисленные вещества есть и в пчелином яде. Напомню, что Койот Петтерсон спокойно пережил укус японского шершня, у которого и яда больше и концентрации веществ в яде мощнее. Во-вторых, боязнь, того, что европейские шершни пожрут всю вашу пасеку, не выдерживает критики, ибо это не гигантский азиатский шершень.
Да, европейские шершни охотятся на многие виды насекомых, чтобы прокормить своих личинок, но большинство из этих насекомых считаются садовыми вредителями. Действительно, европейские шершни могут убивать и медоносных пчёл, однако они обычно не представляют угрозы для здоровых колоний. Видимо, эти шершни справляются и без набегов на пасеки. В-третьих, все эти надуманные людские страхи привели к упадку данного вида, который часто находится под угрозой исчезновения или в некоторых ареалах уже находится исчезнувшим. Европейские шершни пользуются правовой защитой в ряде стран, в частности, Германии, где убийство европейских шершней, или их гнезда является незаконным с 1 января 1987 года, со штрафом в размере до 50 000 евро. В нашей стране этому виду пока ещё ничего не угрожает, но люди продолжают их незаслуженно убивать. Не стоит бояться наших шершней, берегите животных и наблюдайте за их жизнью со стороны! Спасибо за прочтение и до новых встреч!
P.S.Данная статья была написана вдохновителем научного сообщества Фанерозой, биологом Ефимовым Самиром, эксклюзивно для хабра. В будущем эта статья появится и в нашем научном сообществе во вконтакте. Эта статья была написана абсолютно полностью на мобильном телефоне в мобильной версии данного сайта в течении четырёх дней. Это было сделано для того, чтобы доказать людям, что старая версия хабра уже морально устарела и есть мобильная версия, которая на много удобнее и в разы лучше версии старой!
Источники
Archer, M.E. (2010). "The queen colony phase of vespine wasps (Hymenoptera, Vespidae)". Insectes Sociaux. 57 (2): 133–145.
Foster, Kevin R.; Ratnieks, Francis L. W. (2005). "A new eusocial vertebrate?" (PDF). Trends in Ecology & Evolution. 363–364
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/433453/Eusotsialnost_i_fenomen_cheloveka
https://academic.oup.com/bioscience/article/62/11/987/263161
https://www.edge.org/conversation/steven_pinker-the-false-allure-of-group-selection
Докинз, Ричард (24 мая 2012). "Происхождение Эдварда Уилсона. Рецензия на книгу Эдварда О. Уилсона "Социальное завоевание Земли". Перевод перспективы.
Hamilton, W. D. (20 March 1964). "The Genetical Evolution of Social Behaviour II". Journal of Theoretical Biology.
Okutucu, S.; Şabanov, C.; Abdulhayoğlu, E.; Aksu, N. M.; Erbil, B.; Aytemir, K.; Özkutlu, H. (2011). "A rare cause of atrial fibrillation: a European hornet sting". Anatolian Journal of Cardiology.
