Введение
Поведение гусениц в обществе. Коллективное поведение социальных гусениц можно разделить на пять основных категорий: совместный и кооперативный поиск пищи, групповая защита от хищников и паразитоидов, строительство укрытий, терморегуляция и выделение шелка для укрепления субстрата. Наиболее развитое с точки зрения поведения социальное поведение наблюдается у муравьев, термитов, пчел и ос. Хотя эти насекомые технически классифицируются как эусоциальные, их обычно называют просто социальными насекомыми. В рамках этой классификации другие, неэусоциальные, собирающиеся виды насекомых обозначаются как пресоциальные, субсоциальные, квазисоциальные или иным образом, что, к сожалению, создает впечатление, будто они не являются в полной мере социальными. Однако значительное число видов насекомых, не соответствующих определяющим критериям эусоциальности, по любым другим критериям классификации явно социальны, и именно в этом смысле, принятом зоологами, личиночные скопления мотыльков, бабочек и пилильщиков рассматриваются как социальные насекомые. Социальные сообщества гусениц демонстрируют коллективное поведение, варьирующееся от простых взаимодействий до более сложных форм сотрудничества.
The collective behaviors of social caterpillars falls into five general categories: collective and cooperative foraging, group defense against predators and parasitoids, shelter building, thermoregulation and substrate silking to enhance steadfastness. The most behaviorally sophisticated of the insect societies are found among the ants, termites, bees, and wasps. While these insects are technically classified as eusocial insects they are commonly referred to simply as the social insects. In this scheme of classification, other non eusocial, gregarious species of insects are referred to as presocial, subsocial, quasisocial, or in some other manner that has the unfortunate consequence of suggesting that are not quite social. Yet a significant number of insect species that do not possess the defining criteria of eusociality are by any other standard of classification clearly social and it is in this sense of the term, that employed by zoologists in general, that larval aggregates of moths, butterflies and sawflies are considered social insects. The sibling societies of caterpillars exhibit collective behaviors that vary from simple interactions to more complex forms of cooperation.
Коллективный и кооперативный поиск пищи
Социальные гусеницы демонстрируют три основных стратегии поиска пищи. Гусеницы, ограниченные одним участком, получают всю необходимую пищу в течение социальной фазы своего развития из листьев, найденных на одном сплошном участке или нескольких близко расположенных участках. Арена поиска пищи обычно четко определена защитной шелковой оболочкой или листьями, связанными вместе. На больших деревьях участки обычно состоят из листьев, расположенных на части ветви, на всей ветви или на нескольких близко расположенных ветвях. Однако на небольших деревьях и травянистых растениях в конечном итоге может быть покрыто всё растение-хозяин. Хотя исследований для определения пропорции социальных гусениц, демонстрирующих каждую из этих стратегий, не проводилось, поиск пищи, ограниченный одним участком, вероятно, является наиболее распространенным и наименее сложным. Хорошо известные примеры гусениц, ограниченных одним участком, включают гусеницу Euonymus, Yponomeuta cagnagella и гусеницу-строителя уродливого гнезда, Archips cerasivoranus. Осенний паутинный червь Hyphantria cunea является гусеницей, ограниченной одним участком, на начальных стадиях своего развития. Кочующие гусеницы устанавливают лишь временные места отдыха и часто перемещаются с одного участка на другой. Лесная палаточная гусеница, Malacosoma disstria, и колючая гусеница вяза, Nymphalis antiopa, являются кочующими гусеницами. Гусеницы, использующие центральное место, строят постоянное или полупостоянное убежище, из которого совершают периодические вылазки на дальние расстояния в поисках пищи. Между приемами пищи гусеницы отдыхают в убежище. Наиболее известные из социальных гусениц, использующих центральное место, включают палаточных гусениц, за исключением M. disstria, и процессионных гусениц Европы (Thaumetopoea) и Австралии (Ochrogaster), а также гусениц Madrone из Мексики. Наиболее сложной формой кооперативного поиска пищи, демонстрируемой гусеницами, является коммуникация по привлечению, при которой гусеницы привлекают сородичей к своим тропам и местам кормления, маркируя пути феромонами, подобно муравьям и термитам. Наиболее сложные примеры коммуникации по привлечению описаны у палаточных гусениц (Malacosoma). Восточные палаточные гусеницы (M. americanum), например, используют систему связи, основанную на тропах, которая позволяет колониям использовать наиболее прибыльные места кормления.
Групповая защита от хищников и паразитоидов
Агрегация позволяет гусеницам коллективно защищаться от нападений хищников и паразитоидов. Такая защита может быть пассивной или активной. Пассивные способы коллективной защиты включают эффект разбавления, поскольку математическая вероятность того, что хищник выберет конкретную особь, уменьшается с ростом численности группы. Кроме того, особи получают защиту, окружая себя другими гусеницами. Убежища, коллективно строящиеся гусеницами, играют важную роль в защите от хищников. Прочная шелковая оболочка гнезда, созданного колонией гусениц *E. socialis*, практически непроницаема для птиц и беспозвоночных хищников. Как и многие другие строители укрытий, гусеницы покидают гнездо только под покровом темноты, когда птицы и хищные осы неактивны. Укрытия из связанных листьев, а также более рыхлые укрытия палаточных гусениц и осеннего шелкопряда *Hyphantria cunea*, не могут полностью исключить хищников, но, вероятно, в определенной степени их отпугивают, обеспечивая обитателям большую защиту, чем если бы они отдыхали на открытом месте. Обычно считается, что предупреждающая окраска наиболее эффективна для отпугивания хищников, когда насекомые собираются группами. Действительно, наиболее распространенным способом активной защиты среди социальных гусениц является демонстрация предупреждающей окраски, часто сочетающаяся с синхронным подъемом тела, подергиваниями и «массовым» извержением токсичных или неприятных на вкус веществ. Исследования показывают, что распространение сигнала тревоги в колониях социальных гусениц опосредовано в основном тактильными и, возможно, визуальными сигналами. Гусеницы способны обнаруживать звуки, создаваемые взмахами крыльев летающих ос и мух, и реагировать на них резкими рывками. Вибрационные сигналы, генерируемые встревоженными гусеницами и распространяемые по общей паутине, представляются наиболее вероятным способом оповещения колонии об опасности.
Здание убежища
Наиболее выдающимися производителями шелка являются гусеницы чешуекрылых. Гусеницы обильно прядут шелк и, по сравнению с другими неэусоциальными насекомыми, возводят из этого материала крупные и относительно сложные структуры. Более того, они – единственные насекомые за пределами отряда перепончатокрылых и таракановых, демонстрирующие истинное коллективное строительное поведение, включающее синхронизацию активности всей колонией и периодическое расширение убежища. Некоторые социальные гусеницы, такие как *Brassolis isthmia* и *Archips cervasivoranus*, используют шелк, чтобы стягивать листья растений-хозяев в плотные укрытия, где они отдыхают между вылазками за кормом. Но наиболее впечатляющие сооружения, возводимые гусеницами коллективно, такие как примечательная «bolsa» социального пирида *Eucheira socialis* и шатры гусениц семейства лазиокампид, сделаны исключительно из шелка. Коллективные убежища гусениц многофункциональны: они служат для прогрева и терморегуляции, линьки и защиты от хищников. Они также могут служить центрами коммуникации, где голодные гусеницы привлекаются к местам обнаружения пищи. О поведенческих механизмах, лежащих в основе архитектурно различных, коллективно построенных убежищ гусениц, известно немного. В отличие от сложных, свободно формируемых структур эусоциальных насекомых, конечная форма гнезд гусениц в значительной степени определяется экзогенными факторами. Хотя колонии могут активно выбирать место для строительства убежища или отказываться от неподходящего места после начала строительства, все коллективно построенные убежища гусениц формируются либо путем сближения частей растений, либо путем обматывания шелком каркаса из веток и листьев. Исследования показывают, что незначительные различия во внутренних свойствах шелка гусениц или в способе его прядения могут быть более значимыми, чем очевидные различия в двигательных паттернах личинок, в объяснении межвидовых различий в форме сетчатого гнезда.
Терморегуляция
Многие социальные гусеницы являются гелиотермами, то есть они повышают температуру тела, греясь на солнце. Такое поведение значительно усиливается в присутствии сородичей. Гусеницы, питающиеся в периоды года с низкой температурой воздуха, особенно выигрывают от совместного прогревания. Весенние личинки бабочки Euphydryas aurinia, не строящие укрытий, греются “в массе” на открытом воздухе, плотно прижимаясь друг к другу, чтобы минимизировать конвекционные потери тепла. При высокой солнечной радиации в холодные дни, групповое поведение и темный цвет их кутикулы позволяют личинкам достигать превышения температуры тела над температурой окружающей среды (Tbody − Tambient) до 30 °C. Строительство укрытий, удерживающих тепло солнца, позволяет социальным видам еще лучше контролировать температуру своего тела. Обширные укрытия шелкопрядов-палатчиков (Malacosoma) предоставляют достаточно большую поверхность для совместного прогревания всей колонией, и гусеницы ориентируют свои гнезда так, чтобы максимально использовать солнечный свет. Шелковые стенки этих сооружений достаточно плотны, чтобы служить барьером для конвекционных потерь тепла, позволяя им функционировать как миниатюрные теплицы. Если палатки M. americanum защищены от солнца, гусеницы не могут повысить температуру своего тела выше прохладной температуры окружающей среды, характерной для весны, и прекращают рост. При воздействии солнечного света слоистая структура палаток создает термически неоднородный микроклимат, в котором гусеницы могут терморегулировать, перемещаясь между отсеками. Кроме того, исследования показывают, что гусеницы, греющиеся бок о бок группами на поверхности палатки, достигают значительно более высокой температуры тела благодаря эффектам пограничного слоя и конвективной защите, чем одиночные гусеницы, греющиеся на открытом воздухе на близлежащих ветвях. Такое поведение демонстрируют гусеницы Eriogaster lanestris, маленького шелкопряда. В отсутствие источника излучения температура тела собравшихся социальных гусениц может быть на несколько градусов Цельсия выше температуры окружающей среды. Это явление было впервые описано в 1938 году у гусениц Vanessa. Последующие исследования показали, что укрытие сосновой процессионной гусеницы Thaumetopoea pityocampa повышалось на 2–3 °C, когда оно было занято гусеницами, и остывало, когда они покидали его для питания. Исследования социальных гусениц E. lanestris показали, что внутренняя температура гнезда превышала температуру окружающей среды на 6,7 °C, хотя средний прирост температуры в 2–3 °C соответствовал данным, полученным для других видов. Эти тепловые приросты, наблюдаемые у этих видов, по-видимому, связаны с удержанием метаболического тепла, выделяемого гусеницами при переработке пищи.
Подкладка под подложку для облегчения устойчивости
Гусеницы выделяют обильное количество шелка, перемещаясь по ветвям растений-хозяев. Шелк некоторых видов содержит феромон, который направляет передвижение колонии с места на место. У других видов феромон следа выделяется независимо от шелка. В любом случае, основная функция шелка, по-видимому, заключается в повышении устойчивости гусениц при передвижении по гладким поверхностям растений-хозяев.