Melyik az az állat, amely jól szervezett birodalmakat tart fenn, ahol jelen van a mezőgazdaság, az állattartás, a gyógyítás, a munkamegosztás, de a kizsákmányolás és a rabszolgatartás is? Egy rovar a válasz, mellyel mindannyian találkoztunk már, hiszen annyian vannak, hogy a becslések szerint minden emberre két és fél millió jutna belőlük, ha egyenlően szétosztanánk őket. Csak a Kárpát-medencében több mint 130 fajuk él.
Maák István Elek mürmekológus – a görög myrmex szó hangyát jelent –, és viselkedéskutatással foglalkozik. Doktori disszertációjában azt vizsgálta, hogy mi a tetemek szerepe az egyes hangyafajoknál, hogyan működik a hulladékkezelés és a temetők létesítése, a hangyatetemeket hogyan hasznosítják táplálékforrásként vagy a fertőzések megelőzésére. Most egy laborban beszélgetünk, ahol műanyag dobozokban sorakoznak az asztalon a vizsgálati hangyakolóniák, melyeken épp egy rabszolgatartó faj szezonális viselkedésváltozását figyelik. És ezennel meg is érkeztünk egy lenyűgöző világ határához.
Ahhoz, hogy az itt említett rabszolgatartás mikéntjét értsük, meg kell ismernünk, hogyan élnek a hangyák. Akárcsak a méhek esetében, itt is külön érdemes szót ejteni királynők, a dolgozók és a hímek életéről.
Ha emberi szempontból nézzük, akkor a dolgozó az átlagember, a királynő viszont egyes fajok esetében lehet egy terminátor is: tud repülni, erős, robusztus. Láttunk egy támadást, amikor egy királynő egymaga több száz dolgozót felaprított, de egy idő után kifárasztották, és legyőzték – magyarázza a házigazdánk.
Mint kiderül, a királynői lét is elég szűkös teret enged a képességek kibontakoztatásának, hiszen a királynő nem arra hivatott, hogy hatalmasabb legyen, mint a népe tagjai, vagy hogy esetenként kivételes erejével megvédje a fészket, hanem főként a szaporodásban, a genetikai állomány továbbörökítésében van szerepe. És ezt – emberi szemmel nézve – egészen furcsa alázattal veszi tudomásul. Élete kezdeti szakaszán a királynő általában kirepül a szülői fészekből, azaz a hangyabolyból, párosodik, és a nagy kolóniával rendelkező fajok esetében több hímmel is: annyi hímivarsejtet gyűjt be, amelyből akár harminc éven át is képes tojásokat rakni. Párzás után a királynő vagy visszatér a fészekbe, ahonnan jött, vagy új otthon után néz, azaz keres egy helyet, ahol fészket alapíthat, vagy cselt alkalmazva bejut egy idegen kolónia fészkébe, megöli az ottani királynőt, és átveszi annak helyét. Ettől kezdve csak a tojásrakásra koncentrál, már-már szaporítógéppé válik, leveti a szárnyait, újrahasznosítja a repüléshez használt izmait és esetenként az agya egy részét is – immár nincs szüksége ezekre.
A dolgozók ezzel szemben sokkal összetettebb feladatokat végeznek, és ők maguk igen sokfélék – mind méretüket, mind szerepkörüket vagy akár személyiségüket tekintve is. A dolgozók egy része a királynőt látja el táplálékkal, mások az utódgondozásban vesznek részt, táplálják a lárvákat, van, aki a fészek tisztaságáért felel, más a belépőket ellenőrzi és tisztogatja, hogy be ne hurcoljanak valamilyen kórokozót, illetve idegenek se jussanak be a fészekbe, az idősebb dolgozók pedig kijárnak a fészekből táplálékot keresni, így ők vannak a legtöbb veszélynek kitéve. A táplálékot hazahordják – vagy úgy, ahogy látjuk olykor, hogy lelkesen cipelnek mindenfélét, amit találtak, vagy úgy, hogy megeszik, azaz a szociális gyomrukban viszik haza.
Furcsán hangzik ez a szociális gyomor elnevezés, és úgy működik, ahogy az olvasó bizonyára sejti: az itt tárolt táplálékot a dolgozó megosztja a többiekkel, azaz otthon felöklendezi, és mindenkinek ad belőle, akivel a fészekben találkozik. A jóllakottsági szint pedig többnyire egységes, nem jellemző, hogy egy fészken belül éljenek jóllakott és éhező hangyák is, mert egyenlően osztják szét a tápanyagokat. Ezért az egész kolónia jóléte múlik azon, hogy a kijáró dolgozók táplálékszerző akciói mennyire sikeresek.
Viszont nincs pazarlás – tartalékolni is szoktak, egyes fajoknál vannak táplálékraktározó dolgozók, amelyek potroha hatalmasra duzzad, ők pedig szükség esetén visszaöklendezik a bennük tárolt táplálékot. Olyan is előfordul, hogy ha nincs elegendő élelem, a lárvák egy részét is elfogyasztják, vagy a hatékony tápanyag-hasznosulás jegyében a saját fajtársaik tetemeit is. Meg persze a hímeket. A hímeknek ugyanis csak a szaporodásban van szerepük, utána már nem értékesek a kolónia számára. De egyes fajoknál megfigyeltek olyan eseteket is, amikor a hímek átvállaltak feladatokat a dolgozóktól, és ilyenkor elfogadóbbak velük szemben.
A más hangyafajok kihasználásának, azaz a parazitizmusnak egy klasszikus esete az, amikor a megtermékenyített királynő bemegy egy idegen fészekbe, megöli az ott élő királynőt, átveszi a helyét, és az előző királynő dolgozóival felnevelteti a saját utódait.
Hogy történhet ez meg? Nincs a királynőnek testőrsége? Vagy nem tesznek semmit, amikor egy idegen megtámadja a királynőjüket? A megtámadott nem jelzi a veszélyt az övéinek? – sorolom naiv kérdéseimet.
Ahhoz, hogy ez érthető legyen, tudni kell, hogyan kommunikálnak a hangyák, és hogyan érzékelik a világot – mutat rá Maák István. – Ők is látnak, hallanak, tapintanak, érzékelik a fény polarizáltságát, érintéses és akusztikus jelzésekkel is kommunikálnak, azaz „ciripelnek”, „dobolnak”, de a legfontosabb kommunikációs jelzésrendszerük illatanyagokon, szagokon alapul, elsősorban feromonokkal juttatják el a legfontosabb információkat.
Mi számít igazán fontos információnak?
Például az, hogy aki velem szemben áll, hozzánk tartozik, vagy sem. Aki bejön a fészekbe, közülünk való vagy idegen? A kutatásaink során tudjuk vizsgálni a kutikuláris szénhidrogén-mintázatot. Ez az úgynevezett CHC-profil. Ezt úgy kell elképzelni, mintha egy „vonalkód” volna a hangyák felületén, amely által azonosítani lehet őket. Ez kolóniaszinten egyedi.
Ha egy királynő megtermékenyül, akkor a CHC-profilja részben megváltozik, és sok esetben ilyenkor idegenként kezelik. De vannak anyakolóniák, amelyek visszafogadják ezt a királynőt, ilyenkor több királynős rendszerek, akár hangyametropoliszok jöhetnek létre több ezer fészekből.
A rabszolgatartó hangyák viszont a maguk CHC-profilját a rabszolgákéhoz alakítják, azaz lemásolják az adott rabszolga-kolónia CHC-profilját. Ilyen álcázást használ az új parazita királynő is, és a bentiek nem veszik észre, hogy ő nem közülük való. Feromonok segítségével eléri, hogy a dolgozók ne tudják hatékonyan megvédeni a saját királynőjüket, például úgynevezett propagandaferomonnal, amelyet arra használ, hogy összezavarja a fészek dolgozóit, és addig ő átveszi a királynőjük helyét eltéve azt láb alól. A dolgozók pedig nem is gyanítják, hogy egy idegen királynőt szolgálnak.
A parazitizmusnak van egy másik módja is, amikor egyik faj ellopja a másik bábjait vagy lárváit, így azok már egy számukra idegen fészekben kelnek ki, ezért az elrabolt dolgozók nem is érzékelik, hogy ők nem ennek a kolóniának a génállományát hordozzák. De van olyan eset is, hogy nem tökéletes az álcázás, ilyenkor a dolgozók megérzik az átverést, és akkor rabszolgalázadás törhet ki.
Miért lázadnak fel? Egy dolgozónak, aki egész életében dolgozik, nem mindegy, ki a királynő? Az ő saját élete semmiben sem változott meg.
Esetükben értelmezhetetlen a saját élet fogalma. Egy hangyakolónia életében a siker azt jelenti, hogy biztosítani tudják az adott génállomány folytonosságát és sokszorozódását, vagyis, hogy ne haljon ki az adott kolónia.
Mindent ennek rendelnek alá – ezért dolgoznak. Ezért rendezkedtek be úgy, hogy a dolgozók lemondanak arról, hogy saját utódokat nemzzenek, mert hatékonyabb a genetikai anyag továbbadása, ha csak egyikükét, azaz a királynő utódait nevelik fel közösen. Az olyan fejlett társas, azaz euszociális állatok esetében nagyon fontos a rokonsági fok. A dolgozók nőneműek, és a saját testvéreiket nevelik, ugyanis a sajátos öröklődési jellemzők miatt a nővérek genetikailag közelebb állnak egymáshoz, mint saját utódjaikhoz, nevezetesen a saját utóddal 50 százalékban azonos genetikai állománnyal rendelkeznek, a lánytestvéreikkel (beleértve a dolgozókat és a „leendő” királynőket) viszont 75 százalékos a rokonság. Egy dolgozó megtermékenyülés nélkül képes hím utódot létrehozni, vele azonban nyerhet a fiútestvéreivel szemben, amelyekkel csak 25 százalékos a rokonsági fok.
Ha a rabszolgák egyszer csak felismerik, hogy ők ezt a rengeteg munkát nem a saját génállományuk továbbörökítésébe fektetik bele, akkor fellázadnak, megölik a lárvákat és a rabszolgatartó királynőt is – ez gyakran egy öngyilkos akcióval is egyenértékű, hiszen az egy királynős kolónia királynő nélkül elpusztul. De például a vöröshangyák hatalmas szuperkolóniákat hozhatnak létre, a fészekben több millió dolgozó és több ezer királynő is lehet. Ott nem történik tragédia, ha egy királynő elpusztul. Emellett vannak olyan fajok is, ahol kiválasztanak egy királynőt, és a dolgozók egy része ezzel a királynővel elhagyja az anyakolóniát.
Maák István arra is felhívja a figyelmünket, hogy a hangyák nemcsak rabszolgákat tartanak, hanem haszonállatokat is, azaz a hangyák az embernél néhány millió évvel korábban feltalálták az állattartást. Nekik a levél- és pajzstetvek a kedvenceik. Egész nyájakat tartanak a mézharmat miatt – a hangyák a csápjukkal dobolnak a levéltetvek potrohán, mire azok kiválasztják a mézharmatot, amelyet a hangyák mint értékes cukorforrást összegyűjtenek.
A hangyák jószágként is tarthatják a levéltetveket, beviszik őket a fészkeikbe, majd kihordják őket legelni, ha esik az eső, a levél fonákjára szállítják, vagy akár megvédik őket a katicabogaraktól. Mindeközben a hangyák olyan kémiai anyagokat bocsáthatnak ki, amelyek megakadályozzák, hogy kinőjön a tetvek szárnya, de ha valamelyiknek mégis szárnya nőne, a pásztorok leharaphatják azokat. Van néhány hangyafaj, amelynek királynői magukkal visznek a nászrepülésükre egy megtermékenyített pajzstetűt – egy ilyen páros egy borostyánkőben is megőrződött. A kolóniaalapítás kezdetén ugyanis nagy segítség, ha rendelkezésre áll a haszonállat és az édes étek, hiszen ilyenkor még nincsenek dolgozók, akik a királynőről és a lárvákról gondoskodjanak.
Mennyi a hangyák várható élettartama?
Fajonként változik, és nagy az eltérés a királynők és a dolgozó között is, merthogy a dolgozók általában csak pár évig élnek. Amikor kereső dolgozóvá válnak, azaz kijárnak a fészekből, akkor pár nap, esetenként pár hét után elpusztulnak, mert sok veszély les rájuk. De a királynőknél egészen más a helyzet: pár héttől akár harminc évig is élhetnek. Sok faj esetében a királynő, ahogy idősödik, egyre hatékonyabbá válik, tehát egyre értékesebb lesz. Természetesen olyan is megtörténik, hogy lecsökken a királynő hatékonysága, és olyankor lecserélik egy fiatalabb, jobb képességekkel rendelkezőre.
A hangyaszorgalom szavunk tükrözi a dolgozók életmódját?
Ez nagyon kérdéses. Sokévi megfigyelés után rájöttünk, hogy a hangyák egy jó része igenis „lusta”, látszólag nem csinál semmit, viszont maga az inaktivitás kifizetődő, mert kevesebb energiát pazarolnak. A kolónia nagy része inaktív, viszont támadás esetén ők bevethetők, vagy ha a dolgozók egy jó része elpusztul, akkor jönnek ők, a tartalékosok, tehát ez előny is lehet, hogy vannak inaktív dolgozók, amelyek később bevethetőkké válnak. Viszont vannak az átlagnál szorgosabbak is, akik több feladatot ellátnak, sokkal hatékonyabbak a többieknél.
Izgalmas kérdés, hogy mi határozza meg a dolgozóknál azt, hogy aktív lesz vagy lusta, melyikük lesz kezdeményező, újító. A dolgozók életkorán és a morfológiai adottságain túl úgy tűnik, hogy maga a személyiség is meghatározó lehet. Személyiség alatt itt egy viselkedéskombinációt értünk, ami időben és helyzetek között állandó, például, hogy mennyire reagál agresszíven, vagy mekkora valószínűséggel vállal el extrém feladatokat. Eszközhasználatot is vizsgálunk, és vannak hangyák, amelyek egészen bonyolult és összetett megoldásokat találnak egy problémára, más esetben meg hiába van ott a dolgozó az eszköz és a táplálék közelében, nem foglalkozik ezzel. Tehát van köztük is, amelyik kezdeményező, és olyan is, amelyik nem.
Vizsgálhatók a különböző hangyafajok kognitív képességei? Összevethetők az együttműködési stratégiáik?
Azt látjuk, hogy evolúciós különbségek vannak, például a darázsősökhöz közelebbi fajok esetében egészen más stratégiák működnek, ott az egyedi keresés van jelen, kevésbé kooperatívak. A másik véglet a szuperkolónia, itt sokkal nagyobb a kooperáció, sokkal interaktívabb a kapcsolat. De lehetnek ezektől eltérő stratégiák is, például a félénkebb fajok esetében előfordul, hogy a dolgozó egyénileg keres táplálékot, felkapja és viszi, de nincsenek társai, és ha jön egy agresszív faj dolgozója, az ráijeszt, ő pedig elengedi a táplálékot, és menekül. Az agresszív faj dolgozója pedig nem fektet sok energiát a keresésbe, hanem kirabolja a gyengébbeket. Egy nagyobb kolóniamérettel rendelkező, domináns hangyafaj esetében viszont például egy táplálékforrás kiaknázása úgy néz ki, hogy a dolgozók táplálkoznak, és közben számos dolgozó körbeállja és védi őket.
Hogyan működik náluk a tanulás és a tudásátadás?
A szociális tanulás mindenképpen jelen van, például ha egy bonyolult feladatot megtanult egy-egy dolgozó, szociális tanulás révén át tudta adni ezt a tudást a többieknek. Ha egy másik dolgozó magától nem képes megtanulni, akkor a szociális tanulás révén, tehát utánzással el tudja sajátítani például az eszközhasználat fortélyait. De rengeteg olyan ismeretük van, amelyet valószínűleg genetikailag hordoznak. Emiatt hosszú ideig automatáknak gondolták a dolgozókat. Úgy tűnt, hogy a dolgozó eleve egy viselkedésrepertoárral jön a világra, és ő azt végzi el, amire „be van programozva”. Tehát minirobotoknak tűntek, akik eleve tudják, mi a feladatuk, és azt elvégzik.
Ma már látjuk, hogy nagyon rugalmasak is tudnak lenni, például megtanulnak reagálni a környezeti változásokra, a tanult tudásukat pedig át tudják adni a többieknek.
Az euszociális berendezkedés egyik ismérve, hogy a dolgozók különböző generációi, fiatalok, idősek egyszerre vannak jelen, és így a generációk közötti tudásátadás hatékonyan működhet. Vertikálisan kevésbé, tehát a királynő és a dolgozó között nincs érdemi tudásátadás, mert általában jelentősen eltér a feladatuk.
Mi az, amit a hangyák jobban csinálnak, mint mi? Miért tudják hatékonyabban működtetni a szuperkolóniát, mint az emberek a metropoliszokat?
Például a fertőzésekkel szembeni védekezés az egyik: ők azonnal bevezetik a távolságtartást, nekünk viszont elég hosszú időbe telt, amíg ezt megtanultuk elfogadni. Szervezésben, akár a munka terén vagy a kommunikáció és a tudásátadás szintjén sokkal hatékonyabbak nálunk.
Számtalan olyan dolgot csinálnak meg nagyon profin, amit mi próbálunk felülről megszervezni, de nálunk mintha minden egyre nehézkesebbé válna azáltal, hogy intézményesítjük azt, ami a természetben valamikor működött. A másik látványos eredményük a közlekedés hatékonysága: egy szuperkolóniában, ahol több ezer királynő és akár 300 millió dolgozó is élhet együtt, egy hangyaösvényen menetelve közlekednek, de sosincs dugó, mondjuk könnyebb helyzetben is vannak, mert ha nagy a tumultus, egyszerűen csak átmásznak egymáson.
Ez az együttműködési potenciál biztosan ott van az emberekben is, csakhogy nem használjuk ki, mert sokkal inkább egyénieskedünk, míg a hangyák figyelme jó esetben a kölcsönös segítésre összpontosul. Mi is tudnánk hatékonyabban közlekedni, de olyan egyszerű dolgokat sem bír mindenki betartani, hogy ha lassabban haladok, akkor kimegyek a szélső sávba, és engedem haladni azt, aki gyorsabban megy. A hangyák esetében sem automatikus dolgokról beszélünk, hanem önszerveződő folyamatok eredménye az, hogy azonnal hatékonyan reagálnak mind a fertőzésekre, mind az adott feladatok ellátására, annak dinamikájára. A robotika szempontjából épp ezért érdekesek a hangyakutatások, mert az önszerveződő folyamatok megértése a fejlődés kulcsa.
De más tudományterületek is hasznosítani tudják a hangyák tudását, jelenleg például zajlanak olyan laboratóriumi kísérletek, amelyekben a hangyák a rákkutatásban vesznek részt, nagyon megbízhatóan ismerik fel a daganatos sejteket, és ebben hatalmas diagnosztikai potenciál van. Egy másik megfontolandó eredménye a hangyakolónia működésének a nagyon hatékony táplálékhasznosítás. Náluk nincs pazarlás, és egységben kezelik a táplálékelosztás és az energiahasznosítás szempontjait.
Megtanultak hatékonyan együttműködni más fajokkal is. Ez persze nemcsak harmóniát jelent, hiszen a kizsákmányolásra, rabszolgatartásra is számos példát hozhatunk. De a környezetükre összességében jó hatással vannak: ahol a kolónia jelen van, a tápanyagkörforgás sokkal hatékonyabb lesz, ami segítheti a környezetükben élő növényeket és az egész ökoszisztémát. Az odafigyelésre és a segítségnyújtásra jellemző példa az is, hogy a bágyadtabb, akár haldokló dolgozókhoz odamennek a többiek, és nyalogatják, ami fertőtlenítő hatással van, a sebgyógyulást segíti. Tehát kiaknázzák a szocialitásuk előnyeit, ezzel szemben mi sokszor egyénieskedünk, valamint kevésbé figyelünk oda környezetünkre, egymásra és más fajokra.
