– Вожаками обычно становятся самые голодные, – уточнила Деспланд. – Потому что именно они готовы заплатить любую цену за еду.

Через год после первых опытов с коконопрядами Шарль Бонне отправился на поиски новой партии гусениц и случайно наткнулся на колючий цветок ворсянки, на котором обосновалась колония маленьких красных муравьев. Сгорая от любопытства, он сорвал цветок, отнес его к себе в кабинет и посадил в банку.

Однажды он пришел домой и обнаружил, что часть муравьев покинула гнездо. Осмотревшись, он нашел их на деревянной оконной раме. В своем журнале Бонне записал, что видел, как один из муравьев затем спустился по стене, заполз в банку и скрылся в гнезде. В тот же момент два других муравья выбрались из цветка и побежали к раме тем же самым маршрутом, которым возвращался первый муравей.

«Внезапно мне пришло в голову, что эти муравьи, как и гусеницы, оставляют следы, по которым ориентируются другие муравьи».

Разумеется, он знал, что в отличие от гусениц муравьи не выпускают тонкие нити. Но зато они выделяют сильный запах, слегка напоминающий запах мочи (из-за этого в древности их называли «писмайерами», а позднее – «писающими муравьями»). Эта субстанция, рассуждал Бонне, может «так или иначе оставаться на объектах, к которым они прикасаются, и затем воздействовать на их обоняние». Он сравнивал «невидимые следы» муравьев со следами диких кошек, которые незаметны людям, но зато видны как на ладони собакам.

Его предположение было легко проверить: как и в прошлый раз, он просто провел пальцем поперек муравьиной тропинки. «Сделав это, я повредил тропинку и затем наблюдал то же самое представление, которое ранее давали гусеницы: муравьи растерялись, ведь их путь внезапно оборвался. Некоторое время их замешательство меня забавляло».

Бонне нашел элегантное объяснение тому, каким образом возникают муравьиные тропинки. В отличие от Гюбера и Фабра он не считал, что для этого необходимы крепкая память, острое зрение или особый язык. Бонне верно рассудил, что муравьи просто бегают по тропинкам, которые ведут либо к дому, либо к пище. Однако некоторые муравьи сходят с тропинки, «привлеченные определенным запахом или иным, неизвестным нам раздражителем» и прокладывают новые маршруты. Если муравей-разведчик находит пищу, то, возвращаясь в гнездо, он оставляет за собой следы, по которым пойдут остальные муравьи. Таким образом, написал Бонне, «один-единственный муравей может привести большое количество своих товарищей в определенное место и для того, чтобы сообщить им о сделанном открытии, ему не нужен никакой язык».

Судя по дневникам Бонне, он так и не понял, что совершил великое открытие. Ученые давно подозревали, что муравьи оставляют химические следы; в шестнадцатом веке немецкие ботаники Отто Брунфельс и Иеронимус Бок выяснили, что муравьи производят муравьиную кислоту, после того как заметили, что брошенный в муравейник синий цветок цикория становится ярко-красным. Однако только Бонне сумел свести все факты воедино и сделать правильный вывод.

Бонне умирает в 1793 году, и примерно в это же время зоолог Пьер Андре Латрей подтверждает его гипотезу о том, что муравьи ориентируются по запахам. Он выяснил это, удаляя у муравьев антенны; после ампутации, написал Латрей, они бесцельно, «словно пребывая в безумии или состоянии интоксикации», разбредались в разные стороны. В 1891 году английский ученый сэр Джон Леббок провел серию революционных экспериментов, во время которых использовал Y-образные лабиринты, мостики и вращающиеся платформы. Кропотливые эксперименты доказали, что черные садовые муравьи (лат. Lasius niger) ориентируются в пространстве преимущественно по оставленным другими муравьями запаховым следам.

В конце 1950-х Эдвард Осборн Уилсон разгадал загадку, установив, какая железа отвечает за выработку следовых феромонов у красных муравьев. Предположив, что эта субстанция должна находиться где-то в брюшке, он вскрыл его, и с помощью тонкого пинцета, которым обычно пользуются часовщики, аккуратно извлек все органы. Затем Уилсон по очереди растирал их на препаровальном стекле, внимательно наблюдая за реакцией расположенной неподалеку колонии муравьев. Запахи ядовитой железы, кишечника и капельки липидов, называемой «жирным телом», их не заинтересовали, а вот раздавленная в самом конце железа Дюфурса «произвела на муравьев эффект разорвавшейся бомбы», вспоминал позднее Уилсон. «Они на бегу непрестанно двигали из стороны в сторону своими антеннами, с помощью которых улавливали разносившиеся по воздуху молекулы. В конце пути они замерли в растерянности, потому что не нашли там ожидаемого вознаграждения».

В 1960 году наши смутные представления о муравьиных тропинках стали четкими и ясными. Одновременно появились два новых, исключительно важных термина: пара немецких биологов предложила термин феромон – химический триггер или сигнал, а француз Пьер – Поль Грассе ввел в научный оборот понятие «стигмергия». Стигмергия – это форма непрямой коммуникации и лишенной лидеров кооперации, которые осуществляются посредством оставляемых в окружаю-щей среде меток. К примеру, грандиозные строительные работы термитов координируются как раз благодаря стигмергии: без прорабов и прямой коммуникации. Термиты просто реагируют на серию оставленных ими в окружающей среде простых меток или указаний (если здесь есть грязь, убери её туда), которые побуждают их к дальнейшему преобразованию окружающей среды. Бихевиориальная петля обратной связи позволяет возводить исполинские и невероятно прочные строения вроде австралийских термитников, которые пропорционально в три раза выше наших самых высоких небоскребов. Таким образом, сочетание феромонов и стигмерии даёт даже самым примитивным насекомым возможность строить сложные дома и разветвлённые сети тропинок.

В 1970-х годах биолог Терренс Д. Фитцджеральд, хорошо знакомый с трудами Уилсона, догадался, что гусеницы коконопрядов также могут использовать следовые феромоны. В то время биологи были уверены, что гусеницы ползают вдоль тончайших нитей, выпускаемых их товарками по гнезду из ротового аппарата, однако Фитцджеральда посетила догадка, что они оставляют на нитях следовые феромоны, которые у них, как и у муравьев, выделяются из заднего конца. Тогда он взял сложенный пополам лист бумаги и провел его краем под брюшком гусеницы. Затем он развернул лист и поместил на него других гусениц. Как и следовало ожидать, они начали ползать туда-обратно по линии сгиба, ориентируясь, как и красные муравьи Уилсона, по запаху (позднее ему, как и Уилсону, удалось выделить и синтезировать эти следовые феромоны). Это открытие логично и симметрично завершило исследование, начатое Бонне: изучая гусениц коконопряда, мы узнали, что муравьи ориентируются по следовым феромонам, а вскрыв муравья, мы узнали, что гусеницы помечают феромонами пройденный путь.

Может показаться странным, что ни Уилсон, ни Фитцджеральд ни разу не упоминали в своих исследованиях Бонне. Но на самом деле многие его труды, включая работу, посвященную разгадке тайны муравьиных тропинок, никогда не издавались на английском языке. Несмотря на многообещающее начало, его научная карьера в итоге не сложилась. В двадцать с небольшим лет Бонне уже был известным натуралистом: он первым зафиксировал факт однополого размножения у тли; первым описал процесс регенерации у червей; первым узнал, что гусеницы дышат не через рот, а через расположенные на боках отверстия – «дыхальца», и первым доказал, что листья умеют дышать. Но затем, по злой иронии судьбы, у него появилась катаракта, и он начал слепнуть. Лишившись возможности вести полевые наблюдения и заниматься прикладной наукой, он переключился на изучение таких более умозрительных областей знаний, как философия, психология, метафизика и теология. Большую часть второй половины своей жизни он пытался примирить обескураживающие научные открытия биологов со своими религиозными убеждениями, которые включали веру в божественное происхождение жизни. Главный труд Бонне – всеобъемлющая теория об устройстве вселенной под названием «Великая цепочка бытия», согласно которой все виды на Земле постепенно развиваются, чтобы в отдаленном будущем достичь совершенства, – оказал определенное влияние на таких ученых-эволюционистов, как Жан-Батист Ламарк и Жорж Кювье. Однако в целом его воззрения были глубоко вторичными, поэтому с появлением теории происхождения видов Дарвина они безнадежно устарели и канули в Лету. В конце жизни полностью ослепшего Бонне преследовали фантасмагорические зрительные галлюцинации, позднее названные синдромом Шарля Бонне[3]. Если в наши дни кто и вспоминает про Бонне, то, как правило, в связи с этим синдромом.

Каждая тропинка рассказывает свою историю, но некоторые из них делают это более красноречиво, нежели другие. К примеру, тропинки изучаемых Деспланд коконопрядов откровенно примитивны – они способны выкрикнуть только одно слово: «Сюда!». Тропинки некоторых видов муравьев более смышлены – они умеют не только кричать, но и шептать. Например, интенсивность запахов на тропинке говорит муравьям о том, насколько важен для колонии конечного пункта назначения, что, безусловно, позволяет им более гибко взаимодействовать и быстрее принимать совместные решения. Ученые долго ломали голову, пытаясь понять, каким образом муравьям, которые по отдельности не отличаются ни умом, ни сообразительностью, удается действовать настолько разумно в коллективе. «Все дело в том, – однажды написал Уилсон, – что „дух пчелиного улья“ по большей части остается невидимым – мы только сейчас начинаем понимать смысл химических сигналов».

Рассмотрим огненного муравья: обнаружив новый источник пищи, взволнованный разведчик спешит поскорее вернуться домой и по пути прижимает жало к земле, выпуская из него феромоны, словно чернила из авторучки. Чем больше пищи он находит, тем больше феромонов оставляет[4]. Другие муравьи бегут по его следу за пищей и неизбежно оставляют множество новых следов. Таким образом, если запасы пищи достаточно велики, то к ней быстро протаптывается пусть и невидимая, но самая настоящая (с точки зрения химии) тропа, которая как магнит притягивает еще больше муравьев. Пока пищи остается достаточно много, тропинка неизменно привлекает муравьев, но как только еда заканчивается, запахи начинают выветриваться, потому что муравьи перестают ходить по этой тропе и отправляются на поиски новых, более свежих следов. Этот процесс наглядно показывает, каким образом стигмерия позволяет очень простым существам элегантно решать сложные проблемы.

Этот механизм работает по принципу петли обратной связи: причина рождает следствие (муравей находит пищу и, возвращаясь в гнездо, оставляет особые следы), затем следствие само становится причиной (следы начинают привлекать других муравьев), которая дает кумулятивный эффект (они оставляют еще больше следов, которые привлекают еще больше муравьев), и так до бесконечности. Существует два вида петель обратной связи: желательная, которую называют благим кругом, возникает, когда, например, муравьи начинают оставлять все больше феромонов на тропинке, ведущей к пище, и нежелательная, называемая порочным кругом, которая появляется, когда вы подносите микрофон к какому-нибудь электронному усилителю, в результате чего второстепенные звуки многократно усиливаются и превращаются в отвратительный резкий визг, знакомый любому музыканту. (Последний феномен ученые в прошлом поэтично называли «поющей кондицией», а сейчас – резонансом).

Наблюдая за ползающими по кругу гусеницами, и Бонне, и Фабр стали свидетелями того, как один и тот же механизм может породить как благой, так и порочный круг. Зоопсихолог Теодор Шнейрла стал свидетелем этой прискорбной трансформации в 1936 году, работая в своей лаборатории, расположенной на одном из островов Панамского канала. Однажды утром к нему в кабинет ворвалась крайне взволнованная местная кухарка Роза и срочно позвала его на улицу. Там на бетонном тротуаре напротив библиотеки он увидел несколько сотен армейских муравьев, марширующих по кругу диаметром около 10 сантиметров.

Армейские муравьи лишены зрения и поэтому привыкли полагаться в основном на обоняние. Большую часть времени они проводят в походах, передвигаясь плотными колоннами и пожирая все на своем пути. За эту особенность они получили прозвище «гунны и татары в мире насекомых». Увидев эту картину, Шнейрла понял, что у муравьев что-то пошло не так. Вместо знакомой стройной колонны он увидел полчища муравьев, со стороны похожих на виниловую пластинку с концентрическими черными кругами, бешено вращающимися вокруг пустого отверстия в центре. Круг постепенно расширялся. В полдень по мостовой застучал дождь, разбивший муравьев на две группы, которые продолжали кружиться до наступления темноты. Утром Шнейрла вышел на улицу и увидел, что почти все муравьи погибли; живые же продолжали кружиться в смертельном хороводе. Впрочем, через несколько часов погибли и они. Затем появились муравьи-мусорщики, принадлежащие к другому виду, и быстро растащили мертвые тельца.

Шнейрла счел важным отметить, что круг образовался скорее всего потому, что муравьи оказались на идеально ровном тротуаре; в джунглях формированию круга помешали бы многочисленные препятствия и неровности на земле.

Впрочем, закольцованные тропинки могут появляться в самых разных условиях. Например, энтомолог Уильям Мортон Уилер однажды наблюдал за группой муравьев, которые в течение 46 часов ходили вокруг стеклянной банки («Никогда прежде я не видел настолько впечатляющей демонстрации предельных возможностей инстинкта», – написал он).