Сейриан Самнер

Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых

Моим родителям, Фрэнсис и Грэму, за их бесконечную любовь и поддержку

Seirian Sumner

ENDLESS FORMS

The Secret World of Wasps

© Dr. Seirian Sumner, 2022

© Волков П. И., перевод на русский язык, 2023

© Издание на русском языке. ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2023

КоЛибри®

* * *

Если вы когда-либо удивлялись: зачем существуют осы? – вам стоит прочитать эту книгу. В этих насекомых скрыто гораздо больше, чем вы можете себе представить. Прекрасно написанное введение в загадочный, причудливый и поразительный мир ос.

Дэйв Гулсон, профессор биологии, автор книги «Тихая Земля» (Silent Earth)

Книга, которая привлекает нас к той странной красоте, от которой мы обычно бежим прочь.

Робин Инс, автор книги «Как важно быть заинтересованным» (Importance of Being Interested)

Я полагал, что разбираюсь в осах, но ошибался. Осы идеально приспособлены к жизни на Земле. Увлекательнейшее исследование.

Джорд МакГэвин, энтомолог, доктор наук, автор книги «О всех созданиях – маленьких и огромных» (All Creatures Small and Great)

Блестящее восстановление репутации ос.

Адам Резерфорд, генетик, автор книги «Краткая история всех, кто когда-либо жил» (A Brief History of Everyone Who Ever Lived)

Книга проливает свет на удивительную, обделенную вниманием тему. Автор доступно и занимательно пишет о прекраснейших существах – осах.

Уилл Сторр, журналист и редактор Esquire и GQ Australia

Введение

…и книжки, которые разъясняли все про осу, умалчивая только – зачем[1].

Дилан Томас (1952)

Когда мне было три года, я жила в Западном Уэльсе, в крошечной, богом забытой деревушке под названием Крибин. Ее легко можно не заметить на карте. Но в то время это был весь мой мир.

Я помню сад. Очень сырой сад. Это нормально для Уэльса. Наверное, из-за сырости, а может быть, из-за папиного домашнего пива, которое бродило в бочонке во внутреннем дворике, в саду было полным-полно слизней. Честно говоря, мои воспоминания об этом времени туманны, но слизней я помню, потому что как-то раз одного съела. Моя мама была в ужасе. Слизняки же такие отвратительные, сказала она.

Люди сыплют соль на слизняков, заметив их серебристые следы на террасе или на листьях салата, и не задумываются о том, насколько эти существа нужны природе или какую пользу приносят нам «за кадром». Другие неприятные создания природы люди посыпают другими видами химикатов. Мое детское «я» задавалось вопросом: почему просто не съесть те части природы, от которых хочется избавиться?

Эта книга не о слизнях. Честно говоря, у меня больше нет времени на слизней. Но, может быть, глубинная причина того, что меня настолько очаровали осы, кроется в слизняке, которого я съела в той глухой деревушке в сыром и прекрасном Уэльсе.

Дело в том, знаете ли, что люди ненавидят слизней ровно так же, как ненавидят пауков, червяков, пиявок и клещей. И еще ос. Возможно, мое происшествие со слизняками в саду объясняет, почему я так быстро переключилась со слизней сразу на птиц, минуя других ползучих тварей, которых мир меня приучал не любить. В том числе ос. Мне вообще не нравились осы. Если они ко мне приближались, я махала руками. Я вопила. Я пыталась их прихлопнуть. Я убегала. Возможно, так же, как и вы. Всякий раз, с трехлетнего возраста.

И вот однажды я обнаружила, что лежу на спине в подлеске влажного тропического леса в Малайзии, а над самым носом у меня свисает осиное гнездо. Для своей докторской диссертации я пометила каждую из ос несколькими пятнышками, чтобы отличать одну от другой. Я наблюдала за своими помеченными краской насекомыми на протяжении нескольких недель: я видела, как они рождались; я видела, как они боролись за место в обществе; я видела, как одни из них брали на себя роль матерей, а другие обрекали себя на жизнь в тяжком труде. Вот так все и случилось: зачарованная всем, чем они занимались, я влюбилась в самое нелюбимое и самое загадочное из насекомых – в осу.

Двадцать пять лет спустя я продолжаю задаваться вопросами об осах, но (к сожалению) главным образом в своем офисе в Университетском колледже в Лондоне, а не в тропических джунглях. Чем глубже мой интерес, тем больше вопросов (и ос) возникает передо мной: почему их так много видов? Почему осы так разнообразны в своих формах и жизненных отправлениях? Как им удается так успешно манипулировать другими насекомыми? Почему в ходе эволюции у ос возникли настолько сложные общества, что общество наше рядом с ними похоже на детскую игру по ролям? Почему мы так мало прибегаем к помощи ос как главных врагов сельскохозяйственных вредителей?

Когда я объясняю незнакомым людям, чем зарабатываю на жизнь, они задают мне вопросы иного рода. А почему мы должны интересоваться осами? Какой от них толк? Зачем вы их изучаете? Почему бы вам не изучать кого-то более полезного… вроде пчел? Я объясняю, что осы – это природные регуляторы численности вредителей, что они, вероятно, даже более разнообразны, чем жуки, что исчезновение ос было бы так же губительно для мира, как исчезновение пчел, или жуков, или бабочек. Моим новым знакомым становится неловко, будто они пришли с полиэтиленовым пакетом в магазин экопродуктов. Однако же, услышав слово «пчела», они видят в этом шанс на спасение и хватаются за него, рассказывая мне, как сильно они любят пчел. Островок спасения. Осы забыты, выброшены в мусорную корзину, как реклама из почтового ящика; мои знакомые испытывают облегчение от того, что разговор (об осах) окончен.

Винить их я не могу. Пчелы хорошие, милые и полезные. Мы любим их, и есть за что. Однако в мире всего лишь 22 000 видов пчел, а ос – свыше 100 000 видов[2]. Тем не менее в наши дни практически невозможно зайти в книжный магазин и не наткнуться на красивую книгу о пчелах. Их пишут журналисты, популяризаторы науки, ученые – книги о пчелах заставят жужжать о себе любого обывателя. Это следствие бури в СМИ, которую поднимает растущий объем новых научных данных о значимости пчел, тяжелом положении пчелиных популяций и о тех катастрофических последствиях для нашего здоровья, продовольственной безопасности и благополучия, к которым может привести вымирание пчел. Поэтому неудивительно, что читатели испытывают постоянную потребность в книгах об этих очаровательных и полезных организмах.

В разительном контрасте с пчелами осы изображаются как бандиты мира насекомых; это крылатые головорезы, источник вдохновения для фильмов ужасов, «осиное гнездо» в остросюжетных романах, библейская кара. Шекспир, папа Франциск, Аристотель и даже Дарвин с трудом находили добрые слова для ос и задавались вопросом о цели их существования. Ученые тоже стали жертвами этой тенденции – они часто избегают ос как объекта изучения, несмотря на бесконечное разнообразие форм этих существ, которое до сих пор ждет своих исследователей. Похоже, что причины такой нелюбви – жало осы[3], ее готовность жалить многократно[4] и ее кажущаяся бесполезность в природе.

Для многих людей осы – это «инь» (темная сторона) по сравнению с «ян» (светлой стороной) пчел. Эта аналогия из китайской философии применима во многих отношениях: она описывает наши чувства к осам (отрицательные) и пчелам (положительные). Она выражает наши представления о том, насколько полезны для нас осы (бесполезны) и пчелы (весьма полезны)[5]. Она также описывает роли, которые играют в экосистемах пчелы (опылители) и осы (хищники). Важность ос как хищников в значительной степени недооценивается, и для меня это обстоятельство было одной из причин написать данную книгу. На самом деле осы имеют значение как для экологии, так и для экономики; у них не меньше «светлых сторон», чем у пчел, и удивительно интересное социальное поведение; они красивы и разнообразны, а также важны с эволюционной точки зрения как прародители всех пчел и муравьев[6].

Осы – настоящий клад, взаимосвязанный с нашей культурой, выживанием, здоровьем и благополучием. Осы прошли «пчелиную историю» еще до того, как эволюция дала начало пчелам, и до того, как осы показали людям, как делать бумагу, на которой можно было написать первую книгу о пчелах. Цель этой книги – восстановить равновесие, усадить ос за почетный стол природы и превратить жуткое отвращение, которое испытывают люди к осам, в восхищение и уважение, каких осы заслуживают.

Если вы любите пчел, в этой книге вас может ждать неприятное открытие: пчелы – это просто осы, которые разучились охотиться. «Изначальная пчела» была одиночной осой, которая превратилась в вегетарианку, заменив мясной белок белком растений (пыльцой)[7], и тем самым дала толчок долгим коэволюционным отношениям пчел и растений[8]. Однако такой эволюционный сдвиг в рационе питания еще не дал начало «полезности» этого насекомого: предок «изначальной пчелы» играл в окружающей среде и другую, не менее важную роль хищника, регулируя численность популяций других насекомых и членистоногих.

Осы – это еще и предки муравьев: первым муравьем была оса, утратившая крылья. Современные одиночные осы дают нам представление о том, на кого могли быть похожи изначальная пчела и изначальный муравей. Осы – это машина времени, способная раскрыть тайны эволюции одной из самых разнообразных групп животных и сложнейших сообществ на Земле. И хотя известно не менее 100 000 видов ос, вероятно, существует еще несколько миллионов неописанных видов, ожидающих своего звездного часа у систематиков, однако их разнообразие все равно большей частью остается без внимания. В представлении большинства людей «оса» – это исключительно тот полосатый желто-черный возмутитель спокойствия на пикнике. Новые данные и методы в молекулярной биологии (секвенирование генома), которые позволяют до тонкостей анализировать эволюционные взаимосвязи (филогению), произвели революцию в обнаружении видов. Становится ясно, что осы соперничают с жуками не только по количеству видов, но и по разнообразию форм и функций. Это открытие заставляет нас еще раз задуматься над тем, какая из групп насекомых на самом деле правит планетой.

Я изменила мнение об осах, лежа на влажной лесной подстилке малайзийских джунглей, благодаря тому театральному действу, что разыгрывается в осиных обществах. Несмотря на их маленький мозг, жизнь ос – настоящая мыльная опера, способная дать фору своему телевизионному эквиваленту. Разделение труда, бунты и охрана порядка, монархии, борьба за лидерство, санкции за антиобщественное поведение, переговорщики, социальные паразиты, похоронные команды – все это есть в осиных обществах. Их цитадели порождены эволюцией, и на пути в загадочный мир ос мной движет стремление понять, почему и каким образом они эволюционировали. Социальное поведение ос по-настоящему завораживает – возможно, из-за параллелей, которые сближают его с нашей общественной жизнью.

Самая широко известная из пчел – медоносная пчела Apis mellifera. Благодаря тесным культурным связям между человеком и пчелой, растянувшимся на целые тысячелетия, мы многое знаем о поведении и жизненном цикле этого вида и о том, как ставить себе на службу его «полезность» как опылителя и источника продовольствия. И напротив, к осам ученый мир относился с пренебрежением, вследствие чего мы прискорбно мало понимаем этих замечательных существ[9]. Хороший пример тому – соответствующая медоносной пчеле в осином мире оса обыкновенная (Vespula vulgaris), одновременно и самая узнаваемая из ос, и самое презираемое насекомое в мире. Более 150 лет назад сэр Джон Леббок, 1-й барон Эйвбери и сосед Чарльза Дарвина, предположил, что обыкновенные осы могут быть умнее медоносных пчел. Удивительно, но мы до сих пор очень мало знаем о когнитивных способностях ос, однако вероятно, что они так же сильно развиты, как и у пчел, если не больше, ведь их добычу труднее поймать. И вы немало удивитесь, познакомившись с изумительными особенностями социального поведения обыкновенных ос.

Во всем мире пчелы ежегодно приносят доход около 350 миллиардов долларов как опылители сельскохозяйственных культур. А какова экономическая ценность ос? Мы этого не знаем. Но мы знаем, что осы – прожорливые хищники. Они поедают самых разных насекомых (и в большом количестве), многие из которых в сельскохозяйственных угодьях становятся вредителями. Некоторых ос в этом качестве уже оценили – таковы паразитоидные осы[10], используемые в разных частях света как агенты биологического контроля вредителей. В ряде стран их даже можно купить и специально выпустить дома, чтобы бороться с платяной молью.

Но тех насекомых, которые у большинства ассоциируются с осами, – жалящих ос вроде грозы пикников, общественной осы Vespula, – в наши дни не ценят за их способность бороться с вредителями. Ученые пока не подсчитали, сколько тонн насекомых-вредителей уничтожают осы в сельскохозяйственных угодьях или насколько экономически целесообразно использовать ос как альтернативу химическим веществам в качестве агентов биологического контроля. Лишь в последнее время мы начинаем осознавать масштабы природного капитала, скрытого в биологическом разнообразии нашей планеты. Возможности ос еще только предстоит раскрыть, но как агенты биоконтроля они обладают невероятным потенциалом для устойчивого развития мирового сельского хозяйства, менее зависимого от химикатов.

Одни из самых умопомрачительных сюжетов эволюции связаны с осами в качестве опылителей. Возьмем, например, ос, опыляющих фикусы: без этих мельчайших насекомых не было бы инжира[11] (и английского рождественского пудинга!). Некоторые орхидеи в процессе эволюции начали имитировать (химически и физически) весьма соблазнительную самку осы. Орхидея не просто выглядит как аппетитная самка, но еще и пахнет так же. Самцы ос, потеряв голову, беспомощно мечутся от цветка к цветку, вместе с собственным семенем непреднамеренно разнося пыльцу. Другие орхидеи испускают аромат, имитирующий запах растения, на которое напали сочные гусеницы. Надеясь урвать вкусного дарового белка, жадные общественные осы улавливают эти сигналы и слетаются на них целой стаей – а разлетаются разочарованные и поневоле облепленные пыльцой. За исключением таких необычных историй, опыление осами остается без должного внимания. И это притом, что существует целое подсемейство ос, питающихся исключительно пыльцой. Даже их название, «цветочные осы», не смогло отвлечь внимание биологов, занимающихся опылением, от звезд этого процесса – пчел, мух и бабочек.

На божественном суде у врат рая для беспозвоночных сравнятся ли добрые дела ос с добрыми делами пчел, жуков, бабочек или даже слизней? Осы восхитительно бесконечны в своих формах и жизненных отправлениях; их видовое разнообразие, предположительно, богаче, чем у многих других групп животных[12]. Их поведение таинственно, удивительно и непостижимо; их общества столь же удивительны, как у такой любимой нами медоносной пчелы. Осы – это хранители наших экосистем; они борцы с вредителями, опылители, распространители семян и хранители микроорганизмов. Они могут доставлять к нашему столу изысканные яства, служить индикатором состояния всей планеты и скрывать неведомые еще кладовые здоровья.

Я надеюсь, что эта книга раскроет вам тайны ос, побудит иначе относиться к этим насекомым, даст основания ценить их и придать новый символизм этим тайным жемчужинам природы. Поэт Дилан Томас в 1952 году писал, как в детстве проводил Рождество в Уэльсе, и с обескураживающей мальчишеской простотой называл в числе неинтересных подарков, считавшихся полезными, «книжки, которые разъясняли все про осу, умалчивая только – зачем».

Эта книга расскажет вам, зачем стоит обратить более пристальное внимание на ос – самых загадочных среди насекомых.

1

Что не так с осами

Коль я оса – остерегайся жала[13].

Уильям Шекспир. Укрощение строптивой

Что не так с осами? Люди. Зачастую мы довольно невежественны. Это не наша вина: слишком много всего нужно принять и понять, когда речь идет о нашей богатой, изобильной планете. Мы легко отвлекаемся; мы делаем поспешные суждения, основанные на ограниченном опыте. Мы просто пытаемся осмыслить этот сложный мир. Мы – любопытные существа, жаждущие знаний. Но недостаточные знания – это опасно.

Вот, к примеру, я со своими слизняками. Когда мне было три года, общество научило меня, что слизняки – отвратительные существа; я экстраполировала эту негативную слизистую социальную конструкцию на всех беспозвоночных.

Пока меня не спасли осы.

Первая глава этой книги может вас удивить. Я надеюсь, что так и будет. Пожалуйста, прочтите ее всю до конца, иначе оставшаяся часть книги может показаться вам слишком уж невероятной.

I

«Это, наверное, самый странный телефонный звонок в вашей жизни, – сказал Амит. – Мне надо, чтобы зашитые веки жертвы бугрились, корчились и пучились. А потом наружу вырвутся огромные, жуткого вида осы! – И он уточнил, воодушевившись: – Это вообще возможно? Какого вида должна быть оса? И как она это сделает?»

Автор триллеров Амит Дханд был удивлен, когда услышал, что оса, которая способна это сделать, конечно же, существует. При таком количестве видов эволюция не могла не состряпать насекомое, соответствующее его сценарию. Я предположила, что это будет оса, охотящаяся на пауков, – что-то вроде помпилид (дорожных ос), причем, вероятнее всего, один из тропических видов, поскольку они, как правило, самые крупные.

«А как же они будут дышать под закрытым веком? – забеспокоился Амит. – Чем они будут питаться?» О, маловерный!

Я объяснила, что источником питания для развивающейся осы может быть сам глаз. Как и в случае с ее естественным источником белка – пойманным и парализованным пауком, – оса семейства помпилид может отложить яйцо на глаз; из яйца вылупится личинка, которая будет питаться тканями глаза, пока ей не придет время окуклиться (подобно гусенице бабочки) и в итоге превратиться во взрослую особь. А если одной биологии окажется недостаточно, чтобы потрясти читателей Амита, то можно прибегнуть к бытовым названиям некоторых помпилид, например «пробка для горла» или «убийца лошадей»[14]. Амит поверить не мог, что такое решение для его жуткой сюжетной линии уже существует (пусть и с небольшими художественными допущениями). То, о чем он спрашивал, не было фантастикой – это была эволюция[15].

Вообще, на главную роль в своем триллере Амит мог бы выбрать любой примерно из 5000 видов ос-помпилид. Некоторые тропические виды вырастают размером с мелкую птичку – можно даже услышать, как они приближаются: их крылья гудят, словно вертолет. У них один из сильнейших ядов среди насекомых, они способны парализовать самых больших пауков-птицеедов. Быстрота, вызывающий оцепенение яд и осторожное поведение позволяют им ловить пауков в несколько раз крупнее себя. Один-единственный укол жала делает добычу подвластной жвалам матери-осы; далее она волочит паука в заранее подготовленное логово и откладывает на него одно-единственное яйцо. К тому времени, когда осиное дитя начнет рыться в своей личной живой кладовке, мать уже давно улетит охотиться и снабжать припасами новых отпрысков. Это военная операция, воспитанию здесь нет места.

Амит Дханд – это не первый писатель, поставивший себе на службу то болезненное любопытство, которое вызывает у нас поведение ос. Они фигурируют в десятках романов. Агата Кристи использует осиный яд в качестве орудия убийства в детективном рассказе 1928 года «Осиное гнездо». Научно-фантастический роман Эрика Фрэнка Рассела «Оса» 1957 года обыгрывает панику и ущерб, которые может вызвать оса в замкнутом пространстве, чтобы перед нами развернулся сюжет о том, как крохотный, ничтожный нелегальный иммигрант с Земли может уничтожить инопланетную цивилизацию. Книгу Рассела называли руководством для террористов, и в ней есть тревожные параллели с терактами 11 сентября в США. Даже Шекспир учит нас остерегаться «осиной» колкости (в основном женской).

Страх, отвращение и ужас, которые вызывают у нас осы, нашли отражение в древнейших произведениях литературы. Почти 2500 лет назад «отец комедии» Аристофан написал своих «Ос» (422 до н. э.) – произведение, считающееся одной из величайших комедий всех времен; упомянутые в названии осы – это присяжные, которые доставляют хлопоты другим персонажам, пользуясь своей коллективной властью над обществом. Осы также фигурируют в религии. Как минимум в трех книгах Библии Бог посылает рои ос для наказания неверующих, причем Он предпочитает конкретную разновидность ос – это всегда шершень. К сожалению, шершни собираются в большие рои нечасто. Вполне возможно, Он перепутал их с медоносными пчелами. Следуя библейскому примеру, папа Павел IV успел за тот недолгий срок, что занимал папский престол (между 1555 и 1559 годами), с высоты своего положения высказать порицание осе: «Гнев подобен камню, брошенному в гнездо осы». Это и впрямь точно описывает последствия от кидания камней (случайного или намеренного) в осиные гнезда, но такой же гнев насекомых можно вызвать, кинув камень в пчелиное гнездо.

Сенегальский миф о сотворении мира изображает осу «Евой» среди животных. Всех животных попросили отвернуться, пока бог заканчивает трудиться над сотворением мира, но оса не удержалась и бросила запретный взгляд на его работу. Чтобы наказать непокорную, бог ущипнул ее за талию: «Он сжал ее тело в талии так сильно, что она уже не могла ни выносить беременность, ни родить потомство… Отныне оса была обречена никогда не знать радости материнства».

«Осиная талия» – это действительно характерная особенность ос, которая отличает их от родственниц-пчел. Сенегальский миф далее повествует о том, что у осы есть свое божественное ноу-хау: построив гнездо, она приносит туда червеобразных личинок других насекомых и выводит из них собственное потомство. Это довольно точное описание жизненного цикла многих одиночных ос, которые снабжают свои гнезда запасом пищи из других насекомых, зачастую как раз «червеобразных» гусениц. Осы-эвменины[16] особенно любят гнездиться на стенах глинобитных хижин в сельских районах Африки: эта история о сотворении мира явно была основана на наблюдениях первых энтомологов.

Подобные литературные отсылки, как древние, так и современные, эксплуатируют наш общий культивируемый страх перед осами и нашу стереотипную (негативную) эмоциональную реакцию на них. На протяжении долгого времени оса представляла собой яркую метафору злого, коварного персонажа, который никому не делает добра. Лишний раз подкрепляя негативный образ ос, это также увековечило множество недоразумений в отношении их жизненного цикла и поведения. Такие глубоко укорененные культурные настроения выплеснулись и на киноэкраны. С культурной и научной точек зрения тут лидирует фильм 1959 года «Женщина-оса»: из-за передозировки замедляющего старение препарата, изготовленного из маточного молочка осиной матки, женщина по ночам превращается в кровожадное осоподобное существо, которое пожирает (преимущественно) мужчин.

«Женщина-оса» потрясающе карикатурна как внешне, так и по сюжету. Но создатели фильма явно имели представление о том, на ос какого рода должна равняться их прекрасная кинозвезда (а именно на обыкновенную «пикниковую» осу), и, похоже, поняли, что внешностью и поведением насекомого можно управлять при помощи его выделений и питания. Маточное молочко (которое зачастую совсем прозаически описывают как «белые сопли») вырабатывается из желез рабочих пчел; им кормят весь расплод, пока он молод, но среди более старших личинок оно достается только тем, кому суждено стать новыми матками. Это секретный ингредиент медоносной пчелы, который запускает развитие личинки в сторону матки (а не рабочей особи). Это поистине замечательный навеянный биологией сюжет для фильма о Женщине-осе, поведение которой меняется из-за этого волшебного молочка.

Вот только осы маточное молочко не производят. Собственно говоря, мы очень слабо представляем себе, как у ос определяется будущая принадлежность к кастам маток и рабочих. Возможно, существует некий стимул, который запускает развитие расплода в том или ином направлении, и вероятно, что он связан с питанием, как у медоносной пчелы; однако до настоящего времени никто не выяснял, какова его природа у общественных ос. Самое близкое к маточному молочку вещество, известное у ос, – это выделения брюшка, характерные для необычной группы ос – стеногастрин (подсемейство Stenogastrinae), обитающих в Юго-Восточной Азии. Это восхитительно нежные, хрупкие существа, их простительно принять за мух-журчалок, потому что они часто ведут себя так же, как эти мухи, – неподвижно зависают в воздухе[17]. Кроме того, они щеголяют чрезвычайно длинной и тонкой осиной талией, и это обеспечивает им место в ряду осиных супермоделей; а еще (как и подобает супермоделям) им свойственно множество причуд, одной из которых является поведение, связанное с кладкой яиц.

«Нормальные» осы (вроде Vespula и Dolichovespula или семейств песочных и роющих ос) откладывают яйцо непосредственно на предполагаемый субстрат (каковым может быть паук, гусеница или же дно ячейки в гнезде). Однако стеногастрины поступают совершенно иначе. Когда самка-стеногастрин готова отложить яйцо, она выполняет трюк, достойный мастеров йоги: насекомое соединяет низ своего тела с ротовым аппаратом; из ее брюшка выдавливается липкий студенистый материал, который она зажимает в жвалах. Вторым движением йоги (которое включает в себя поворот жала вверх под прямым углом) она откладывает на эту каплю яйцо. Затем конструкция «яйцо плюс капля» аккуратно приклеивается ко дну пустой ячейки.

Нам точно неизвестно, что такого особенного в этом веществе из брюшка и почему стеногастрины откладывают яйца не так, как все остальные осы, но оно, вероятно, служит питанием для расплода и вдобавок надежной основой для закрепления драгоценного яйца. Возвращаясь к теме маточного молочка, фильм «Женщина-пчела» был бы более обоснованным с точки зрения науки, но это название звучало бы не так эффектно, к тому же не сочеталось бы с превращением главной героини в людоедку (пчелы – строгие вегетарианцы). С учетом того, какие деструктивные идеи несут осы в литературе, искусстве и кинематографе, неудивительно, что многие люди воспринимают их весьма враждебно.

Вероятно, самое знаменитое упоминание об осах в литературе – это роман «Осиная фабрика», написанный Иэном Бэнксом в 1984 году; осы в нем не упоминаются нигде, кроме пары эпизодов, где психически неуравновешенный подросток издевается над пойманными осами на чердаке заброшенного дома своей семьи. Бэнкс – один из моих любимых авторов, но экземпляров «Фабрики ос» у меня уже столько, что не помещаются в шкаф. Мне упорно дарят их люди, которые сами не читали эту книгу, но знают, что я изучаю ос, а значит, мне она наверняка пригодится.

«Осиная фабрика» – это первый роман Бэнкса, и автор рассчитывал привлечь им внимание к своему творчеству. Ему это удалось. Так и случилось. Главный герой книги – серийный убийца-психопат, не знающий о собственной трансгендерности подросток по имени Фрэнк Колдхейм, который проводит свой досуг за ритуальными убийствами животных на отдаленном шотландском островке, по описанию смутно напоминающем остров Айлей. Это до жути захватывающее и приятное чтение, если вас привлекает порочность общества во всей красе, но если вы надеетесь узнать что-то интересное об осах, то книга обманет ваши ожидания. Название романа отсылает к своеобразной пыточной для мелких животных, которую Фрэнк тайком устроил на чердаке. С ее помощью он заставляет обычных ос выбирать себе малоприятные «камеры судьбы» на манер «русской рулетки». Как оса умрет сегодня? Будет сожжена заживо, раздавлена или утоплена в моче? Фактически же осы – это всего лишь второстепенный эпизод сюжетной линии, один из множества отвратительных способов мести Фрэнка за свою невыносимую и уродливую жизнь. По сравнению с жертвоприношениями животных, убийствами детей и мозгами младенца, кишащими личинками мух, длительные пытки и безвременная гибель нескольких ос – это, наверное, наименее неприятная часть книги.

А представьте, что Фрэнк посадил бы в свою фабрику пыток не ос, а пчел: вообразите, как Фрэнк отрывает бедных трудолюбивых пчелок от их ежедневного труда, преисполненного любви к цветам, и умерщвляет их теми же отвратительными способами, которые доставляют мучения его осам. Ага-а-а! Теперь эмоции бурлят: «Бедная пчелка! Какой гадкий, злой мальчишка!» Почему же вы так относитесь к пчелам, но не к осам? Может быть, потому, что знаете, насколько полезны и важны пчелы для опыления, или, возможно, ответ кроется в тех особых отношениях, которые сложились у нас с медоносной пчелой – нашим любимым одомашненным насекомым: она дает нам мед, а светские любезности пчелиного общества мы с удовольствием примеряем на себя.

После более чем 20 лет изучения ос я устала слушать о том, как все их ненавидят. Я была уверена, что существуют люди, похожие на меня, которые ценят ос за то, чем они занимаются, и не понимают, почему к осам следует относиться иначе, нежели к пчелам. Вместе с двумя такими же поклонниками ос, Алессандро Чини и Джорджией Лоу[18], мы изобрели план, позволяющий докопаться до сути причины, по которой люди испытывают такое отвращение к осам. Чтобы исследовать эмоции населения по отношению к осам и пчелам, а также изучить понимание роли этих насекомых в экосистемах, мы воспользовались возможностями интернета.

Результаты оказались в пользу пчел: в группе из 750 человек почти все респонденты оценили пчел как в высшей степени положительных существ по шкале эмоций, иными словами, были их большими поклонниками. У наших респондентов ассоциировались с ними такие продуктивные и позитивные слова, как «мед», «жужжание» и «цветы». Также люди ставили пчелам очень высокую оценку за их «полезность» для окружающей среды в качестве опылителей, но очень низко оценивали в роли хищников. Это была отличная новость: общественность прекрасно осведомлена о том, что пчелы делают (и чего не делают) в природе.

А как же осы? Подтвердились мои худшие опасения. Эмоциональные реакции на ос были зеркальным отражением реакций на пчел: почти все поставили осам отрицательную «эмоциональную оценку». В подавляющем большинстве случаев респонденты называли всего одну ассоциацию со словом «оса» – ЖАЛО! Но что больше всего тревожит, люди понятия не имели, какова роль ос в экосистемах. Складывалось впечатление, что здесь они отвечали наугад и вслепую: оценки, которые они поставили осам за «хищничество» и за «опыление», выглядели случайными числами.

Все встало на свои места: люди негативно относились к осам, потому что осы жалят и потому что осы воспринимаются как существа, не играющие никакой полезной роли в окружающей среде. Конечно, пчелы тоже жалят, и данные указывали на это: слово «жало» также входило в число самых распространенных ассоциаций с пчелами. Но люди ценят пчел, несмотря на их жало, за пользу, приносимую окружающей среде, – опыление растений. Если есть скрытая выгода, то небольшую боль можно и перетерпеть. Было также очевидно, что люди ценят пчел вне зависимости от своего интереса к природе в целом. И напротив, осам с большей вероятностью дадут положительную оценку люди с сильным интересом к природе.

Может ли случиться так, что люди много знают о пчелах исключительно потому, что много слышат о них, куда бы ни пошли? Пчелы круглый год пользуются вниманием СМИ: от лозунгов «Спасите пчел!» до рекламы «пчелиных бомбочек»[19] и социальных призывов «Подружись с пчелой, посади цветок!». Возможно, именно поэтому люди больше ищут информацию о пчелах, а не об осах: за последние пять лет люди искали в интернете слово «пчелы» в шесть раз чаще, чем «осы»[20]. Большинство поисковых запросов со словом «осы» исходило от людей, желающих избавиться от них. В новостях осам уделяют мало внимания. В Великобритании им может посчастливиться попасть в заголовки газет в конце лета, если не хватает «настоящих новостей». Такого рода истории в основном представляют собой раздутые бульварными газетенками сообщения об «осах-убийцах» и инвазивных видах.

Например, появление в Европе азиатского шершня (Vespa velutina) в 2004 году усилило страх общественности перед осами. Этот вид немного мельче, чем аборигенный шершень обыкновенный (Vespa crabro), но является прожорливым хищником. У нас есть повод для беспокойства: он расселяется по Европе со скоростью около 100 километров в год, охотясь на местных опылителей, а также на домашних медоносных пчел. Упоминание в средствах массовой информации об инвазивных видах вроде азиатского шершня чрезвычайно полезно для повышения бдительности; для природоохранных ведомств, пытающихся держать захватчиков под контролем, миллионы пар глаз и ушей по всей стране – бесценны.

К сожалению, в новостях эти сообщения зачастую сопровождались нагнетанием страха и дезинформацией: зачем иллюстрировать статью об осах-убийцах в таблоиде фотографией неприметного, мелкого темного шершня (а именно таков, как оказалось, Vespa velutina), когда можно выбрать фотографию Vespa mandarinia – крупнейшего в мире шершня с размахом крыльев 7,5 сантиметра и 6-миллиметровым жалом, наполненным ядовитым коктейлем из химических соединений, среди которых есть и несколько нейротоксинов. Этот шершень летает со скоростью 40 километров в час и щеголяет довольно устрашающим ярко-желтым лицом. Даже я дважды подумала бы, прежде чем подойти к Vespa mandarinia (хотя для того, чтобы нейротоксины вас убили, потребуется получить около 58 уколов жалом за один раз). Но, дорогие представители желтой прессы, пожалуйста, придерживайтесь фактов: это не тот шершень, который вторгается в Европу (хотя он захватывает США, но это уже совсем другая история). Не надо так противопоставлять друг другу истории о чудовищных осах и трудолюбивых пчелах.

Слова, используемые для описания ос (вверху) и пчел (внизу). Чем крупнее слово, тем чаще оно встречалось у респондентов

Сейчас в это трудно поверить, но несколько десятилетий назад главной темой заголовков газет была действительно страшная история о пчелах, начавшаяся после того, как был получен и случайно выпущен в дикую природу гибрид между европейской медоносной пчелой Apis mellifera mellifera и восточноафриканским равнинным подвидом Apis mellifera scutellata. Бразильский биолог Уорвик Керр пытался вывести гибрид медоносной пчелы, который давал бы больше меда и проявлял большую устойчивость в тропических условиях. Катастрофа случилась, когда несколько колоний его африканизированных гибридов сбежали с пасек в штате Сан-Паулу. Пчелы быстро разлетелись и скрестились с местными колониями европейских медоносных пчел. Эти насекомые стали известны как африканские пчелы-убийцы, или африканизированные пчелы.

Со временем этот жизнестойкий гибрид распространился по всей Америке. Гибрид Керра действительно очень продуктивен, и это выгодно пчеловодству. Однако он превосходит спокойную европейскую медоносную пчелу всего лишь потому, что лучше заготавливает пыльцу, обладает более высоким темпом размножения и более развитой трудовой этикой (они добывают корм в такую погоду, когда Apis mellifera прячется в своем улье). Вдобавок они более агрессивны и более склонны к роению, из-за чего пчеловодам сложнее с ними работать и возрастает риск, что пчелы нападут на человека. Но сейчас это уже не новости – пчеловоды перестроили методы работы и определенно предпочитают содержать африканизированных пчел, а не их коллег европейского происхождения, из-за более высокой продуктивности. С 1970-х годов многое изменилось. Леденящие душу истории о пчелах уже не пользуются популярностью, а вот на рассказы о «чудесных пчелах» и «злых осах» спрос остался.

Мы привыкли ненавидеть ос, потому что нас приучили к этому дома, в школе, в средствах массовой информации, в книгах и кино. Это не наша вина: мы – продукт нашей местной культуры. Свою долю ответственности за это должна взять на себя наука. За последние 30 лет о пчелах было опубликовано втрое больше научных статей, чем об осах, а количество докладов о пчелах на конференциях превышает количество докладов об осах в четыре раза. В последние годы предвзятое отношение к пчелам в исследованиях стало выражено еще ярче, чему способствовали крупные правительственные инвестиции в исследования опылителей, продиктованные нашими эгоистичными интересами. В мире без опылителей нам грозит голод.

Но нельзя возлагать вину за пренебрежительное отношение науки к осам исключительно на финансовые потоки. Некоторые из наших величайших умов незаметно посеяли семена, из которых проросло дистанцирование науки от них. А ведь именно паразитические ихневмонидные осы[21] заставили Чарльза Дарвина усомниться во всемогуществе Бога и в истории о сотворении мира. В 1860 году в письме к ботанику Айзе Грею Дарвин писал: «Я не могу убедить себя в том, что благодетельный и всемогущий Господь преднамеренно сотворил Ichneumonidae, чтобы они питались живым телом гусениц».

Даже современные ученые, изучающие ос, признают, что они несут на себе клеймо общественного порицания. Американская ученая Мэри Джейн Уэст-Эберхард посвятила свою жизнь изучению ос, но признает, что «по всему миру они терроризируют домохозяек, портят пикники и строят большие висячие гнезда, такие соблазнительные для быстроногих мальчишек, вооруженных камнями»[22]. Уильям Д. Гамильтон, ученый, который оказал самое глубокое влияние на наше понимание социальной эволюции, признал, что «общественные осы – это одни из самых нелюбимых насекомых»[23]. А новозеландский ученый Фил Лестер, упорно трудившийся у себя на родине на стезе борьбы против инвазивных ос (любезно завезенных британцами), подлил масла в огонь всеобщего отвращения к осам, назвав свою книгу о них «Вульгарная оса» (The Vulgar Wasp)[24].

Когда у светил науки, изучающих ос, с трудом получается описать этих насекомых не как гангстеров в мире насекомых, на что могут рассчитывать сами осы? Что будет с миром, если осы исчезнут? Мы не знаем этого наверняка, потому что нам не хватает данных фундаментальной науки, способной точно сказать, какова их роль в этим мире. Но мы знаем, что осы должны быть важны для функционирования экосистем и здоровья всей планеты. Мы знаем, что они охотятся на насекомых, которые в противном случае доставляли бы нам неудобство. В мире без ос нам почти наверняка пришлось бы использовать изрядное количество химикатов, чтобы оградить себя от иных вредителей. По крайней мере, это хороший аргумент в пользу того, чтобы простить осам то, что они нас жалят – точно так же, как мы прощаем это пчелам.

Пришло время разгадать загадку этих прекрасных, разнообразных и таинственных существ. Давайте же дадим им шанс доказать, что они достойны нашего внимания.

II

«…Из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм»[25]. Мне нравится представлять себе, что Дарвин восхищался красотой и удивительными особенностями ос в своем саду, когда писал эти заключительные строки к своему великому труду «Происхождение видов путем естественного отбора» – книге, которая произвела революцию в нашем понимании жизни на Земле. О «бесконечном числе форм» можно говорить применительно ко многим группам организмов, но осами естественный отбор занимался с особенным удовольствием, пробуя, испытывая, моделируя и модифицируя их формы и функции, порождая захватывающее разнообразие. Но эта книга – не энциклопедия ос; я просто не могу включить в нее их всех. Если что, это еще никому не удалось, потому что на каждый известный и описанный вид ос приходится, вероятно, еще десяток видов, которые мы пока не открыли.

Должна признать, что Дарвин, подводя итоги «Происхождению видов», скорее всего, имел в виду жуков. Жуки примечательны своим разнообразием: поистине, это одно из чудес природы. И действительно, широко известно высказывание другого биолога-эволюциониста, Дж. Б. С. Холдейна, о том, что если жизнь сотворена неким высшим разумом, то этот разумный создатель, по-видимому, питал «необычайную любовь к жукам». Его замечание было весьма актуальным в те времена, когда он его высказал (1950-е годы): как раз тогда стрелка весов в дебатах между сторонниками эволюции и религии стала склоняться в пользу эволюции.

Если Бог действительно сотворил всех существ на Земле, то жуки определенно пользовались особой Его любовью: это самая многочисленная группа животных с точки зрения количества описанных видов – их насчитывается 387 000[26]. С учетом криптовидов (таких, которые очень похожи на другие виды) и еще не открытых видов, ученые полагают, что существует около 1,5 миллиона видов жуков. Кроме того, жуки – одни из самых потрясающих по внешности насекомых – от вычурных и изысканных до несуразных. А если не прибегать к концепции «разумного замысла», то можно предположить, что разнообразие жуков возникло в процессе эволюции в результате естественного отбора, чтобы привлекать представителей противоположного пола, отпугивать истекающих слюной хищников или обеспечивать маскировку.

Из-за того что жуки так примечательны, можно практически с уверенностью говорить, что мы относимся к жукам с некоторым пристрастием, которое побуждает нас открывать и описывать новые виды жуков чаще, чем любых других насекомых. Люди замечали, собирали и каталогизировали их на протяжении сотен лет. В XIX веке любой уважающий себя натуралист с гордостью демонстрировал свою личную коллекцию жуков и азартно состязался с друзьями за самые крупные, яркие или диковинные экземпляры. В своем восхищении жуками мы непреднамеренно допустили перекос в их пользу в наших знаниях о насекомых.

Осы принадлежат к отряду перепончатокрылых (Hymenoptera), в который также входят пчелы и муравьи. Известно около 150 000 описанных видов перепончатокрылых[27]. Из них более 80 % составляют осы, которых насчитывается около 80 000–100 000 описанных видов – это почти в пять раз больше, чем видов пчел, и более чем в 7 раз превышает количество видов муравьев (которых насчитывается около 13 000 видов). Однако мы обращаем внимание на ос и пишем о них гораздо реже. Во многих частях мира большая часть наблюдений за осами касается нашей старой знакомой – осы родов Vespula и Dolichovespula, желто-черной полосатой гостьи пикников, которая вторгается в наше личное пространство.

Конечно, количество описанных видов не отражает того, сколько их существует на самом деле. Например, насекомых описано свыше миллиона видов, однако, по оценкам ученых, на планете, вероятно, насчитывается 5,5 миллиона видов насекомых[28]. Во время подсчета видов одной из самых больших проблем является географическая необъективность: части света, где сбор образцов ведется более интенсивно (например, Северная Америка и Европа), обладают меньшим биологическим разнообразием. Вероятно, каждый из отрядов насекомых в несколько раз богаче видами, чем в настоящее время заставляют думать цифры – а в особенности перепончатокрылые[29], потому что предполагается, что неописанными остаются от 60 до 88 % их видов[30]. Даже по самым скромным оценкам, существует от 600 000 до 2,5 миллиона видов перепончатокрылых. В местах, хорошо охваченных сбором образцов, таких как регионы с умеренным климатом и некоторые особые тропические экосистемы, виды перепончатокрылых уже превосходят жуков по количеству.

Подавляющее большинство перепончатокрылых скрывается в обличье крошечных и малоизвестных паразитоидных наездников. Паразитоиды – это насекомые, которые откладывают яйца внутрь (эндопаразитоиды) или на поверхность тела (эктопаразитоиды) других организмов. Когда из яйца вылупляется голодная личинка, она по мере своего роста поедает хозяина живьем. Паразитоидов не следует путать с паразитами, которые проводят всю свою жизнь, а не только личиночную стадию, обитая внутри тела или на теле хозяина[31]. Некоторые паразитоидные осы приобрели специальные режущие конструкции на голове, с помощью которых разрывают хозяина, когда становятся готовы к самостоятельной жизни. Выедание живой добычи изнутри может показаться жутким, зато у этих ос нет страшного жала, которым щеголяют другие осы. Вместо него у паразитоидов имеется трубка для откладывания яиц, которую называют яйцекладом. Яйцеклад – это чрезвычайно полезная штука: он дотянется до таких мест, о которых другие части тела могли бы только мечтать. Его можно просунуть в мельчайшие щели в стволах деревьев, подлеске или почве, чтобы отложить внутрь ни о чем не подозревающей гусеницы или личинки жука драгоценное яйцо вместе с коктейлем из яда и работающих вместе с ним вирусов[32].

Осы – это не единственные насекомые-паразитоиды, но они, вне всяких сомнений, самые разнообразные, многочисленные и богатые видами. Вдобавок к этому они играют ключевую роль в экосистемах, регулируя численность популяций других насекомых. Неудивительно, что люди широко используют их в качестве агентов биологического контроля вредителей. В некоторых странах паразитоидных ос выращивают в промышленных масштабах, чтобы выпускать на поля кукурузы и сахарного тростника, где они ищут гусениц и других вредителей, чтобы отложить в них яйца.

Существует как минимум 80 000 описанных видов паразитоидов. В большинстве своем это существа миниатюрного размера: самые крохотные среди них – мимариды (семейство Mymaridae), длина которых может составлять всего лишь 0,14 миллиметра – это самые мелкие насекомые в мире. Другие, вроде наездников семейства ихневмонид, могут вырастать до нескольких сантиметров в длину, а с учетом яйцекладов – вдвое больше. Размер тела имеет значение для открытия видов. Возьмем для примера 4200 видов жуков, которые водятся в Великобритании (вероятно, наиболее изученном регионе в мире в отношении жуков): средний размер тела вновь описанных британских жуков значительно уменьшился за период между 1750 (когда началась их систематизация) и 1850 годами, потому что энтомологи с гораздо большей вероятностью обнаруживали, собирали и описывали крупные виды, прежде чем стали обращать внимание на виды с более мелким размером тела[33].

Если учесть, насколько малы в большинстве своем паразитоидные осы, открывать новые их виды заведомо труднее прочих. Но и это еще не все: существуют паразитоидные осы, которые откладывают яйца на личинки других паразитоидных ос! Эти гиперпаразитоиды (паразитоиды, которые живут за счет других паразитоидов) зачастую еще меньше своих хозяев – это «микроосы». Они представляют собой четвертый уровень сети питания: гиперпаразитоидная оса питается на паразитоидной осе, которая питается на гусенице, которая питается на кормовом растении[34]. Такие многоуровневые трофические цепочки могут быть невероятно сложными и представляют собой весьма причудливую иллюстрацию бесконечного числа форм среди ос, а также растений и животных, с которыми их жизнь сплетена воедино.

Поиск паразитоидов – это лишь первый шаг; определять их тоже чрезвычайно сложно. До недавнего времени это удавалось лишь немногим ученым в целом мире, потому что эта работа требовала специальных знаний о конкретных таксономических признаках, что не позволяло быстро описать новые виды даже при условии их обнаружения. Но всякий раз, присмотревшись к этим существам поближе, ученые обнаруживали множество новых видов. Это особенно интенсивно происходит в наше время, когда используются ДНК-маркеры, благодаря которым различение внешне сходных видов требует меньше специальных познаний, а также удается выявлять криптовиды, которые нельзя было выявить ранее используемыми методами. В результате число описанных видов паразитоидных ос резко возросло. Представляется возможным, что по своему видовому разнообразию осы на самом деле превосходят всех остальных насекомых, так что холдейновскую «необычайную любовь к жукам» можно оставить в прошлом веке, на пыльном чердаке науки о биологическом разнообразии. Достаточно посетить небольшой участок влажного тропического леса в Центральной Америке и провести 34-летнее исследование гусениц, чтобы понять почему.

Ареа-де-Консервасьон-де-Гуанакасте – это национальный парк на северо-западе Коста-Рики. Его площадь составляет около 1200 квадратных километров (чуть меньше Большого Лондона); это охраняемая природная территория с самыми разными типами местообитаний и богатым биологическим разнообразием. За последние 34 года ученые вырастили тысячи гусениц, собранных в этом заповеднике, и из этих гусениц вывелись многие тысячи паразитоидных ос, в большинстве своем неизвестных науке прежде[35]. Исследователям еще предстоит немало работы, чтобы описать всех этих ос, но для начала они сосредоточили свое внимание на одном из родов микроос семейства браконид – на Apanteles, который представляет экономический интерес, поскольку эти осы широко используются для биологической борьбы с гусеницами – вредителями сельскохозяйственных культур. Ранее в этой части Мезоамерики было описано всего лишь 19 видов ос рода Apanteles. На основании 4100 особей ученые описали не менее 186 новых видов: почти в десять раз больше, чем число видов данного рода, ранее известное для этого региона. И учтите, что это всего лишь один род ос из очень маленького уголка мира.

Неужели, оценивая количество видов паразитоидных ос, мы ошибаемся на порядок? Если это так, то можно предположить, что по всему миру существует более 800 000 видов паразитоидных ос. Конечно, эта оценка может быть преувеличенной, поскольку Ареа-де-Консервасьон-де-Гуанакасте известен своим высоким биологическим разнообразием. Например, видов жуков в этом регионе в пять раз больше, чем во всей Великобритании. Великобритания – это страна с одним из самых низких на планете показателей биологического разнообразия[36], но даже если предположить, что видовое разнообразие на этой небольшой территории Коста-Рики в пять раз больше, чем в любом другом месте в мире, это все равно увеличит прогнозируемое количество видов паразитоидных ос по всему миру до 160 000 – а это больше, чем число всех описанных видов перепончатокрылых, вместе взятых.

Если вам нужны еще доказательства, возможно, вас убедит экскурс в экологию паразитоидов. Наряду с гусеницами жуки входят в число наиболее предпочтительных хозяев для потомства паразитоидных ос. На основании известного разнообразия видов жуков-хозяев и того факта, что на одном и том же виде жуков-хозяев могут паразитировать несколько разных видов ос (одни паразитируют на личинках, другие на яйцах), ученые подсчитали, что число видов паразитоидных ос, вероятно, вдвое-втрое превышает количество видов жуков[37]. До этих исследований считалось, что паразитоиды составляли почти 80 % описанных видов ос, но после подобных гипотез предположительное видовое разнообразие ос обретает поистине космические масштабы.

Если есть разумный творец жизни на Земле, то он почти наверняка испытывал необычайную любовь к паразитоидным осам.

Моя бабушка страдала патологическим накопительством. Она пережила две мировые войны и знала, как важно ценить вещи, заботиться о них и содержать в порядке, чтобы при необходимости их можно было быстро найти и использовать. Она особенно трепетно относилась к пуговицам. Толстые деревянные пуговицы для шерстяных вещей, гладкие и прохладные пуговицы для рубашек, скромные коричневые пуговицы для брюк, роскошные перламутровые пуговицы для воскресных платьев. Когда одежда ветшала, она заботливо срезала пуговицы и прятала их в своем таинственном шкафу для швейных принадлежностей, в лабиринте неуловимого порядка. Каждая пуговица проходила через этот ритуал особо, вне зависимости от того, насколько бурным или простым было ее прошлое, и почтительно укладывалась рядом со своими ближайшими пуговичными родственниками. И сотни пуговиц гордо громыхали каждая на своем месте – любимые игрушки бабушкиных представлений о порядке.

Положение и группировка пуговиц в шкафу имели решающее значение: каждая коробка представляла собой строго охраняемый анклав пуговиц, объединенных красотой, формой и назначением, которые рассказывали общие истории о своей былой пользе и надежде на будущее. Соседствующие друг с другом коробки давали пристанище близким родственникам: шелковисто-зеленые пуговицы глядели из своей коробки на гладких серых пуговичных соседей; пуговицы цветочных оттенков заливались румянцем рядом со своими нежно-голубыми товарками. Появление новой пуговицы, которая не подходила к имеющимся коробкам, вызывало тревожное волнение – как у пуговиц, так и у бабушки. В неудачный день это могло привести к масштабным перестановкам среди пуговиц и коробок. В детстве мне очень хотелось заполучить бабушкину коллекцию пуговиц, но я не осмеливалась даже пальцем тронуть ее; это было священное место, пронизанное порядком и точностью, как филогенетическое древо у эволюционного биолога. Лишь бабушка имела право устанавливать и изменять порядок.

Если бы пуговицы моей бабушки были осами, то она бы изрядно встревожилась. Но не из-за того, что это осы, а из-за тех трудностей, с которыми она столкнулась бы, пытаясь их упорядочить. Конечно, пуговицы могут быть бесконечно красивы и разнообразны по форме, но осы еще красивее и разнообразнее, а их отличительные особенности и родственные связи загадочны и сложны. Более того, новые виды сейчас открывают и описывают быстрее, чем вы успеете пришить новую пуговицу; некоторые из них обладают неожиданными качествами, так что приходится пересматривать родственные связи ос, и это вызывает не меньшую сумятицу, чем возмутительно нестандартная пуговица в шкафу моей бабушки.

Пуговица – это всего лишь пуговица (хотя моя бабушка с этим поспорила бы), и ее история насчитывает всего лишь 2000 лет; осы же на 280 миллионов лет старше самой древней пуговицы и более многолики и разнообразны, чем вся мировая коллекция галантереи. Если быть точным, термин «оса» представляет собой ужасно расплывчатое описание для такой разнообразной группы насекомых. Тот факт, что видов ос так много и они такие разнообразные, – это одновременно и головная боль, и радость для эволюционных биологов: головная боль, потому что из-за нехватки данных об очень большом числе видов любая реконструкция их генеалогического древа может оказаться неверной, а радость – оттого, что у ос есть такие биологические инновации, которые не осмелился приобрести в ходе эволюции ни один другой отряд насекомых. Именно поэтому генеалогическое древо ос так важно для ученых, и именно поэтому оно десятилетиями вызывает споры.

Эволюционное генеалогическое древо помогает нам понять, как, когда и почему эволюционировала группа организмов и насколько велико ее внутреннее разнообразие. Филогенетическое древо ос показывает, почему какие-то осы являются паразитами, почему кто-то приобрел талию супермодели и почему некоторые превратили свой инструмент для кладки яиц в устройство для введения яда (жало). Оно показывает, как осы несколько раз меняли рацион, заручались дружбой с растениями и манипулировали ими и как некоторые из них стали общественными, а другие утратили крылья, чтобы дать начало муравьям и осам-немкам, или превратились в вегетарианцев и стали пчелами. Чтобы знать эти вещи, нам нужна точная схема эволюционной биографии ос.

До недавнего времени в основе восстановления такого древа жизни для любого организма лежало отслеживание пути, оставленного общими признаками – обычно морфологическими – у различных видов. Методы молекулярного секвенирования меняют эту ситуацию, потому что в настоящее время мы можем искать признаки различия и сходства в ДНК разных видов. Те виды, которые ранее объединяли, опираясь на внешний вид, теперь, возможно, придется группировать с другими, основываясь на сходстве ДНК и физических особенностей. Благодаря технологиям секвенирования ДНК наше понимание родственных отношений между видами движется вперед с такой скоростью, что за последние несколько лет эволюционную историю перепончатокрылых приходилось переписывать уже много раз. Но сейчас самое подходящее время разобраться с эволюционной историей ос и их родственными отношениями. И хотя наше понимание деталей почти наверняка изменится по мере того, как мы будем получать все больше и больше данных о еще большем количестве видов, общее представление о происхождении и эволюции ос и их родственников вряд ли изменится радикально.

И вот что рассказало осиное древо жизни о бесконечных формах ос[38]…

Согласно современным оценкам, возраст насекомых составляет около 479 миллионов лет, что делает их самыми древними наземными животными. Сто тридцать миллионов лет спустя появились насекомые с полным превращением: это насекомые, у которых начальные стадии развития отделены от взрослого состояния при помощи метаморфоза. Он известен любому ребенку как процесс, когда прожорливая червеобразная гусеница (личиночная стадия) плетет кокон (стадия куколки), трансформирует план строения своего тела и превращается в красивую крылатую бабочку (взрослая стадия). Многие знакомые нам насекомые имеют полное превращение – это двукрылые (Diptera – комары и мухи), чешуекрылые (Lepidoptera – бабочки и моли), жесткокрылые (Coleoptera – жуки), власокрылые (Trichoptera – ручейники) и перепончатокрылые (Hymenoptera – пчелы, осы и муравьи). Когда около 280 миллионов лет назад появилось первое стебельчатобрюхое перепончатокрылое, оно было осой[39].

Этот опытный образец осы придерживался вегетарианской диеты и был довольно неуклюжим на вид существом без жала. Мы знаем это, потому что именно так выглядят его предки – пилильщики. В отсутствие ископаемых остатков получить представление о формах из эволюционного прошлого мы можем, изучая сохранившихся представителей вымершего вида. Латинское название пилильщиков – Symphyta – происходит от греческого symphyton («сросшийся»), что указывает на отсутствие у пилильщика осиной талии. Они не способны маневрировать в полете и не имеют брони из твердой кутикулы, в отличие от сородичей, больше похожих на ос. Сидячебрюхие – самые настоящие толстые незамужние тетушки в мире ос: эти коренастые, свирепые и функциональные существа таскают за собой массивный яйцеклад, зазубренный, как пила, и позволяющий врезаться в растения, внутрь которых они откладывают свои яйца. И эти существа вовсе не остались на задворках эволюции: эти пухлые осы быстро наращивали свое многообразие, и в наше время их существует не менее 8000 видов, причем, что необычно для насекомых, Symphyta чрезвычайно разнообразны в областях с умеренным климатом. К ним относится очень характерный вид – рогохвост большой: чудовищная зверюга длиной 20 миллиметров, чья окраска имитирует желтые и черные полоски шершня; яйцеклад у самки грубо выпирает из брюшка, создавая видимость жала. Но жалить пилильщики не умеют – яйцеклад превратился в жало только у ос и лишь через 25 миллионов лет после того, как появился предковый пилильщик. Взрослые самки обычно живут всего неделю или две и откладывают яйца в растения, а не в добычу. Их личинок легко спутать с гусеницами бабочек[40], зачастую у них яркая окраска, предупреждающая любопытных хищников о едких выделениях. В течение нескольких месяцев, прежде чем приступить к метаморфозу, подвижные гусеницеподобные личинки прогрызают тоннели внутри кормового растения.

Древнейшими из ныне живущих представителей сидячебрюхих могут быть ксиелиды (Xyelidae), относительно бедное видами семейство; но зато оно может похвастаться тем, что к нему принадлежат самые древние ископаемые перепончатокрылые, появившиеся в эпоху динозавров, около 245 миллионов лет назад[41]. Современные пилильщики-ксиелиды считаются «живыми ископаемыми», потому что, по всей видимости, очень мало изменились с тех пор, как впервые возникли в ходе эволюции. Таким образом, они, словно машина времени, могут дать нам представление об истории жизни изначальных перепончатокрылых. Ксиелиды откладывают яйца в сосновые шишки, а личинки питаются хвоей, почками или молодыми побегами. Откормившись, личинка падает на землю, где роет маленькую норку для зимовки. С учетом их разнообразия и изобилия неудивительно, что эти вегетарианцы иной раз наносят экономический и экологический ущерб лесам. Изначальное перепончатокрылое было (и остается) живучим чудищем, одержавшим экологическую и эволюционную победу.

Около 240 миллионов лет назад некоторые перепончатокрылые распробовали мясо, что стало причиной масштабного взрывного процесса видообразования и дало начало остальным осам. Последнее перепончатокрылое-вегетарианец, вероятно, напоминало современного рапсового пилильщика Athalia rosae – довольно непривлекательно выглядящее оранжевое насекомое с уродливой сгорбленной спиной; любой, кроме специалиста по пилильщикам, спутал бы его с мухой. Перепончатокрылые, происходящие от этого горбатого предка-квазимодо, предприняли две попытки эволюционировать в плотоядных существ. Одной из них были пилильщики семейства Orussidae. Оруссиды – это в высшей степени неуловимые создания: их слепая, безногая личинка все время живет в мертвой древесине, где обитает ее любимая добыча – жуки-древоточцы. Как и у всех перепончатокрылых, предпочитающих мясо, плотоядной является только личиночная стадия. Взрослая мать находит хозяина, личинку жука, под корой мертвого дерева, по вибрациям личинки; эта оса прекрасно умеет зондировать твердую среду при помощи эхолокации. Она просверливает дерево похожим на пилу яйцекладом и откладывает длинное извитое яйцо прямо на личинку жука. Вылупившись, личинка оруссид поедает свою живую пищу, а затем, превратившись во взрослую особь, прогрызает себе выход из дерева.

Эти паразитические перепончатокрылые, похороненные вместе со своими безмолвными жертвами в яслях из древесины, по-прежнему довольно слабо изучены. Но нетрудно представить себе условия, при которых мог случиться переход от питания растениями к питанию добычей в виде насекомых: любой личинке пилильщика, стороннице вегетарианства, было бы простительно случайно откусить кусочек от насекомого, обитающего бок о бок с ней на одном и том же кормовом растении. Отсюда оставалось сделать всего один эволюционный шажок к тому, чтобы выработать у организма способы использования этого богатого азотом источника пищи вместо растений.

Отказавшись от вегетарианского образа жизни, паразитические перепончатокрылые также подверглись регрессу органов чувств. Они утратили ген, связанный со зрением; зрение излишне в темных яслях из древесины, где нет необходимости различать солнечный свет или реагировать на него. Эти насекомые также утратили некоторые гены, участвующие в обнаружении химических веществ и запахов: если пилильщики-вегетарианцы ищут кормовые растения по запаху, то паразитические перепончатокрылые используют для поиска своей добычи вибрации. Интересно, что переключение рациона с растений к животной добыче не привело к изменению их пищеварительной системы. Это довольно неожиданно: казалось бы, переваривание богатой азотом добычи вместо бедных азотом растений потребует значительных инноваций на генном уровне. Ученые полагают, что разнообразный рацион взрослых пилильщиков-вегетарианцев, который включает нектар, пыльцу и ткани растений, уже мог потребовать наличия сложной совокупности обменных процессов, которые в дальнейшем было легко приспособить для перехода к плотоядности[42].

Эволюционные успехи в области плотоядности у примитивных паразитических перепончатокрылых не были особенно выдающимися. Это затворники среди перепончатокрылых, и в настоящее время они оставляют лишь 1 % видов сидячебрюхих. Возможно, тихая жизнь в темной гниющей келье в компании единственного хозяина не располагает к эволюционному риску и инновациям.

В параллельной сидячебрюхим эволюционной вселенной другая группа перепончатокрылых, паразитоидные осы, стала плотоядной и чрезвычайно преуспела в этом. Они являются потомками единственного насекомого, жившего на растениях, которое существовало в пермский или триасовый период, примерно 247 миллионов лет назад. Паразитоидные осы начали наращивать свое видовое разнообразие лишь несколько миллионов лет спустя, когда, по совпадению, также начала расти численность их хозяев (чешуекрылых, двукрылых). В настоящее время на каждый вид гусениц, мух и жуков, вероятно, приходится как минимум одна паразитоидная оса, которая эксплуатирует этот ресурс. Но пристрастие к самой разной плоти не могло быть единственным толчком, запустившим широкомасштабную адаптивную радиацию паразитоидных ос и их родственников, поскольку в противном случае паразитоидные сидячебрюхие, несомненно, увеличили бы собственное видовое многообразие столь же плодотворным способом.

Имелся и другой фактор.

Осиная талия – это изобретение эволюции, которое наилучшим образом объясняет успех паразитоидных ос. Завидный фигуристый силуэт возник около 240 миллионов лет назад, когда первый сегмент брюшка осы сросся с грудным отделом тела, сформировав удлиненную талию, называемую проподеум. Осиная талия нужна далеко не только для красоты. Отказ от неуклюжей моды на толстую талию, которую так обожают пилильщики, позволил осам увеличить подвижность задней части тела. Теперь брюшко, вооруженное яйцекладом, можно было укладывать поверх тела или подгибать под него, что позволяло осе достигать самых труднодоступных мест. Добыча больше не могла спрятаться от этого гибкого и ловкого аппарата. Осиная талия в паре с чрезвычайно длинными яйцекладами вошли в моду в годы бума паразитоидных ос. Параллельно масштабной миниатюризации тела и эндопаразитоидности (откладывание яиц внутрь хозяина, а не на него) произошел взрыв видообразования, когда осы приспосабливались к использованию всевозможных типов добычи в самых разных местах.

Все это сопровождалось огромным ростом разнообразия других насекомых, так что у ос постоянно увеличивался ассортимент потенциальной добычи. В процессе эволюции у паразитоидных ос появилось обостренное обоняние и более тонкая способность улавливать вибрации – это позволяет самкам обнаруживать присутствие более разнообразной добычи во все более и более разнообразных местах. Яйцеклад также усовершенствовался, чтобы вместе с яйцом вводить яд, – это помогало оглушить добычу и сделать ее более послушной живой кладовой для потомства осы. Вдобавок у многих эндопаразитоидных ос сложились особые отношения с вирусом, который они вводят в гусеницу-хозяина вместе с яйцом и ядом. Вирус подавляет иммунную систему хозяина, способствуя выживанию и здоровью развивающейся осиной личинки. Отношения между осой и вирусом настолько тесны, что смешали свои геномы для создания уникального типа вируса. Вирус не только не позволяет иммунной системе гусеницы атаковать личинку паразитоида – он также изменяет состав слюны гусеницы, чтобы подавлять иммунную систему растения, которым она питается, так что гусеница растет быстрее и служит более сытной пищей для юной осы[43].

В этом есть все задатки идеальной любовной истории симбиоза.

За тем исключением, что природа редко рассказывает такие простые и добрые сказочные истории. Вирус непреднамеренно посылает тайные сигналы другому виду ос – гиперпаразитоиду, побуждая его воспользоваться близким партнером этого вируса. Через изменения в слюне гусеницы растение, которым она питается, также получает стимул выделять в воздух химические вещества, которые гиперпаразитоидные осы используют для поиска личинок паразитоидных ос[44]. Вирус, настоящий Джекилл и Хайд, одной рукой помогает нашей паразитоидной осе, а другой наносит ей удар в спину. Сложные взаимодействия внутри таких многоуровневых отношений могут сравниться лишь с неожиданностью сюжетных ходов и абсурдностью шекспировской комедии в современном исполнении. Экосистема, которая складывается вокруг паразитоидов, представляет собой одну из самых сложных историй природы о взаимосвязанной адаптации, инновациях, сотрудничестве и эксплуатации: паразиты эволюционируют, чтобы лучше использовать хозяев, хозяева эволюционируют, чтобы не становиться жертвами, гиперпаразиты и вирусы эволюционируют, чтобы путешествовать автостопом на всех подряд (и манипулировать ими) любым возможным способом. И если это не взорвало вам мозг, то я уже и не знаю, чем вас пробрать.

Некоторые из самых знаменитых паразитоидных ос вернулись к вегетарианскому образу жизни своих предков-пилильщиков, и у них сложились особые отношения с инжиром. Все 900 видов ос – опылителей фикусов принадлежат к надсемейству хальцид (Chalcidoidea). Их отношения эволюционировали около 70–90 миллионов лет назад, и в наши дни эти насекомые по-прежнему играют важную роль в опылении. Фикус предоставляет им уютные ясли, в которых развиваются (и спариваются) молодые осы; а когда самки ос, став взрослыми, вырываются из своих пыльцевых колыбелей в поисках другого растения, на котором можно отложить собственные яйца, фикус оказывается в выигрыше от того, что его пыльца переносится на другой фикус по соседству. До недавнего времени считалось, что различные виды фиговых ос преданно привязаны к определенным видам фикусов, а союз фикуса и осы вершится на репродуктивных небесах. Однако ученые установили, что из-за изрядной доли «измен» в паре из осы и фикуса происходила массовая гибридизация фикусов[45], и это еще сильнее увеличило разнообразие как растений, так и ос.

Другие паразитоидные осы, обратившиеся в вегетарианство, превратились в самых странных фермеров на планете. Это орехотворки (Cynipidae). Орехотворки вызывают образование узелков, похожих на высыпания на прыщавом подбородке подростка, на самых разных деревьях, в том числе на дубе, нотофагусах и кустах роз. Видимо, осы побуждают деревья выращивать защитные оболочки вокруг своих яиц, которые они откладывают на нижней стороне листьев или на стеблях. Словно одной лишь защиты недостаточно, растение также обеспечивает развивающихся ос питанием. В отличие от опылителей фикусов здесь отношения осы и растения не взаимовыгодны: рост галла очевидным образом контролирует оса, а не растение. Таким образом, растение оказывает осе услугу, не получая от этого никакой выгоды для себя. Каким образом этим мелким насекомым (длиной не более 1–8 миллиметров) удается манипулировать ростом дерева, пока остается неясным. Другие виды орехотворок не утруждают себя созданием собственных галлов, а вместо этого откладывают свои яйца внутри галлов «честных» галлообразующих ос. Эти паразиты эволюционировали как особая линия внутри группы добросовестных галлообразователей[46].

Геномы паразитоидных ос раскрыли некоторые из этих эволюционных сложностей, но также показали, как для создания такого разнообразия у ос использовался, перепрофилировался и переделывался генетический инструментарий жизни. В процессе эволюции у паразитоидных ос появлялись новые гены, дублировались и модифицировались прежние, специализированные на обнаружении химических веществ самой разной природы. Новый инструментарий для нового образа жизни. Для перепончатокрылых появление паразитоидной осы было тем же самым, что изобретение электрической швейной машины для поколения моей бабушки: оно ознаменовало изменения в разнообразии и сложности – не чета ленивой эволюции пилильщиков.

А затем возникло новшество, которого вы все так долго ждали: жало. После появления первой осы потребовалось всего лишь 100 миллионов лет, чтобы перепончатокрылые смогли разработать это оружие, пользующееся такой дурной славой. Как и в случае с осиной талией паразитоида, эволюция жала вызвала совершенно новый взрыв биологического разнообразия и видообразования, породив самую символичную группу жалящих насекомых – жалоносных перепончатокрылых (Aculeata). Эволюция жала была довольно простой модификацией яйцеклада предковых паразитоидов – того бесшумного самонаводящегося устройства, которое несло новую жизнь на протяжении 100 миллионов лет, – и это событие случилось (вероятно) всего лишь один раз. Яйцеклад превратился в прочное оружие, предназначенное исключительно для того, чтобы отмечать начало конца для его жертвы. Орган, дарующий жизнь, превратился в орган, забирающий жизнь, потому что это лезвие не выпускает сквозь себя ни одного яйца – только яд[47]. Наша оса стала охотником.

Резервуар ядовитой железы – это неотъемлемый спутник жала, связанный с ним, как стрела с луком: вместе они образуют механизм, несущий сладкую смерть. Это оружие не убивает мгновенно, а погружает жертву в состояние едва теплящейся жизни до самого конца, чтобы обеспечить потомство запасом живой пищи, которым оно сможет питаться в безопасности специально построенного гнезда. Скорее всего, строительству гнезд предшествовала именно необходимость ввести добычу в состояние оцепенения, а не просто отложить в нее яйцо: одурманенную добычу можно было легко переносить в норы и туннели, вырытые в земле, или в вылепленные из грязи горшочки, или в домики, слепленные из пережеванного растительного материала, смешанного со слюной и превращенного в бумажные гнезда – простые, словно чашка, или же сложные, словно космическая станция. Гнездо стало местом, где добыча матери и ее потомство укрыты и защищены от хищников, паразитов, болезней и стихий, когда их покидает мать-охотница.

Первая жалящая оса возникла около 190 миллионов лет назад и была похожа, вероятно, на кого-то вроде Chrysidoidea – эта группа насчитывает 6500 видов, их называют «павлинами мира перепончатокрылых» за восхитительно яркую внешность. История жизни этой первой осы, вероятно, представляла собой хаотичную смесь паразитоидности (эволюционное похмелье ее паразитоидных предков) и охоты (с использованием нового приспособления в осином инструментарии), потому что именно так и живут современные Chrysidoidea. В общей сложности жало состоит на вооружении у более чем 30 000 известных видов ос, которые в большинстве своем являются одиночными – такими же одинокими, как и их паразитоидные предки. Но эти охотники представляют собой весьма пеструю компанию персонажей: охотники на пауков, мучители жуков, массажисты гусениц, ловцы мух и неторопливые падальщики. Жало – это нечто большее, чем просто оружие; это и шампур, на который насаживается добыча, и медицинский шприц: оно вводит консерванты, анестетики, антибиотики и вещества, изменяющие сознание.

Жало приобрело новую функцию у общественных ос – тех, которые живут вместе группами. К ним относятся та самая обыкновенная оса, гостья пикников, и еще шершни, любимцы желтой прессы. Эти насекомые – самые узнаваемые и самые пугающие из всех ос, главным образом благодаря их жалам. Общественные осы используют жало не для того, чтобы парализовать добычу. Им нет необходимости обеспечивать сохранность своих жертв; свежая добыча доставляется по требованию прямо к голодным жвалам личинок колонии. Они могут угостить особенно дерзкую еду небольшим уколом яда, если она откажется подчиняться их правилам, но общественная оса убивает главным образом своими жвалами. Жало общественной осы, наступательное оружие ее одиночных собратьев, превратилось в оборонительное оружие, призванное защищать гнездо-крепость, которое битком набито расплодом и может стать сытной трапезой для зверя или птицы, муравья или рептилии. При первых же признаках нападения на гнездо сотни и даже тысячи рабочих ос готовы встать на защиту своего семейного царства, и не важно, исходит ли угроза действительно от хищника или просто от неуклюжего человека.

Самая известная после жала особенность ос – это эволюция общественного образа жизни. Их общества могут быть так же сложны, как наше (или даже сложнее), и дают кров множеству особей, практикующих целибат – рабочих ос, которые сообща занимаются выполнением задач, необходимых для бесперебойной работы колонии, – и одной или нескольким матерям по призванию – маткам. Способные и неспособные к воспроизводству члены колонии взаимозависимы и совместно функционируют как единая машина – суперорганизм. Медоносные пчелы и муравьи – хорошо известные примеры суперорганизмов, а вот ос редко хвалят за эти же самые эволюционные достижения. Тем не менее лучше всего нам знакомы именно осы-суперорганизмы с их заносчивой репутацией и характерными гнездами в виде мешков из бумаги: шершни и обыкновенные осы, чьи сообщества, как и у медоносных пчел, являются вершиной эволюции общественной жизни. Несмотря на то что дурная слава этих ос гремит по всему миру, их насчитывается всего лишь 74 вида. Это подсемейство общественных ос Vespinae[48], и они возникли в процессе эволюции примерно в то же самое время, когда вымерли динозавры, – около 65 миллионов лет назад. Большинство людей понимает под осами именно этих насекомых, однако они составляют менее 1 % всех видов общественных ос.

Существует еще не менее 1000 видов общественных ос, которые не относятся ни к шершням, ни к обычным осам. И эти осы заслуживают гораздо большего внимания. Около 750 видов «прочих общественных ос» живут такими же простыми и симпатичными семьями, как группы сурикатов в пустыне Калахари. Это бумажные осы (Polistes, Belonogaster, Ropalidia), и их простой образ жизни, возможно, является первой стадией формирования суперорганизма. Столь же очаровательны и даже более просты по своему общественному устройству осы-стеногастрины (Stenogastrinae) из Юго-Восточной Азии, которые эволюционировали в сторону общественного образа жизни независимо от всех прочих общественных ос. Сообщества стеногастрин и бумажных ос, возможно, не так сильно впечатляют своей сложностью и численностью, как сообщества ос-веспин, зато в них бушуют страсти, достойные лучших мыльных опер: на сцене своих открытых картонных гнезд они выкладывают на всеобщее обозрение свою жизнь, соглашения и разногласия, закон и порядок, обман и хитрости. Это насекомые, которые донесли до нас причины эволюции общественной жизни и помогли понять, что же удерживает общество взаимодействующих индивидов на правильном пути. Вообще, если выбирать среди всех общественных насекомых, то у нас, людей, будет больше всего сходства именно с этими осами и их простыми обществами.

Неотропические осы трибы Epiponini – самые загадочные среди общественных ос. Вы, вероятно, даже не слышали о них и вряд ли распознаете в их гнездах осиные постройки, если только не живете рядом с ними. Они строят колонии, похожие на воздушные шары, экзотические фрукты, тыквы, коровьи лепешки, комья грязи, римские вазы и даже ночные горшки. Они изобрели оригами, изготовление бумаги и сложную архитектуру за 150 миллионов лет до того, как появились люди. Их империи населены сотнями тысяч крошечных, но организованных и невероятно работоспособных ос. Их разнообразие, впрочем малоизученное, дает представление о ступенях, которые преодолела эволюция в ходе появления суперорганизма: путь от простой мыльной оперы до «интернета вещей» в исполнении насекомых[49], когда их многочисленные тела соприкасаются, следят, реагируют, приспосабливаются и общаются, образуя органические автоматы нового уровня.

Есть еще один тип общественных ос, о котором мы должны упомянуть: это те, что утратили свои крылья. Вы могли бы назвать их муравьями[50]. Это событие случилось около 100 миллионов лет назад. В наши дни муравьи сохраняют потенциальную способность развития крыльев, но пользуются ими лишь для брачных игр и расселения. В полете муравей оказывается неважным пилотом по сравнению с осой, а его крылья словно спроектированы для неуклюжего аэробуса внутренних авиалиний в отличие от осиных аэродинамических крыльев истребителя. Но это не страшно, ведь крылья муравьям нужны лишь ненадолго. Для муравья-самца крылья – это просто средство достижения цели: найти девственную самку и спариться с ней, распространить свое семя во время неуклюжего брачного полета, после чего самец без лишних церемоний уползает умирать. Единственные самки муравьев, у которых есть крылья, – молодые размножающиеся особи; рабочие муравьи никогда не летают. Размножающаяся самка использует крылья для расселения: новое гнездо лучше устроить на приличном расстоянии от родового гнезда, чтобы избежать конкуренции с собственными родственниками, с которыми у нее общие гены. Как только спарившаяся самка муравья находит место для создания гнезда, она откусывает себе крылья и переходит к наземному образу жизни.

Многие из муравьев сохраняют охотничий инстинкт своих предков-ос, хотя у некоторых вместо него возникло пристрастие к семенам. Но если у ос к общественным насекомым относится менее 1 % видов, то подавляющее большинство муравьев являются общественными. Они строят необыкновенные подземные города, в которых тысячи (иногда миллионы) бескрылых работниц выступают в роли неутомимых роботов, трудящихся на конвейере над размножением копий тех вариантов генов, которые носит вся колония[51]. Благодаря огромному размеру своих сообществ муравьи доминируют в большинстве экосистем суши. Известно, что два самых выдающихся мировых специалиста по биологии муравьев – покойный Эдвард О. Уилсон и Берт Хелльдоблер – утверждали, что совокупная биомасса муравьев на планете превышает биомассу людей[52]. Возможно, так и было до того, как мы стали слишком многочисленными и слишком толстыми. Но общая идея остается в силе: муравьев бесчисленное множество, и их влияние на нашу планету чрезвычайно сильно.

Их экологическое доминирование в современном мире не является чем-то новым: среди ископаемых остатков насекомых возрастом 20 миллионов лет на муравьев приходится 20 %. Они составляют феноменальные 35 % всех насекомых, находимых в доминиканском янтаре, который датируется миоценовой эпохой (от 20 до 5 миллионов лет назад). Эти бескрылые осы – эволюционные гиганты экологического успеха: они придают облик поверхности земли, подповерхностным слоям и пологу леса по всему миру, выполняя функции охотников, пожирателей семян и травы. Они – земледельцы на подземных грибных фермах, выдающиеся навигаторы, переработчики опавших листьев и питательных веществ, кочевники и хранители закона и порядка в обществе.

Ископаемых муравьев известно примерно столько же, сколько ископаемых динозавров: по меньшей мере в 70 местонахождениях по всему миру было обнаружено свыше 750 известных науке видов муравьев, сохранившихся до наших дней[53]. Все, что мы знаем о динозаврах, взято из летописи их окаменелостей: горные породы возрастом 200 миллионов лет показали нам, чем они питались, какую имели окраску и размер и даже как себя вели. Летопись окаменелостей муравьев – столь же богатый палеонтологический плавильный котел, бурлящий подсказками о том, как осы превратились в муравьев. Самые ранние муравьиные окаменелости многообещающе совпадают с датой, которую молекулярная филогения предложила для того момента, когда первая оса стала муравьем. Поэтому можно с уверенностью утверждать, что эти древнейшие окаменелости представляют собой нечто близкое к первому муравью. То, что они нам демонстрируют, достойно научно-фантастического фильма: в меловой период эволюция породила огромное разнообразие муравьев, выглядящих совершенно безумно, и ученые с огромным удовольствием придумывали им имена.

Возьмем, например, «адского муравья» с похожими на косы жвалами, которые угрожающе торчат вверх от линии подбородка. Морфология головного отдела адских муравьев отличает их от всех современных сородичей; это одна из самых необычных разновидностей муравьев, которые когда-либо порождала эволюция. Есть также «муравьи – железные девы», с устрашающими ротовыми органами, которые покрыты шипами и предназначены для обездвиживания добычи. И «чудовищные муравьи», названные так из-за колоссальных передних конечностей, огромных инопланетянских глаз и покрытых многочисленными зубцами жвал, которые широко раскрывались, будто на шарнирах, видимо, для очень крупной добычи. Эти насекомые считаются недостающими промежуточными звеньями между осами и муравьями, и на сегодняшний день они являются самыми дальними родственниками ныне живущих муравьев. Вы, возможно, с облегчением (или некоторым разочарованием) узнаете, что все эти устрашающие существа исчезли во время массового вымирания в конце мелового периода, свыше 50 миллионов лет назад[54].

В наши дни муравьи находятся в эволюционной тени ос. Их ветвь на филогенетическом древе легко потерять из виду, потому что они глубоко увязли в зыбучих песках где-то между осиными красавицами (такими, как изящные и загадочные осы-ампулициды Ampulicidae) и осиными чудовищами (вроде коренастых ос-сколий (Scoliidae), которые охотятся на личинок пластинчатоусых жуков). Вероятно, первый муравей был похож на представителя Sphecomyrminae – Sphecomyrma freyi, обнаруженного в янтаре из Нью-Джерси возрастом 92 миллиона лет, или на ныне вымерших чудовищных муравьев. Все эволюционные претенденты на звание первого муравья, безусловно, обладают общей смесью морфологических особенностей муравьев и ос – можно сказать, это нечто среднее между осами и муравьями.

Что же тогда делает муравья муравьем, а не бескрылой осой? Специалистам по систематике нравится, когда им задают этот вопрос, потому что существуют некоторые очень четко выраженные физические особенности, отличающие их друг от друга. Муравьи – это единственные жалящие перепончатокрылые, у которых есть метаплевральная железа – отверстие в виде щели или прыщика, находящееся на заднем конце грудного отдела тела у рабочих особей и маток. Это довольно хитрое изобретение, поскольку она выделяет целый ряд антибиотиков, помогающих бороться с болезнями в колонии. Она также выделяет химические вещества, используемые для общения. Кроме того, муравьи обладают изогнутыми антеннами («коленчатыми», если вы специалист по систематике муравьев)[55], что стало возможным благодаря удлиненному первому сегменту антенны. Еще одним признаком муравьев является то, что второй сегмент брюшка у них похож на узелок[56] и сужен спереди и сзади; у ос этот сегмент представляет собой всего лишь гладкую и простую талию. Пожалуй, разница между муравьем и осой на самом деле не так уж и интересна (если только вы не специалист по систематике), но из этой информации можно сделать изуверский финальный вопрос для барной викторины.

Просто запомните: муравьи – это такие осы, которых спустили на землю эволюционные инновации. И поскольку о настоящих осах предстоит рассказать еще так много, я не буду больше досаждать вам рассказами об этих нелетающих мутантах. Во всяком случае, не в этой книге.

Сто двадцать четыре миллиона лет назад все пчелы были осами. Но однажды оса разучилась охотиться и приобрела тягу к пыльце – так и родились пчелы. У некоторых из них в процессе эволюции даже появились специальные «седельные сумки» на задних ногах[57], которые помогают переносить пыльцу в гнездо. Пчелы стали хранителями глобальных экосистем в роли опылителей, а их привилегированное меньшинство – почетными друзьями людей в качестве поставщиков меда, воска и других полезных продуктов; однако на самом деле с точки зрения эволюции в пчелах нет ничего уникального: они представляют собой просто специализированную вегетарианскую версию самой большой группы ос – крабронид[58].

Летопись окаменелостей пчел остается отрывочной и скудной по сравнению с летописью муравьев. Большинство вымерших видов относится к одиночным пчелам, тогда как большинство ископаемых образцов представляет рабочих пчел общественных видов, которые жили во влажных лесах и питались смолами (например, безжалые пчелы). Поскольку общественные пчелы эволюционировали лишь через 60 миллионов лет после появления первой одиночной пчелы, ископаемые остатки пчел в большинстве своем не особенно полезны для понимания того, как осы стали пчелами. Несмотря на это, у нас есть два ископаемых претендента на звездную роль «осопчелы» – переходной стадии, связывающей ос с пчелами, – и они происходят из бирманского янтаря, который образовался в тропических лесах 100 миллионов лет назад. Ископаемые Melittosphex burmensis[59] и Discoscapa apicula[60] демонстрируют смесь черт, присущих осе и пчеле, и это позволяет предположить, что они могут быть недостающими звеньями между осами-крабронидами и пчелами. Однако, на взгляд опытных специалистов по систематике, эти два насекомых настолько сильно отличаются друг от друга, что принадлежат к разным биологическим семействам. Более того, у этих семейств нет ныне живущих представителей, что делает их новыми для науки.

Ближайшим ныне живущим родственником пчел среди ос почти наверняка будет оса из семейства Crabronidae (песочных ос), вероятно, кто-то вроде Psenulus[61] – это род, распространенный по всему миру и насчитывающий около 160 видов. Эти одиночные осы охотятся на тлей, которых они парализуют, чтобы обеспечить своих личинок живой добычей. Еще одним кандидатом в ближайшие ныне живущие родственники пчел являются Ammoplanidae – крохотные осы длиной всего лишь 2–4 миллиметра. Это убедительные претенденты, потому что описанные ископаемые «осопчелы» (например, Melittosphex burmensis) также чрезвычайно мелки (около 3 миллиметров). Поскольку цветки начала мелового периода были очень мелкими, логично, если первые пчелы соответствовали им по размерам. Интересно, что Ammoplanidae охотятся на крошечных насекомых, питающихся пыльцой и называемых трипсами. В конце 1960-х годов русский энтомолог Сергей Иванович Малышев предположил, что осы, которые охотились на насекомых, питающихся на цветках, могли оказаться в условиях, необходимых для перехода от добывания мяса к питанию пыльцой. Пятьдесят лет спустя его теория получила наконец кое-какие доказательства[62].

Эти охотники на трипсов уже должны были обладать системой органов чувств, точно настроенной на поиск цветков: это идеальный стартовый инструментарий для протопчелы. Легко представить, как эти осы приносили домой по нескольку зернышек пыльцы в качестве гарнира к хрустящим трипсам. Дальше недоставало только какой-то генетической мутации, которая позволила бы расплоду использовать для питания пыльцу, – и эволюционные семена для появления изначальной пчелы были бы посеяны.

В 2019 году еще один кусок бирманского янтаря возрастом 100 миллионов лет предоставил убедительные доказательства существования осы-опылителя[63]: он явил миру жалящую осу с клубами пыльцы, тянущимися изо рта, и шарик пыльцы, припасенный внутри ее тела – прямое доказательство того, что она питалась пыльцой. Оса выглядела не похожей ни на что ранее известное, обладала некоторыми предковыми или примитивными чертами и не входила ни в одну из основных групп современных жалящих ос. Исследователи назвали ее Prosphex anthophilos, выделив новый род Prosphex (pro- означает «первый» или «до», – sphex – «оса»).

Ученые объявили открытие беспрецедентным – это было самое раннее прямое свидетельство опыления этим насекомым цветкового растения. В свете замечательной истории совместной эволюции цветковых растений и их опылителей-насекомых это открытие действительно было эпохальным. Но не менее важно здесь и то, что оно доказало: осы научились собирать пыльцу как минимум тогда же, когда появились пчелы, примерно в то время, когда начало повышаться разнообразие цветковых растений. Это бесспорное прямое доказательство того, что потомок хищника способен эволюционировать в сторону питания пыльцой.

Возможно, нам не стоит так удивляться тому, что жалящие осы дали начало некоторым суперспециалистам по опылению. Осы обладают множеством отличительных особенностей и форм поведения, которые могли служить преадаптацией для превращения в успешных опылителей. Это настоящие асы с отличной памятью: способность долго оставаться в полете, выстраивать маршрут и запоминать ориентиры (необходимые для того, чтобы в течение нескольких месяцев строить и снабжать пищей множество гнезд) могла дать им физический и когнитивный инструментарий для того, чтобы находить хорошие источники пыльцы и возвращаться к ним до тех пор, пока они не истощатся. А жало – что может быть лучше для самозащиты, когда добываешь пищу на всем заметных цветках? Неудивительно, что многие сотни мух, жуков и бабочек, посещающих цветки, имитируют фирменный желто-черный наряд осы. Обладая скоростью, умом и способностью защищаться, оса, превратившаяся в пчелу, была хорошо подготовлена к тому, чтобы посвятить цветам всю свою жизнь.

Осы – древние существа. Осы разнообразны, причудливы и красивы. Вероятно, их видов на этой планете больше, чем видов любых других насекомых (или любых животных, если уж на то пошло). Без ос у нас не было бы ни муравьев, ни пчел. Их эволюционная история еще загадочнее и заманчивее, чем бабушкина шкатулка с пуговицами для маленького ребенка. Так давайте же прямо сейчас откроем эту шкатулку и чуть подробнее изучим бесконечную череду форм ос.

2

«Заклинатели ос» и их идеи фикс

Это будет история племени троглодитов, что ведут любопытную жизнь, – в каком-то смысле самых замечательных среди всех, кто наследует землю Шестиногих. Это будет правдивая история… история об умелых охотниках и искусных домостроителях, о трудолюбивых матерях и ленивых отцах, о затейливых ремеслах и странных обычаях, о мире и о войне[64].

Эдвард Г. Рейнхард. Очарование ос (The Witchery of Wasps, 1929)

Чем больше мы вторгаемся в природу, тем больше злимся на нее, когда она нам мешает. Природа – это незваный гость в доме, изъян в наших идеальных садах, корчеватель наших бетонных джунглей. За жалобами на то, как природа нарушает наш стерильный порядок, мы упускаем из виду большую часть красоты, которая находится у нас под носом. Возможно, именно поэтому в настоящее время многие люди узнают среди ос лишь общественных ос – докучливых гостей на наших пикниках, обитателей чердаков, «шершней-убийц», – потому что именно этих ос мы замечаем, когда наши с ними пути пересекаются. И ужасно жаль, что мы не уделяем больше внимания остальным 32 000 видам ос – одиночным осам, которые составляют 97 % всех видов жалящих ос в мире. Возможно, летом вы видели этих одиночных насекомых, роющихся на песчаных насыпях или раскапывающих щели каменных стен и мощеных двориков. И возможно, вы приняли их за пчел.

Похоже, что наш взгляд на природу ос не так давно стал ограниченным и искаженным злостью. Труды ранних натуралистов изобилуют восторженными описаниями поведения одиночных ос. В XIX и начале XX века они были любимцами натуралистов-аристократов. Давно не переиздающиеся труды этих леди и джентльменов таят в себе жемчужины, которые показывают, что мы не всегда были такими невежественными и зашоренными в своих представлениях об осах. Эти натуралисты начали раскрывать бесконечность форм одиночных ос почти 200 лет назад. Их добросовестная одержимость дала нам ту естественную историю, что нужна современным ученым в качестве руководства, потому что в наши дни мало у кого хватает терпения посвящать свое время одиночной осе[65].

Жизнь одиночной осы предсказуема и циклична: она роет нору с одной или несколькими расплодными ячейками, набивает ее добычей, которую поймала сама, откладывает яйцо, а затем запечатывает ее и покидает навсегда. Ни капли не тоскуя по своему покинутому отпрыску, она немедленно начинает рыть очередную нору. Затем все повторяется. И опять повторяется. У нее не так много возможностей поработать над своими навыками общественной жизни. Она никогда не встречается со своим потомством, потому что оно появляется на свет спустя долгое время после того, как она исчезла. Она редко общается с другими матерями, кроме тех случаев, когда устраивает выволочку незваной гостье, намеревающейся украсть ее добычу. Она вступает в половые отношения, хотя, вероятно, всего лишь один раз, накапливая в своем мешочке для хранения спермы достаточно семени, чтобы хватило на всю ее дальнейшую недолгую жизнь[66].

Помимо того, что такая оса несоциальна, она еще и смертельно опасна, если вы – членистоногое. Одиночные осы – это одни из самых изобретательных палачей планеты. Безмолвные убийцы. Жалящий аппарат самки вырабатывает химический коктейль из токсинов, ферментов и аминов, который одновременно и парализует добычу, и впрыскивает ей противомикробные препараты. Яд – это и орудие охоты, и консервант, сохраняющий жертву живой – в виде беспомощного, но здорового мешка с живыми питательными веществами, который легко доставить в нору и складировать. На протяжении нескольких недель зреющее потомство осы питается еще живой добычей.

Наша убийца-одиночка, доведенная до совершенства естественным отбором, нетороплива, искусна и педантична. Эволюция не терпит неуклюжих и беспечных одиночных ос, ведь она так усердно поработала, чтобы дать ей идеальный охотничий инструментарий, позволяющий вводить химический коктейль для долгого и беспробудного последнего сна. Еще эволюция получила немало удовольствия, создавая разнообразный набор стилей и стратегий убийства для этих многоликих мастериц, изменчивых, как хамелеон. Одиночные осы носят множество обличий, и каждая из них, стремясь стать лучшей матерью-одиночкой, о какой только может мечтать дитя, владеет собственным зловещим арсеналом трюков и ролей.

Нетрудно понять, почему эти первые натуралисты – назову их «заклинателями ос» – были настолько увлечены тем, как осы охотятся, как убивают и что делают со своими жертвами. Витиеватые и занимательные тексты заклинателей ос описывают, как эти насекомые элегантно охотятся, милосердно убивают и со вкусом сохраняют добычу. В эпоху, предшествовавшую появлению кинематографа, наблюдение за одиночными осами было лучшим развлечением в жанре остросюжетного триллера. Можно заметить в их поведении кое-какие неприятные параллели с убийцами в нашем мире, но в отличие от типичного убийцы из рода человеческого одиночная оса проявляет заботу о своей жертве: она кровно заинтересована в том, чтобы обращаться с жертвой нежно, милосердно и заботиться о ее комфорте и здоровье. Медленная, контролируемая смерть жертвы дает жизнь собственному потомству осы.

«Заклинатели ос» не извиняются за то, что наделяют свои игрушки-насекомых индивидуальностью, но они ни в коей мере не подразумевают наличие у насекомых какого-либо логического мышления[67][68]. В защиту натуралистов я могу лично засвидетельствовать, что при наблюдении за одиночными осами бессознательный антропоморфизм неизбежен. Трудно не привязаться к ним так, как мы привязываемся к другу или даже к врагу.

Заброшенные книги, забытые сказки, пыльные истины и наблюдения; пришло время услышать шепот из могил этих натуралистов прошлого, одержимых одиночными осами. Чему же мы научились у этих «заклинателей ос» из прошлого и воздали ли мы должное с точки зрения науки тем сокровищам, которые они оставили нам в наследство?

I

Пожалуй, Жан-Анри Фабр – это самый знаменитый среди «заклинателей ос». Этот француз разрушил стереотип о натуралистах XIX века – он не был состоятельным представителем привилегированного сословия. Фабр вырос в бедности в 1820–1830-е годы, но, движимый страстью и упорством, самостоятельно изучал энтомологию. По профессии он был учителем, однако больше всего известен своими наблюдениями и экспериментами над насекомыми, которые опубликовал в десяти книгах. Работу Фабра заметил Чарльз Дарвин, и, как полагают, она оказала влияние на собственные труды последнего, несмотря на решительные возражения Фабра против теории эволюции путем естественного отбора. Из «Инстинкта и нравов насекомых» сложилось исходное собрание работ Фабра о насекомых, которое затем в период с 1879 по 1909 год многократно переиздавалось. В книге 31 глава об осах, но эти материалы по-настоящему стали достоянием общественности только после того, как Александр Тейшейра де Маттос перевел их на английский язык и выпустил в виде книги под названием «Осы-охотники» (The Hunting Wasps) и ее оригинально озаглавленного продолжения «Еще об осах-охотниках» (More Hunting Wasps) в 1915 и 1920 годах соответственно[69].

Эти книги – настоящее цунами из науки, одержимости и комедии. Несмотря на то что слог Фабра эксцентричен и эмоционален, за каждой подробностью стоит наблюдение, а благодаря своей стеклянной наблюдательной камере он сумел изложить полученные результаты с известной степенью достоверности. Я не извиняюсь за то, что предпочитаю выбирать из работ Фабра самые яркие эпизоды, полные увлеченности и восхищения, потому что из всех «заклинателей ос» именно он громче всех взывает из потустороннего мира к современным своим коллегам.

Фабра очаровало жало. И это совершенно оправданно, поскольку без своего жала одиночная оса – не охотник: это приспособление, с помощью которого она пускает в ход свою магию убийцы. Оно вводит яд – коктейль из химических веществ, необходимый для превращения добычи в беспомощную, парализованную, но прекрасно сохраняющуюся продуктовую кладовую, в которой хранятся все питательные вещества, необходимые для осиного потомства. Фабр назвал жало «стилетом матери», возможно, имея в виду ужасное колющее оружие средневекового убийцы.

Жан-Анри Фабр, изучающий насекомых в колоколообразной наблюдательной камере (Granger/Alamy Stock Photo)

Тот, кого жалила оса (или пчела, если уж на то пошло), ни с чем не спутает это ощущение от укола и жгучую боль (кстати, неслучайно в разных языках слово, обозначающее жало, родственно словам, означающим укол или острый предмет). Боль усиливается из-за локального характера введения яда (укол жалом в палец особенно мучителен – настолько велика там концентрация нервных окончаний) и разливается по телу, словно тьма Саурона. Далее начинается зуд, который иногда не проходит несколько дней. И это еще хороший исход – у некоторых людей яд вызывает всплеск иммунной реакции организма, который требует срочной госпитализации, а порой, к сожалению, даже приводит к смерти. Но, как правило, столько неудобств причиняют нам только жала общественных ос.

Один из самых частых вопросов, которые мне задают: «Как вытащить жало?» Отвечу раз и навсегда: только медоносные пчелы, ужалив человека, оставляют в нем жало. Прочие 22 000 видов пчел и 32 000 видов ос в большинстве своем достаточно здравомыслящи, чтобы сохранить свое жало неповрежденным для последующего использования[70]. Почему у рабочих пчел в процессе эволюции возникло такое саморазрушающее поведение, что они, ужалив кого-то, вырывают себе внутренности, – этот вопрос пока остается без ответа[71]. Оставит ли насекомое в вас свое жало, зависит от морфологии жала. Я понимаю, что жало не самая приятная тема для разговора. Однако, поскольку оно является важнейшим инструментом в арсенале ос, эволюция уделила достаточно много внимания тому, чтобы этот орган как нельзя лучше соответствовал множеству различных способов охоты, которыми пользуются эти насекомые.

Вспомните, что происхождение жала кроется в оболочке приспособления для кладки яиц паразитоидного наездника, обладавшего не настоящим жалом, а лишь длинным изящным яйцекладом, который он использовал для доставки яиц (и небольшого количества яда) на поверхность или внутрь тела добычи. Чтобы доставить потомство наездника к труднодоступной добыче, его яйцекладущий аппарат должен быть длинным и эластичным. Так как же рабочий инструмент материнской любви превратился в приспособление для убийства?

Преобразованный в оружие яйцеклад короток по сравнению со своим более мягким предком: гибкая трубка для кладки яиц может быть в восемь раз длиннее тела наездника, но современная «военизированная» версия редко оказывается длиннее брюшка осы. Таким образом, ответ по крайней мере отчасти лежит в области физики: усилие, необходимое для прокалывания кожи жертвы, согнет даже умеренно длинное жало, особенно когда добыча извивается и стремится ускользнуть.

Типичное осиное жало состоит из жестких кутикулярных пластинок, по которым можно вводить яд, окруженных гибкими мембранами. Жесткая «жалящая насадка» называется собственно жалом, и это далеко не простое острие. Оно состоит из двух палочковидных структур (стиллетов), соединенных посредством хитроумного скользящего блокирующего механизма, и прикреплено к кутикулярным базальным пластинам. Жало может выглядеть как изогнутая коса, прямой кинжал или подпружиненная стрела. Оно бывает и гладким, и с мелкими или крупными зазубринами. В исходном состоянии оно слегка изогнуто, но у некоторых видов (например, у мутиллид – «вельветовых муравьев», которые, кстати, являются осами, а не муравьями) жало может сворачиваться внутрь тела.

Когда стержень не используется, он аккуратно уложен в футляр. У разных видов жало и футляры сильно различаются формой, размерами и подвижностью. Именно во взаимодействии между футляром (и, в частности, затвердевшей складкой под названием третья створка жала) и собственно жалом скрыты инженерное чудо и успех охотника. Футляр выполняет множество функций: он очищает стержень жала и защищает его от повреждений, а у некоторых видов придает стержню прочность и жесткость, нужную для самозащиты. Но что особенно важно, он обеспечивает хитроумную биомеханику, необходимую для нацеливания стержня, чтобы он вонзился в жертву строго в нужном месте, рядом с нервной системой, и доставил жгучий сюрприз. Такой точности способствуют сенсорные рецепторы, которые осы-охотники унаследовали от своих паразитических предков; эти же рецепторы помогают определить место, которое должна буравить оса, обладающая яйцекладом. Примечательно, что мышцы совсем не управляют футляром. Считается, что вернуться в исходное положение после нанесения укола ему помогают белки: это настоящий образец инженерных инноваций и изобретательности и та сторона биологии ос, которая еще ожидает внимания ученых[72][73].

Особого упоминания заслуживает жало осы Oxybelus (острогрудки), охотящейся на мух. Осы в большинстве своем переносят добычу в логово при помощи ног или жвал. Oxybelus пользуется для этого собственным жалом, накалывая на него парализованную жертву, чтобы перенести ее в свою нору: это идеальная рогатина для убийцы, любезно предоставленная эволюцией. Она охотится на мелких мух, которых ловит на лету. Ужалив муху, она подгибает брюшко под туловище, втыкая жало в мягкую перепонку у основания передних ног мухи.

Что подвигло первую острогрудку к гениальной идее воспользоваться своим жалом для переноски добычи? Мог ли чрезмерно сильный парализующий укол привести к случайному накалыванию жертвы на жало? Эволюция будет благоприятствовать той форме поведения, которая делает охоту более успешной. Но использование жала в качестве «вещмешка» наблюдалось лишь у немногих видов, и все они принадлежат к этому единственному роду песочных ос Oxybelus; похоже, что переноска добычи в вещмешке убийцы – это довольно сложная задача для эволюции. Это не чисто поведенческая инновация: для этого также потребовались кое-какие точно выверенные изменения в морфологии жала. Секрет переноски мух заключается не в более крепком жале, а в том, что оно лучше приспособлено к механическим нагрузкам. У таких ос чуть более (но заметно) изогнутое жало, чем у их родственников, которые не умеют накалывать на него мух. Хитрость в самом кончике жала – там есть участок, который зацепляет муху. Еще на стержне жала есть несколько зазубрин, которые, вероятно, помогают удерживать груз на месте. Эти модификации позволяют изменить распределение напряжения от механической нагрузки – еще одно биомеханическое решение, которое предложили осы[74].

Возможно, стилет убийцы – отличное сравнение для осиного жала. Всевозможные формы жала – это вариации на одну и ту же тему, которые соответствуют собственному стилю осы, решившей им воспользоваться. Но механика и внешний вид жала – это лишь начало истории. Секреты одиночных ос скрыты внутри их жала.

II

Даже самому увлеченному энтомологу сложно ориентироваться во всем огромном разнообразии жизненных циклов, поведения и экологии одиночных ос: их 32 000 видов, на любой вкус и цвет. Но как же разобраться в них? К услугам натуралистов конца XIX и начала XX века была книга «Происхождение видов» (опубликованная в 1859 году), в которой Дарвин пришел к использованию генеалогического древа для анализа эволюционных взаимосвязей. И действительно, в 1866 году можно было увидеть первые филогении на основе дарвиновского учения, опубликованные немецким зоологом Эрнстом Геккелем в книге «Общая морфология организмов». В этом знаковом для эволюционной биологии издании Геккель предложил свой биогенетический закон, сделав знаменитое заявление, что «онтогенез повторяет филогенез». Под этим он подразумевал, что организмы следует группировать на основе их генеалогического развития (от предка к потомку), а не типологической классификации, которая основывается на общих признаках и не учитывает особенностей, унаследованных от общего предка.

Эволюционные генеалогические древа Геккеля выглядели элегантно и стилизованно: родословную человека он изобразил на крепком дереве наподобие баобаба, толстый ствол которого подчеркивал значимость венчающего крону человека. Древа для других организмов напоминали тонкие и гибкие водоросли, которые треплют волны. К сожалению, в конце 1800-х и начале 1900-х годов не было составлено даже самого обобщенного эволюционного древа перепончатокрылых, не говоря уже о конкретной ветви ос-охотников. Поэтому первым натуралистам пришлось брать дело в свои руки и придумывать, как разобраться в этих насекомых, столь многообразных Если руководствоваться естественной историей, которую они наблюдали, то что могло быть логичнее, чем группировать одиночных ос в соответствии с типом добычи?

В целом одиночные осы охотятся на самых разных существ, среди которых гусеницы, сверчки, тараканы, мухи, пауки и даже жуки-долгоносики. Но достаточно лишь слегка поскрести систематику, и обнаружится замечательная закономерность: они верны своей добыче. На уровне семейства, подсемейства, рода или даже вида одиночные осы – специализированные убийцы. Огромное значение, которое придавали первые «заклинатели ос» типу добычи в качестве способа упорядочить бесчисленное множество ос-охотников, очевидно из их трудов. Множество книг и глав было посвящено тем или иным осам в зависимости от того, на кого они охотятся, от «Филанта – пчелиного волка» (Fabre, 1879), «Охотников на пауков» (Peckham and Peckham, 1905)[75] и «Охотников на букашек» (Peckham and Peckham, 1899)[76] до многочисленных глав, названия которых отражают других противников ос, наподобие гусениц, кузнечиков, жуков и мух, – и не последней среди них будет глава «Тринадцать способов унести мертвую муху»[77], написанная энтомологом Говардом Эвансом в 1963 году. «Заклинатели ос» строили свои истории на таксономии добычи, а не самих ос.

Именно эта верность добыче так привлекла Фабра к одиночным осам. Все начинается с неожиданного сетования в первой главе «Инстинктов и нравов насекомых» о том, как плохо ему платят, несмотря на прекрасное образование. Но Фабр с радостью отвлекается от этой несправедливости, читая об осе церцерис-златкоубийце, которая охотится на прекрасного изумрудно-золотого жука-златку Buprestis: «И так я забыл о бедности и тревогах профессорской жизни»[78]. Очерк, который читал Фабр, принадлежал перу отца энтомологии Леона Дюфура (1780–1865)[79] и описывал, как он сотнями выкапывал жуков-златок из земляных нор осы Cerceris. За 20 лет Дюфуру удалось обнаружить всего лишь одного такого жука на поверхности земли, однако здесь он писал о сокровищах, зарытых у него под ногами, – о несчетном количестве драгоценностей. Что еще более примечательно, в какой бы уголок страны он ни отправлялся в поисках кладов Cerceris, все найденные им жуки принадлежали к одному и тому же роду Buprestis. «Наша мудрая оса не сделала ни одной самой ничтожной ошибки», – сказал Дюфур об этом замечательном открытии.

Интерес Фабра к насекомым восходит к его раннему детству, когда он с удовольствием коллекционировал пчел, жуков и бабочек, однако чтение рассказа Дюфура о собирающей жуков осе Cerceris стало для Фабра осиным озарением, и этот фрагмент его книги стоит процитировать полностью: «Новый свет вспыхнул впереди: со мной случилось своего рода душевное откровение. Стало быть, наука заключала в себе нечто большее, чем простое укладывание красивых жуков в пробковую коробку, присвоение им имен и их классификацию; здесь было нечто гораздо более тонкое: тщательное и проводимое с любовью исследование жизни насекомых, изучение строения, а в особенности – способностей каждого из видов»[80].

Не слишком ли удобна такая картина верности добыче, созданная ранними натуралистами? Это просто красивая история или же эти одиночные осы действительно настолько верны своему виду пищи? Старые книги всколыхнули мое любопытство, и я решила вместе с двумя коллегами, Алессандро Чини и Райаном Броком, порыться в литературе и определить добычу для как можно большего числа видов одиночных ос[81]. Перебрав 25 000 указаний для 15 семейств ос[82] и расплатившись за это значительными болями в спине впоследствии, мы составили схему отношений «хищник – жертва» для одиночных ос. «Заклинатели ос» были правы: представители большинства этих семейств ос (10 из 15, по которым мы нашли данные) охотились на добычу, принадлежащую к одной таксономической группе. Некоторые питали пристрастие к строго определенному роду или виду; другие обладали несколько более разносторонними вкусами, но все же ограничивались добычей из одного семейства или отряда. Верность добыче у одиночных ос – это не энтомологический миф.

Секрет охотничьего успеха и таланта осы заключается в способе охоты и активных компонентах ее яда. Одиночной осе может потребоваться парализовать добычу, вес которой в 15 раз превышает собственный; возможно, именно поэтому неудивительно, что активные молекулы их ядов представляют значительный фармакологический интерес для нас, людей. Лечение ядом насекомых практиковалось в древности в Греции, Китае и Египте, но, если не считать всплеска интереса к «апитерапии» в XIX веке, до недавнего времени его польза для здоровья человека была изучена на удивление мало. Первые натуралисты четко осознавали, что яд осы – это довольно специфичное вещество, но им мало что было известно о его составе и механизме действия.

К 1950-м годам биохимики начали экспериментировать с осиным ядом и идентифицировали некоторые из его ключевых ингредиентов: гистамины и полипептиды под названием кинины. Современные научные методы помогли перевести исследования ядов из алхимической кухни биохимической лаборатории в область ведения генетики, показав нам, как насекомое синтезирует яд, как меняется его состав у разных видов и каковы его активные составляющие – белки. Компоненты яда в настоящее время широко используются для лечения таких воспалительных заболеваний, как ревматоидный артрит и тендинит; растет интерес к их использованию для лечения заболеваний, связанных с иммунитетом, и даже для лечения опухолей. Неудивительно, что лучше всего изучен яд самых агрессивных общественных ос, который дал нам информацию, жизненно важную для лечения людей с сильными аллергическими реакциями.

Похоже, что пчелиный и осиный яды обладают множеством общих химических и биологических свойств: в их состав входят белки и нейротрансмиттеры вроде серотонина, гистамина, дофамина, норадреналина и адреналина. В сущности, пчелы – это всего лишь осы-вегетарианцы, которые обязаны основой своего ядовитого коктейля своим эволюционным осиным корням. Полезные компоненты пчелиного яда включают такие пептиды, как мелиттин и апамин, которые обладают противовоспалительными свойствами. Но с экологической точки зрения яд пчел менее интересен, чем яд ос, потому что пчелы используют яд только для защиты, тогда как осы используют свой яд еще и для охоты. Таким образом, несмотря на то что пчелиный яд содержит интересные и полезные составляющие, биохимические свойства осиного яда, вероятно, еще более интересны и еще более полезны – особенно яда одиночных ос, которым необходимо так аккуратно парализовать и сохранять свою добычу.

Если смотреть с точки зрения биохимии, будет ли вещество, необходимое, чтобы идеально парализовать кузнечика, тем же самым, которым можно вырубить паука? Что же это за тонкая алхимия, которая превращает одну осу в умелую убийцу гусениц, а другую – в повелительницу мух? Почему яд одних видов парализует полностью и навсегда не только предпочитаемую осой добычу, но и других беспозвоночных (например, у пчелиного волка Philanthus), тогда как яд других видов вызывает лишь временный паралич (например, у охотящихся на пауков ос Homonotus)? Сила яда также определяет, в какую часть жертвы необходимо наносить укол жалом: слабый яд нужно вводить в нервные центры или рядом с ними; если же яд сильный или длительно действующий, то подобная точность, возможно, не требуется. Во всяком случае, такова теория.

Предположение о возможности использования яда одиночных ос в фармакологии исследователи впервые высказали в 1980-е годы, когда перед ними начал открываться доступ к технологии, необходимой для изучения активных ингредиентов яда. Тем не менее яд одиночных ос и его влияние на их поведение и экологию остаются малоизученными[83]. Это очень обидно, потому что расшифровка его химического состава может дать представление о параллельной эволюции инструментария хищника (его яда) и физиологии его жертвы. Могут ли эти знания потенциально раскрыть такие биохимические секреты, как создание пестицидов, действующих на строго определенные виды членистоногих вредителей? Представьте себе лаборатории, специализирующиеся на синтезе компонента осиного яда, парализующего добычу. Там можно было бы заказать биомиметический пестицид, воздействующий исключительно на садовую тлю или гусениц бабочки-капустницы – или если вы чуточку страдаете арахнофобией, то на домовых пауков.

Есть два компонента осиного яда, которые, по мнению ученых, имеют значение для медицины. Первый – это брадикинины. Это пептиды (цепочки пептидов образуют белки), которые вызывают воспаление. Это свойство может быть весьма полезным: оно делает их удобным инструментом в медицине. Например, брадикинины вызывают вазодилатацию (расширение артерий), и препараты, стимулирующие активность этих пептидов, могут использоваться для лечения повышенного кровяного давления. Брадикинины также используют при работе с пациентами интенсивной терапии, чтобы помочь кровеносной системе быстро доставлять лекарства по всему организму. Но у них есть и темная сторона: брадикинины могут вызывать боль, потому что кровеносные сосуды подвергаются расширению и их проницаемость повышается, что ведет к воспалению окружающих тканей.

Брадикинины были открыты в 1949 году, когда команда под руководством бразильского фармаколога Маурисиу Роша-и-Силвы случайно обнаружила их в ходе изучения змеиного яда. В это время ямкоголовые змеи были причиной масштабных клинических проблем для работников на сахарных и кофейных плантациях в штате Сан-Паулу, родном для Роша-и-Силвы. Однажды к нему в лабораторию доставили ямкоголовую змею, чтобы пронаблюдать на собаке, как протекает сосудистый шок под действием змеиного яда. Роша-и-Силва рассчитывал установить, что причиной мышечных сокращений у собаки будет гистамин или ацетилхолин – таково было понимание действия яда в 1940-е годы. Однако, когда яд добавляли в дефибринированную кровь, он вызывал всплеск активности, который нельзя было объяснить этими химическими веществами. Более того, начало всплеска активности происходило с достаточно значительной задержкой, при медленном сокращении мышц. Роша-и-Силва назвал фактор, вызывающий эту активность, брадикинином[84].

Несколько лет спустя, в 1954 году, двое химиков извлекли резервуар ядовитой железы из нижней части тела живой (но охлажденной) общественной осы Vespula vulgaris. Подобно Роша-и-Силве, исследователи хотели выяснить, можно ли объяснить действие яда высвобождением гистаминов, но они также предполагали, что этим дело не ограничится, – что существует некий «чрезвычайно мощный неопознанный компонент», который вызывает с задержкой медленное сокращение мышц. Звучит знакомо, верно? Они пришли к выводу, что это было химическое соединение, похожее на брадикинин[85] и обладающее свойствами, аналогичными описанным Роша-и-Силвой и его коллегами за несколько лет до этого. Эти соединения стали известны как «осиные кинины», но позже получили более общее обозначение брадикинина.

В настоящее время хорошо известно, что брадикинины являются ключевым нейротоксическим компонентом яда ос. Они дают охотнику возможность убедиться, что его жертва надлежащим образом парализована. Сразу после инъекции брадикинины вызывают расслабление гладкой мускулатуры жертвы, заставляя ее мышцы сокращаться медленнее и нарушая работу нейромедиаторов в центральной нервной системе насекомого. Результатом становится успешное подавление нервной активности жертвы[86]. У муравьев также есть «осиные кинины», которые они унаследовали от своих предков-ос и сохранили для охоты. Однако пчелы, похоже, их утратили. Это простительно, поскольку синтез нервно-паралитического вещества, которое парализует живые ткани, вряд ли можно считать важным приспособлением для сбора пыльцы. Интересно, однако, что не у всех ос есть эти волшебные пептиды. По всей видимости, апоидные осы (песочные осы Crabronidae и роющие осы Sphecidae), Eumeninae (например, пилюльные осы) и Pompilidae (охотники на пауков) не имеют в своем яде брадикининов, но им все равно удается успешно парализовать свою жертву. Пока неясно, какие составляющие их яда используются для этого.

Сколия-гигант – европейский вид сколиевых ос, самая крупная оса в Европе. Фабр описывал ее как чудовище, «высасывающее душу» своей жертвы. И он не слишком преувеличивал: это чрезвычайно устрашающие на вид насекомые, которые иногда вызывают панику, поскольку их принимают за крупных общественных ос вроде шершней рода Vespa. Эти коренастые сколииды с большим брюшком (у них нет удлиненной «супермодельной» тонкой талии, как у их более элегантных родственниц) большую часть времени роются в земле в поисках личинок пластинчатоусых жуков. В 1980-е годы сколия-гигант стала главной героиней серии значимых работ, в которых было показано на примере тараканов, как кинины ос способны необратимо блокировать синаптическую передачу между нервными клетками. Интересно, что брадикинины нарушают работу тех же самых нейронных путей, которые являются мишенью для группы широко используемых пестицидов (известных как неоникотиноиды), ставших причиной сокращения популяций насекомых-опылителей по всему миру. В настоящее время имеются неопровержимые доказательства того, что эти пестициды оказывают пагубное воздействие на когнитивные функции насекомых. «Осиные кинины» и пестициды воздействуют на одни и те же нейронные механизмы насекомых. Похоже, что фармацевтическая промышленность случайно раскрыла фармакологические секреты яда одиночной осы, даже не отдавая себе в этом отчета.

Значимость брадикининов выходит далеко за рамки изучения осиного яда. Считается, что они играют определенную роль в объяснении ряда серьезных симптомов, наблюдавшихся у пациентов с COVID-19 во время пандемии 2020–2021 годов. Вирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, нарушает в организме баланс двух ферментов, которые регулируют кровяное давление (АПФ и АПФ2). Попадая в организм, вирус SARS-CoV-2 запускает снижение концентрации АПФ. Поскольку ферменты АПФ разрушают брадикинины, в результате их дефицита брадикинины начинают накапливаться, вызывая воспаление в инфицированных вирусом и соседних с ними клетках. Это явление получило название брадикининовый шторм из-за наличия положительной обратной связи: воспаленные клетки запускают изменения содержания брадикинина и стимуляцию рецепторов, что приводит к еще более серьезному воспалению.

Анализ данных последовательности генома, полученных от тяжелобольных пациентов с COVID-19 в Ухане (Китай), выявил, что экспрессия генов в клетках их дыхательных путей демонстрировала снижение концентрации АПФ и повышение – АПФ2. Это же исследование обнаружило усиление синтеза гиалуроновой кислоты в клетках легких. Гиалуроновая кислота – это важная «слизь», которую вырабатывает человеческий организм; она содержится в хрящах, глазах, коже и является высокогидрофильным компонентом, способным поглотить воды в 1000 раз больше собственного веса с образованием желеобразного «гидрогеля». В нужном месте она полезна. Но если события происходят в эпицентре брадикининового шторма, просачивание этой жидкости в легкие может объяснить, почему пациентам с COVID-19 трудно дышать[87][88].

Брадикинины не единственный заслуживающий внимания тип химических соединений из алхимического котла осиного яда. Токсичный пептид мастопаран – один из наиболее изученных компонентов яда осы в силу своих антимикробных, противовирусных свойств и потенциальной роли в лечении рака. Для раковых клеток мастопаран токсичнее, чем для нормальных. Каким именно образом он взаимодействует с этими клетками, зависит от типа клеток, но обычно он прилипает к клеточной стенке, образуя временные поры. Тем самым он вызывает излияние содержимого клетки сквозь клеточную стенку, и наступает ее гибель. Испытания in vitro на мышах показали, что он успешно убивает раковые клетки. Но использовать яд непросто: он очень токсичен, причем не только для раковых клеток. К тому же в крови он быстро разлагается, что затрудняет его использование для борьбы со строго определенными клетками.

Ученые начали решать эту проблему, снабдив яд носителем (полимером или липосомой), который может дольше циркулировать в организме и накапливается преимущественно в месте расположения опухоли. Исследователи разработали «Митопаран», аналог мастопарана, воздействующий на раковые клетки молочной железы, подобно своему предку, созданному осами. Прикрепленный к полимерному носителю, «Митопаран» остается неактивным, но после высвобождения в месте расположения опухоли он активируется, проникает в клеточные стенки и вызывает гибель опухолевых клеток[89].

Не все одиночные осы полностью парализуют свою добычу. Возможно, самым известным примером такого рода является зомбирование американского таракана Periplaneta americana роющей осой Ampulex compressa. Будучи в несколько раз меньше своей добычи, оса не может унести или даже уволочь жертву в свою нору. Вместо этого в процессе эволюции она приобрела хитроумный способ манипулировать тараканом так, чтобы тот сам шел в собственную подземную гробницу.

Она наносит всего два укола жалом. Первый – довольно грубый укол в грудной отдел тела, предназначенный для того, чтобы вывести жертву из строя, временно парализовав ее передние ноги. Когда таракан обездвижен, можно ввести второй, более ядовитый укол жалом прямо в его мозг, и после него начинает действовать зомбирующая магия, изменяющая его поведение. Нейротоксичный коктейль блокирует рецепторы нейромедиатора, участвующие в таких сложных движениях, как ходьба, и это превращает таракана в раба-зомби, который способен лишь ходить, но не способен сопротивляться приказам своей повелительницы. Держа таракана за усики, как за поводок, оса-повелительница ведет его, словно хорошо обученного пуделя, в подземные ясли для осиных малышей. Химический коктейль из ядов осы-ампулекса – это один из самых замечательных ядов среди всех ос-охотников; он создает тщательно выверенное равновесие, делающее добычу достаточно беспомощной, чтобы увести ее в могилу, но при этом достаточно живой, чтобы она оставалась свежей и сочной и служила кормом для потомства осы – орган за органом.

Если бы Леон Дюфур и его осы Cerceris, собирательницы сокровищ, не убедили Жан-Анри Фабра стать заклинателем ос, то это, несомненно, сделала бы химическая магия яда одиночной осы. Вообще, мне кажется, он даже на том свете услышал о таком увлекательном открытии.

III

Оса пчелиный волк[90] названа очень метко, так как многие виды ее рода Philanthus охотятся на пчел с поистине волчьим аппетитом. Поскольку многие так любят пчел и ценят их за пользу, которую они приносят, я пойму, если перспектива узнать об этих специализированных убийцах пчел вызовет у вас некоторый дискомфорт.

Европейский филант Philanthus triangulum охотится на медоносных пчел[91]. Жан-Анри Фабр был очарован «убийцей пчел», как он называл эту осу, и получал огромное научное удовольствие, когда помещал ее под свой знаменитый стеклянный наблюдательный колокол вместе с несколькими медоносными пчелами, а затем усаживался поудобнее и наблюдал за спектаклем. Оса и пчела сражаются, словно гладиаторы, катаясь по колоколообразной камере брюхо к брюху; оса сражается «с угловатой неловкостью ребенка, который нянчит куклу», пока не выпрямляется в «великолепной» позе с оседланной ею пчелой под ней и подгибает брюшко вверх, чтобы ужалить ее «под подбородок».

Фабр утверждал, что ее метод уникален среди ос-охотников, и приложил немало усилий, чтобы обнаружить точное место нанесения укола на подбородке пчелы, «изъян в панцире». Но еще более примечательно, подумал Фабр, что в отличие от других ос самка пчелиного волка – «убийца, а не парализатор», поскольку ее жало впрыскивает яд прямо в шейные нервы, мгновенно убивая жертву: «Он не парализует добычу, а убивает ее». Полное погружение в смерть необходимо, рассуждал Фабр, для того, чтобы «выдоить» мед из зобика пчелы и вылакать сладкую пищу из ее жвал. Парализованное насекомое хотя и неподвижно, но «деятельность кишечника сохраняется почти в полной силе», а значит, добыть мед осе будет труднее. «С трупом дело идет иначе».

Фабр наблюдал, как осы, все как одна, сдавливают, выжимают и доят свою жертву, извлекая весь сироп до последней капли, прежде чем доставить ее в свою нору, чтобы ею могло кормиться потомство осы. Но почему мать-убийца должна отнимать у пчелы мед, прежде чем подать труп на обед своему потомству? Если это ради собственного удовольствия, то ей, конечно, было бы проще посетить цветок, как это сделала сама пчела. Фабр провел впечатляющую серию экспериментов, предлагая личинкам пчелиного волка (и другим личинкам) пчел, чьи зобики не были опустошены, пчел с медом, выдавленным ради эксперимента, и пчел, которым он повторно вливал мед. Личинки гибли в таком количестве, что это обескуражило Фабра. Он ведь уже не раз доказал, что способен быть «приемным отцом» для осиного потомства: «Разве не прошло множество подопечных через мои руки и не достигло зрелости в моих старых сардинницах с таким же комфортом, как в своих естественных норках?»[92] Он пришел к выводу, что зобик пчелы необходимо опорожнять, чтобы личинки не отравились сиропом.

После целых страниц размышлений о непостижимых усилиях матери-истребительницы он берет назад прежние эпитеты, чтобы восхититься «материнской логикой насекомого». Но откуда мать знает, что сироп ядовит для ее потомства? Как возникла ситуация, когда мать питается только сахаром, а ее дети – исключительно мясом? Далее Фабр разражается пылкой тирадой о том, что, если бы он «веровал в эволюцию», то мог бы представить себе, что у предков пчелиного волка добычей могли питаться и взрослые особи, и личинки, но что «дорогостоящая привычка питаться добычей, не благоприятствующая большим популяциям, сохранилась для слабой личинки». Впрочем, Фабр, оставаясь непоколебимым критиком Дарвина, это объяснение предлагает исключительно в насмешку, по-детски перебраниваясь с оппонентом, а в итоге отвергает его очень просто: «Я не верю ни единому их [эволюционистов] слову». Фабру проще заявить, что «наука не дает ответа» на вопрос, почему существует разница в рационе, чем примет на веру «цепочку очень логичных умозаключений»[93] от эволюциониста.

Эксперименты Фабра с Philanthus были впечатляющими, но его выводы оказались не совсем точными. Он ошибался насчет того, что самка пчелиного волка убивает свою добычу; она просто парализует ее, как это делают другие одиночные осы. Еще он пришел бы в ужас, узнав, что иногда самки пчелиных волков набивают свои ячейки самцами собственного вида, на которых паразитирует их потомство. Он был очень близок к открытию фармакологической магии, которую хранит в себе самка пчелиного волка. По всей видимости, мать удаляет мед из зобика жертвы, чтобы свести к минимуму вероятность того, что добычу уничтожат микроорганизмы, прежде чем личинка осы насытится. Но это лишь малая толика медицинских талантов самки пчелиного волка; настоящая магия заключена в антибиотиках, которые она производит.

Александр Флеминг случайно открыл антибиотики лишь через десять лет после смерти Фабра. Но представление о важности борьбы с микроорганизмами не было чем-то новым для Фабра. К тому времени, когда он впервые начал писать об осах (1880-е годы), приобрела широкую известность (хотя еще не стала общепринятой) микробная теория Луи Пастера, а Джозеф Листер успел продемонстрировать важность использования карболовой кислоты как первого антисептика для уничтожения бактерий в операционной.

Возможно, именно письмо Леона Дюфура заставило Фабра задуматься над вопросом о роли антисептиков в осином яде. В ходе их переписки Дюфур предположил, что эти осы могут использовать какую-то форму консерванта, «антисептика», чтобы парализованный жук, добытый осой, оставался свежим. Дюфур как квалифицированный врач имел общее представление о важности антисептиков. Еще он был энтузиастом микроскопии и исследовал жуков – жертв Cerceris; к своему удивлению, он обнаружил, что жуки, закопанные вместе с личинкой осы, неделю или даже дольше остаются в первозданном состоянии. «Убивая златок, церцерис умеет чем-то предохранять их от высыхания и гниения в течение недели и двух», – писал он.

Дюфур проводил эксперименты: он извлекал пойманных жуков из логовищ ос, выдерживал их в течение нескольких дней, прежде чем препарировать, но в итоге «находил их внутренности столь свежими, как будто рассекал живое насекомое». Дюфур заключил, что оса, должно быть, впрыснула в пойманного жука какой-то антисептик. «Как превосходит нас церцерис своим быстрым, столь малостоящим и столь эффективным способом действий! – восхищался он. И далее задумывался: – Какие только уроки не предстоит нам извлечь из ее необыкновенной химии!»[94]

Фабр не разделял энтузиазма Дюфура. Более того, через все его работы красной нитью проходит неизменно язвительное отношение к мысли, что осы вырабатывают собственную разновидность антисептика. Возможно, у него было неверное представление об антисептиках, поскольку он, очевидно, считал их присутствие несовместимым с тем фактом, что жертвы были парализованы и не могли двигаться. Разразившись пространной тирадой на эту тему в книге «Еще об осах-охотниках», Фабр наконец подводит итог: «Пока консервированные селедки не начнут резвиться в рассоле, нет смысла более говорить об антисептиках»[95].

Сейчас, больше века спустя, мы наконец можем ответить на некоторые вопросы Дюфура и Фабра.

Как я убедилась, наличие в доме детей-подростков ограничивает возможности для проведения на кухне экспериментов по микробиологии, поскольку подростки поглощают остатки еды куда быстрее, чем микроорганизмы. Но в тех редких случаях, когда я ненадолго остаюсь дома в одиночестве, жизнь спешит мне напомнить, насколько быстро остатки пищи могут превратиться в курорт для условно-патогенных бактерий и грибков. Первые люди научились сохранять пищу, закапывая ее в лед или высушивая на солнце. Сегодня мы ее маринуем, сушим и консервируем, но вдобавок к этому полагаемся на дорогостоящие химикаты и холодильное оборудование. Если наши консерванты не помогают, мы просто выбрасываем продукты с истекшим сроком годности.

Одиночные осы не могут позволить себе такой роскоши: как только они запечатали свою живую кладовую, их потомство оказывается во власти многочисленных подземных микробов, которые одинаково сильно жаждут высосать жизнь и из добычи, и из самой голодной личинки осы. К счастью, жидкости тела одиночных ос насыщены разнообразнейшими антисептическими и противогрибковыми средствами.

У пчелиного волка в запасе большая и разнообразная аптечка, но химические секреты осы спрятаны не в ее яде, а в голове. Все дело в грибковой проблеме пчел. Вот эксперимент, который можно провести дома: поймайте пчелу и жука и (в чисто научных целях) на пару часов положите их в морозильную камеру, обеспечив им быструю и одинаковую эвтаназию. Затем выньте насекомых и закопайте в разные горшки с почвой. Примерно через неделю выкопайте их: вы обнаружите, что пчела превратилась в пушистый клубок разнообразных форм жизни, где от пчелы почти ничего не осталось. Напротив, жук окажется в значительной степени нетронутым. Так происходит, потому что поверхность тела у жука значительно тверже, чем у пчелы, и когда он закопан во влажную почву, грибкам требуется значительно больше времени, чтобы поселиться в нем. Грибки – это ахиллесова пята для личной гигиены перепончатокрылых в целом: грибки и микроорганизмы их любят. Так что охотнице на пчел (особенно если этих пчел она замуровывает вместе со своими любимыми детишками) нужен идеальный план борьбы с микробами, чтобы ее добыча не стала питательной средой для грибков и бактерий. В этом отношении эволюция раздала пчелиным волкам несколько козырей.

Первая хитрость матери – пчелиного волка заключается в том, чтобы соорудить жертве непроницаемую для болезней камеру смерти, забальзамировав добычу в собственной слюне. Оса-мать облизывает свою жертву со всех сторон, прежде чем отложить на нее яйцо. После бальзамирования потомство осы и жертва оказываются заключенными в водоотталкивающую оболочку. Многие насекомые создают подобным образом собственную гидроизоляцию, которая предохраняет от высыхания и болезней. Бальзамирующая жертву гидроизоляция пчелиного волка предотвращает накопление воды с наружной стороны камеры смерти, и это делает ее менее благоприятным местом для роста грибков. Примерно как завернуть ребенка в непромокаемую куртку, чтобы он остался сухим в дождливый день, – обычная родительская забота.

Но самка пчелиного волка – это не обычная родительница. Ее вторая хитрость связана с антибиотиками. Скорее всего, вам случалось принимать такие препараты для борьбы с инфекцией. До открытия антибиотиков даже незначительная царапина могла вызвать заражение крови, которое часто приводило к летальному исходу. Антибиотики – или убийцы бактерий – на самом деле представляют собой биологически активные вторичные метаболиты, которые вырабатываются другими микроорганизмами. Их открытие Александром Флемингом в форме пенициллина в 1928 году стало революционным для борьбы с инфекционными заболеваниями. Флеминг, профессор бактериологии в больнице Святой Марии в Лондоне, случайно обнаружил антибиотические свойства гриба Penicillium chrysogenum после того, как, вернувшись из отпуска, увидел, что на его пластинках со стафилококком (бактерия, вызывающая гнойники, воспаление горла и абсцессы) поселилась плесень. Он обратил внимание на странную зону вокруг расселившейся плесени, где стафилококка не было – словно какое-то силовое поле не давало ему разрастаться дальше.

Силовое поле было создано выделениями грибка Penicillium chrysogenum, который, как выяснилось, оказывает аналогичное воздействие на широкий спектр вредных бактерий, включая Streptococcus, Meningococcus и дифтерийную палочку. Прошло еще 13 лет, и уже другая группа ученых из Оксфордского университета – Ховард Флори, Эрнст Чейн, Норман Хитли и команда «пенициллиновых девочек»[96] – превратила случайное открытие Флеминга в нечто клинически полезное, что в дальнейшем спасло миллионы жизней, особенно во время Второй мировой войны, и сделало его одним из величайших достижений в терапевтической медицине.

В наше время ежегодно производится более 100 000 тонн антибиотиков для использования в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и здравоохранении, и теперь мы сталкиваемся с проблемой эволюции бактерий, которые приобретают устойчивость к наиболее распространенным антибиотикам. Мы нередко забываем, что антибиотические продукты микробов и грибков представляют собой естественное явление: живые организмы вырабатывают их наряду с другими полезными биологически активными агентами, такими как противогрибковые, противовирусные соединения и иммунодепрессанты, для борьбы с другими микроорганизмами, с которыми они вступают в контакт. Как и любые другие живые организмы, микроскопические бактерии эволюционируют в ответ на изменения в окружающей среде, чтобы максимально к ней приспособиться. Случайные генетические мутации дают новым штаммам бактерий способность противостоять токсичности антибиотиков. Эти мутантные варианты выживают и превращаются в доминирующий генотип в популяции. Мы бы лучше могли прогнозировать устойчивость бактерий к антибиотикам и контролировать ее, если бы больше понимали экологию и эволюцию антибиотиков.

Пчелиные волки внесли удивительный вклад в наше понимание этого вопроса. Осы-матери вводят своему спеленатому потомству антибиотики из собственных антенн. На самках пчелиного волка живут бактерии Streptomyces, которые под микроскопом выглядят как нити хаотичного длинноворсового ковра. Важно отметить, что именно один из видов рода Streptomyces (Streptomyces griseus) вырабатывает антибиотик стрептомицин – второй по полезности в медицине, открытый после пенициллина в 1942 году. В наше время из Streptomyces получают 80 % лекарственных антибиотиков.

Чему может научить нас пчелиный волк, если говорить об этих микробах, важных с точки зрения медицины? Мама – пчелиный волк выделяет бактерии Streptomyces из отверстий желез между сегментами антенн и оставляет их на стенках кокона своего потомства в виде беловатых масс. Первоначально считалось, что эти отметки служат ориентирами для выводящейся осы, помогая ей найти выход из своей детской. Но их роль гораздо внушительнее: эти полезные бактерии убивают любые грибы внутри кокона. Личинка прилежно размазывает отложенные матерью бактерии по всей детской (как любой малыш). Если личинка окажется самкой, она приютит эти бактерии в качестве пожизненных компаньонов; благодаря этому у нее, как и у ее мамы, будет все необходимое, чтобы уберечь свое потомство от грибков.

Этот хитроумный эволюционный механизм (известный как вертикальная передача) гарантирует, что бактерии остаются тесно связанными со своим хозяином из поколения в поколение. Так продолжалось 68 миллионов лет: эволюция не упускает хорошие инновации. Бактерии также выигрывают – они получают эксклюзивные бактериальные права на собственный дом (выводковую ячейку), где могут вволю размножаться, дальше личинка даром подвозит их до следующего поколения ос, а еще они получают пользу от пчелиного волка в плане питания. У самцов пчелиного волка нет полостей желез, в которых селятся бактерии, поэтому они расстаются с дружественными бактериями матери, когда покидают кокон, превратившись во взрослое насекомое. Это хороший пример того, как эволюция обеспечивает возможности для заботы о новом поколении в зависимости от пола: мамам-осам бактерии нужны, поскольку вся забота о потомстве лежит на них, а папы – это всего лишь летающая сперма: после спаривания их жизнь становится бесполезной, поэтому для самцов развивать такой инструментарий нет смысла.

С момента открытия этой взаимосвязи в 2005 году исследователи обнаружили те же самые коэволюционные взаимосвязи у всех 25 изученных видов Philanthus, но не у близких родственников пчелиных волков (вроде Clypeadon и некоторых Cerceris), которые не охотятся на пчел. Судя по всему, их эволюцию направляли пчелы, лакомые как для ос, так и для грибков. Взаимоотношения между бактериями и насекомыми неоднократно описаны у целого ряда насекомых, но до этого неожиданного открытия у пчелиных волков, единственными перепончатокрылыми, у которых были известны подобные замечательные отношения, оставались суперорганизмы муравьев-листорезов. Скромная одиночная оса постепенно начала завоевывать сцену в качестве модельного организма для понимания экологии и эволюции антибиотиков.

Но и это еще не все секреты аптечки пчелиного волка. Потомство осы не может распространять антибиотики по своей детской, пока не вырастет в личинку, а для этого яйцо должно вначале выжить. Эта стадия уязвима и легко может стать жертвой болезни. Каждый, кто нянчился с человеческими младенцами, знает, что они способны испускать самые ужасные запахи, каких не ожидаешь от такого маленького существа. Яйца пчелиного волка также выделяют в помещение своей детской высокотоксичный летучий газ – оксид азота. Это химическое вещество, используемое для фумигации фруктов от заражения грибками. Газ проникает во все уголки выводковой камеры, где могут прятаться грибки, и убивает их. Но не волнуйтесь, дружественные осам бактерии Streptomyces, очевидно, невосприимчивы к нему.

Оксид азота также конденсируется на поверхности тела пчелы, соединяясь с молекулой кислорода и образуя частицы высококонцентрированного диоксида азота – еще одного противомикробного средства. Из-за бальзамирования количество конденсата очень мало, и это означает, что концентрация вещества в этих капельках крайне высока, что делает их мощнейшим фунгицидом. Волшебное сочетание фумигации и бальзамирования обеспечивает потомству пчелиного волка самую чистую детскую, какая только возможна в природе[97].

Труды Фабра заставили нас окунуться в удивительный мир пчелиного волка, и его кропотливые наблюдения, несомненно, помогли проложить путь к невероятным открытиям в аптечке этого насекомого. Благодаря медицинским познаниям Леон Дюфур опередил свое время, предположив, что осы могут вырабатывать собственные антисептики. Но я думаю, что и Фабр, и Дюфур изумились бы до глубины души, узнав о биологических чудесах одиночного пчелиного волка. Химия для бальзамирования, усики с антибиотиками и токсичные ветры, испускаемые яйцами этого насекомого, поразили даже меня. Это нечто из области научной фантастики, невероятный эволюционный коктейль из химии, бактерий и поведения, скрывающий сложные секреты одного из самых замечательных фармацевтов природы.

IV

Очень хорошо обладать таким жалом, которое может ввести целую бочку химикалий, чтобы задушить добычу. Но, задался вопросом Жан-Анри Фабр, как следует обращаться с жертвой? Как только она поймана, как и куда ее жалить? Вспомните, сколько усилий он приложил, чтобы обнаружить, что пчелиный волк ужалил свою жертву под подбородком, где в панцире был изъян. Фабр был помешан на месте и количестве уколов жалом, полагая, что таким образом ему удастся выяснить, каким образом жертва была погружена в безболезненную вечность живого сна.

Фабр имел все основания считать этот вопрос важным. Обращение с добычей требует усилий; энергия, затраченная на «обработку» определенного вида добычи, должна быть сопоставима с питательной ценностью такой жертвы. Некоторые ученые всю свою карьеру посвящали вопросу, как хищникам удается уравновесить энергетические затраты и выгоды, чтобы обеспечить себе оптимальную стратегию охоты. Выгода, которую приносит добыча, зависит от получаемой энергии в сравнении с затратами на охоту. Обращение с добычей – это лишь часть уравнения; важны также ее поиск и переноска в нужное место (обычно в нору в случае одиночной осы).

Описание того, как расправляются со своей добычей одиночные роющие осы Ammophila, составляло большую часть очерков Фабра об осах. Нужно быть особенно любознательным человеком, чтобы захотеть понять, каким образом осе удается парализовать извивающуюся «драконоподобную тварь» – гусеницу в 15 раз больше ее самой. Фабр не мог детально изучить состав яда, как мы делаем в настоящее время, но мог следить, как самка осы борется со своей жертвой, и наблюдать хореографию первого акта ее долгого танца палача. Он пришел к выводу, что тело гусеницы состоит из 13 сегментов, в каждом из которых есть собственный нервный центр. Вы тоже это знаете: если отрубить гусенице задний сегмент тела (пожалуйста, не надо этого делать) или повредить один из средних сегментов (тоже не рекомендуется), она все равно сможет уползти.

Фабр понял, что такая анатомическая независимость осложняет нашей одиночной осе задачу по превращению своей жертвы в живой труп. С маленькими гусеницами легко справиться одним или двумя уколами, но драконоподобные «озимые черви»[98] (любимый термин Фабра) требуют куда большего мастерства. Прежде чем перенести крупногабаритную жертву в подготовленную для нее нору, наша охотница должна быть уверена, что добыча как следует анестезирована и не начнет метаться, извиваться и пытаться спастись бегством. Однако при этом осе важно не убить жертву. Поскольку нервная система гусеницы разделена на сегменты, одного укола жала окажется недостаточно, чтобы обездвижить такое крупное существо: гусеница будет храбро сражаться, размахивая еще подвластными ей сегментами, продемонстрирует противнику оскаленные жвалы, которыми измельчает листья, и уковыляет прочь, если сможет. Фабр понял, что оса должна ужалить свою жертву несколько раз, чтобы надежно парализовать ее. Примечательно, что оса методично наносит удары жалом во многие (если не во все) сегменты гусеницы.

Вот где действительно может пригодиться элегантная осиная талия. Оса орудует своим жалом с завидной акробатической ловкостью, нанося уколы строго в нужные места вдоль тела гусеницы. Ее хирургическая точность всколыхнула «самое сокровенное существо» Фабра и его спутника, когда они, лежа на животе в подлеске, впервые стали свидетелями этой вивисекции. Он описал их «слезы неописуемого переживания»[99]. Не принимайте их за слезы сочувствия к жертве. Это были слезы ученого, для которого внезапно настал момент истины. Фабр полагал, что обращение одиночной осы с жертвой было последовательностью поведенческих актов, жестко закрепленной как способ, гарантирующий каждому из видов ос наилучшие результаты в «обработке» своей предпочтительной добычи.

Фабр не единственный «заклинатель ос», которого мучил вопрос, как роющие осы Ammophila расправляются со своими жертвами. Джордж и Элизабет Пекхэм были первопроходцами среди натуралистов Соединенных Штатов в начале 1900-х годов, публиковали совместные статьи о биологии и поведении пауков и возглавляли Висконсинское общество естественной истории. Супруги Пекхэм были поклонниками Фабра и последователями Дарвина. Они много времени проводили, в буквальном смысле бегая за осами в своем поместье в Висконсине, и задокументировали результаты в книгах «Инстинкты и повадки одиночных ос» (On the Instincts and Habits of the Solitary Wasps, 1899) и «Осы: одиночные и общественные» (Wasps: Solitary and Social, 1905). Их труды прелестным образом украшены рассказами о наблюдениях (примечательно противоречивых) за роющими осами, за которыми они носились по кукурузным полям, картофельным плантациям и лугам своего родного Среднего Запада. Как лев преследует оленя, как Индиана Джонс гонится за сокровищем, так и супруги Пекхэм невероятно энергично охотились за множеством ос: «Мы бегали, мы бросались на землю, мы ползали на четвереньках в отчаянных попытках держать их в поле зрения, иногда не сводя глаз с самих ос, а иногда и гоняясь за их тенями… и все равно они ускользали от нас».

Я представляю себе картину в лучших голливудских традициях: Элизабет скачет через заборы в длинной юбке с кринолином и панталончиках, за ней по пятам следует Джордж в рубашке и при галстуке, и все это под палящим солнцем Среднего Запада. Они рассказывали, как неделями «жили на бобовой грядке, изнемогая от усталости», и сетовали на то, что основной период охоты у ос совпадает с самым жарким временем суток. На такое упорство их вдохновлял рассказ их героя Жан-Анри Фабра о своей дочери Кларе, «которая следовала за осой Odynerus с непоколебимым рвением, пока ее не свалил солнечный удар».

Детали охоты завладели умами супругов Пекхэм: почему же осы проявляют такое разнообразие в своих охотничьих стратегиях? Натуралистов мучила непредсказуемость поведения разных особей, их отчаянная жажда знания уже граничила с безумием. Общими для супругов Пекхэм и Фабра были лихорадочная страсть и стремление найти ответ на вопрос «как?». Как далеко нужно было улетать осам, чтобы найти добычу? Как и куда оса должна ужалить свою добычу, чтобы быть уверенной, что та успешно парализована? Как осам удавалось доставлять своих огромных жертв домой целиком? От чего зависел успех или неудача осиной охоты? Супруги Пекхэм задавались теми же вопросами, которые поставил бы современный ученый исходя из теории оптимального поиска пищи, и за своими любимыми осами они гонялись с упрямой решимостью вечно торопящегося городского жителя XXI века, перелезая через заборы, ползая по-пластунски через луга и петляя по гигантским зарослям кукурузы, лишь бы не упустить из виду свою осу с ее только что добытой жертвой.

Читая очерки супругов Пекхэм, невозможно не скакать через эти препятствия вместе с ними, когда они увлекают нас в свои безумные приключения. Мы разделяем их тревогу, когда после нескольких часов погони они теряют осу или когда оса по необъяснимой причине бросает свою добычу совсем рядом с домом и улетает. После некоторой передышки – супруги Пекхэм «были очень рады возможности дать отдых усталым глазам и нервам после напряжения, вызванного слежкой за ней», – у них возникает новый замечательный вопрос: почему оса бросила добычу после того, как несла ее так долго? Они следовали за ней более двух часов. Неужели она заблудилась и не нашла свою нору? Конечно же нет, потому что «при каждом возвращении она без всяких колебаний продолжала свое путешествие в одном и том же направлении». Пекхэмы пришли к выводу, что оса «охотилась слишком далеко»: в современной поведенческой экологии это стало бы примером теории оптимального фуражирования – энергетические затраты на доставку добычи к норе сопоставляются с питательной ценностью добычи для ее личинки и оказываются недостаточными. Представление о том, что такие компромиссы могут объяснить поведение животных, появилось в научной литературе лишь в середине XX века, спустя добрых 50 лет после кульбитов супругов Пекхэм.

Как и Фабра, супругов Пекхэм очень волновало, в каком порядке оса парализует сегменты гусеницы-жертвы, и их мучили те различия, которые они наблюдали в стратегиях охоты разных ос на разных жертв. Но больше всего их беспокоило то, что некоторые собственные наблюдения не совпадали с наблюдениями Фабра. Француз был уверен, что средний сегмент гусеницы (на который обычно откладывается яйцо) неизменно оказывается парализованным сильнее всего, чтобы первая пища крошки-личинки была усыплена достаточно глубоко и личинку не стряхнуло судорогами пожираемого заживо обеда. Супруги Пекхэм долго сокрушались, поскольку не наблюдали того же самого. И если Фабр был склонен уделять больше внимания общей картине биологических процессов и форм поведения в поисках единственного идеального решения, дарованного природе Богом, супруги Пекхэм осознавали важность естественной изменчивости как основы для процесса естественного отбора.

Эти первые корифеи науки об осах внесли единство в наше понимание, как охотятся одиночные осы, однако они занимали прямо противоположные позиции по отношению к теории естественного отбора Дарвина. Фабр рассматривал строго выверенную хореографию танца, исполняемого осой Ammophila при укрощении своей жертвы, как свидетельство существования всемогущего творца, задающего правила всему: действия осы были слишком невероятными и точными, чтобы оказаться результатом какого-либо естественного процесса отбора или случайной вариации. В отличие от него супруги Пекхэм интерпретировали ту же самую форму поведения как свидетельство естественного отбора посредством изменчивости и выживания наиболее приспособленных: супруги Пекхэм были истинными последователями Дарвина, а охотничья ловкость осы-аммофилы (вкупе с многочисленными неудачами и разнообразными стратегиями осы), несомненно, вдохновила их на то, чтобы внедрить дарвиновские идеи в программу американской средней школы.

Если бы я была гусеницей, тело которой немеет все сильнее и сильнее, я бы стала думать о том, как себя защитить. Мои жвалы – моя единственная надежда. Может быть, я выгляжу как мирная вегетарианка, но если нужно, мои свирепые челюсти разгрызут все, что портит мне жизнь, и быстро переключатся с жевания листьев на жевание ос. Для моего преследователя слишком рискованно жалить меня в голову, так как это парализует мой мозг (да, у нас, гусениц, на самом деле есть мозги) и разрушит весь план создания «живой кладовой». Вместо этого оса несколько раз сжимает мою голову своими жвалами, и этого давления на мозг оказывается достаточно, чтобы меня усыпить. После каждого сжатия она немного отстраняется и проверяет мое состояние: как опытный палач, она старается нанести мне ровно столько вреда, чтобы погрузить меня в блаженную беспомощную кому, но оставить в живых.

Наши «заклинатели ос» были правы, считая важными очередность и силу ударов жалом. Место, куда будет введен яд, действительно имеет решающее значение: в большинстве своем одиночные осы частично парализуют центральную нервную систему своей жертвы, обездвиживая ее, но не убивая. Удастся это сделать или нет, зависит от места укола. «Заклинатели ос» не ошиблись и в том, что важно количество уколов жалом: оно гарантирует, что в строго определенное место будет доставлено строго необходимое количество яда. Если его будет слишком много – жертва может умереть, что сделает ее бесполезной для целей осы; а если его окажется слишком мало, паралич будет неполным или временным, и тогда юная оса рискует стать жертвой собственной кормушки. Но как же лучше всего описать эту обработку: это жестко запрограммированная форма поведения, как утверждал Фабр, или более гибкая стратегия, как считали супруги Пекхэм?

Вы можете спать спокойно, Элизабет, Джордж и Жан-Анри. Вы все отчасти правы. И все отчасти не правы. Строго определенные правила нанесения ударов жалом существуют, но конкретный алгоритм действий меняется в зависимости от вида осы. Предковые одиночные осы (такие как Scoliidae, Tiphiidae, Pompilidae, Ampulicidae), судя по всему, парализуют свою добычу всего одним или двумя точно нацеленными уколами жала. Crabronidae, как оказалось, демонстрируют «полный набор из четырех уколов жалом»: один в горло и по одному в каждый из трех грудных сегментов; хотя, учитывая, что в этой группе более 9000 видов, возможно, что другие вариации просто еще не попадались ученым. У Eumeninae встречаются две стратегии: одни осы используют «полный набор из двух уколов жалом», тогда как другие жалят в горло, затем в грудной отдел и еще один или несколько раз в брюшко. Количество уколов жалом в конечном счете зависит от размеров добычи.

Возможно, это объясняет, почему супруги Пекхэм наблюдали у своих аммофил разные варианты применения жала, и показывает, насколько гибким может быть поведение хищных ос. Однако у этой гибкости есть пределы: для поражения тех активных точек нервной системы, которые гарантируют погружение жертвы в драгоценную жизнь без жизни, требуется некое минимальное количество уколов жала. Остальное зависит от размера. Более щепетильные виды ос, как правило, предпочитают точный порядок нанесения уколов жалом, столь желанный для Фабра, тогда как виды ос, не настолько разборчивые в выборе добычи, оказываются, как правило, несколько более небрежными[100], наносят больше ущерба своей жертве и корректируют приложенную к удару силу в зависимости от веса добычи. Осы умны. И как математики, и как химики.

В моей воображаемой гостиной собрались у камина трое моих любимых «заклинателей ос». Я уже ввела их в курс дела, рассказав, каких успехов мы в XXI веке достигли в изучении того, как обращаются с добычей одиночные осы. Строго говоря, за последнее столетие мы не так уж далеко продвинулись по сравнению с тщательными наблюдениями моих воображаемых гостей. Повисает неловкое молчание. Кринолин Элизабет и ее блузка с аккуратной отделкой шуршат в такт, выдавая ее волнение. Джордж склонил голову в глубокой задумчивости. Даже Жан-Анри Фабр слишком вежлив, чтобы выразить свое смятение, но, возможно, ему просто хочется взять еще одно из тех замечательных пирожных, которые я подала к чаю.

– Жан-Анри, – говорю я, – вы были абсолютно правы в том, что последовательность форм поведения важна.

Фабр озаряет комнату ликующей улыбкой, внутренне преисполненный гордости гения.

– Но…

Он слегка мрачнеет.

– Элизабет и Джордж, вы проявили просто невероятное внимание к деталям, когда наблюдали отклонения от стратегий; и вы так смело подвергали сомнениям то, что видели и читали. Тот факт, что осы отклоняются от жестко предписанного плана – это и интересно, и важно. Возможно, в вашем случае добыча была более разнообразной по размерам, чем та, которую наблюдал Жан-Анри?

Они кивают, словно отстающие студенты, жаждущие разъяснений.

Все трое корифеев устремляют на меня свои взоры. Я вся горю. Глядя в огонь, я размышляю о том, как разрядить обстановку в комнате.

– Осы играют с врожденными шаблонами, которые они получают по наследству, – говорю я. – Это определяет для них границы и правила. Но когда нет возможности подправить этот шаблон и приспособиться к добыче, с которой приходится иметь дело, то шаблоны ограничивают их возможности. Словно лучший шеф-повар, эволюция меняет свои рецепты, когда в этом есть необходимость. Если для вашего рецепта требуется белый лук, а у вас есть только красный, вы что, останетесь без ужина? Конечно же, нет: вы приспосабливаетесь, корректируете свой рецепт. Если этого не сделать, вы останетесь голодными. Может быть, даже умрете. Это означает, что потомства у вас не будет.

Я смотрю на Жана-Анри, памятуя о его скептическом отношении к теории эволюции. Он совсем перестал моргать.

– Хищным осам нужно строго придерживаться этого рецепта – ровно так, как описали вы, Жан-Анри, – объясняю я. – Но если в рецепте не будет гибкости, какую наблюдали Элизабет и Джордж, то затраты на обращение с добычей могут в итоге перевесить пользу от трапезы, которую получит их потомство.

Жан-Анри медленно кивает. Может быть, он приходит к мысли, что эволюция путем естественного отбора, в конце концов, не такая уж и нелепая мысль.

– Кто-нибудь хочет еще чаю?

V

Гусеницы чем-то похожи на автобусы или на дождь на летнем пикнике: вечно появляются там, где не надо, не в том количестве и не в то время. Но только не в том случае, когда вы хотите найти гусениц; тогда они точно перестанут вам попадаться. А без поиска гусениц не обойтись, если вы, как Фабр, захотели узнать, каким образом осы находят свою добычу. С охотой на гусениц он справился так: собрал всю свою семью и отправил ее на поиски, а сам тем временем лежал на животе и наблюдал за песчаной осой Ammophila. Три часа и один солнечный удар спустя, невзирая на заметное недовольство членов семьи, «озимых червей» по-прежнему не было видно.

Поругавшись на своих неумелых домочадцев, Фабр заметил, что оса, за которой он наблюдал, постукивает по земле своими антеннами. Пустив в ход перочинный нож, он поскреб по тому месту на поверхности земли, где она барабанила. Оса немного потыкалась в свежераскопанную почву. А дальше начинается невероятное сотрудничество: оса указывает, человек роет, и вот… «Превосходно, моя проницательная аммофила!» Вместе они обнаружили озимого червя. Они повторили всю последовательность действий. Потом еще раз. В итоге всего лишь через пять часов совместной работы осы и человека они вместе выкопали добычу из пяти гусениц! В такую историю трудно поверить, пока вы сами не понаблюдаете за этими элегантными (и явно умными) осами. Они быстро привыкают к присутствию наблюдателя, так что вы можете спокойно сидеть рядом и смотреть, пока насекомые занимаются своими важными делами. Они настолько глубоко сосредотачиваются на своей задаче, что вы можете пощекотать им лапки[101], пока они роют нору, закапывают гусеницу или маскируют вход в только что запечатанную выводковую камеру.

Фабр лично убедился в прекрасных способностях роющих ос обнаруживать добычу, живущую под землей. Охотиться на скрытую под землей жертву, как это делала роющая оса, гораздо сложнее, чем на земле, потому что зрительные сигналы в этом случае бесполезны. Если вы когда-нибудь беспокоились о размерах своего носа, просто скажите спасибо, что он прочно закреплен широким основанием в середине лица и что он у вас всего один (по крайней мере, две ноздри близко друг к другу и образуют компактное единое целое). Может быть, он чуть длиннее или короче, чем вам хотелось бы, но во всяком случае вы точно знаете, где он находится. У осы все иначе: ее нос, точнее, носы часто длиннее ее тела, громоздкие, тонкие и склонны застревать в разных липких щелях. Эволюция превратила эти блестящие антенны в органы, тонко распознающие запахи и ритм: для насекомых они являются эквивалентом металлоискателя, делая явным скрытое под землей.

Совместная работа Фабра и осы-аммофилы позволила ему понять, что оса каким-то образом ощущает гусеницу под землей с помощью антенн, но он, хоть убей, не мог понять, как именно это происходит. Он решил, что «озимые черви» не имеют запаха, проверив это при помощи «молодых ноздрей» своих детей (более чувствительных, чем его) и обнаружив, что никто из них не сумел ощутить запах. Он также исключил вероятность, что оса ощущала подземные вибрации, создаваемые червями: откопав нескольких из них и не обнаружив под землей ничего, что они могли бы грызть, он пришел к выводу, что черви не могли подать осе сигнал о своем присутствии производимым ими шумом. Он оставил попытки изучить вопрос глубже: «Я этого не знаю и не имею никакой надежды когда-либо узнать».

В настоящее время мы можем немного приободрить павшего духом Фабра. Химические вещества – это интернет в жизни насекомых, работающий через их персональные мобильные устройства – антенны. Химические вещества связывают насекомое со всеми частями его жизненного цикла – со спариванием, добычей, хищниками, пищей, жилищем. На их важность в общении насекомых обратили самое пристальное внимание в 1959 году, когда был открыт бомбикол – первый синтезированный феромон, а также половой феромон, используемый самками тутового шелкопряда (Bombyx mori) для привлечения самцов на большом расстоянии. В процессе эволюции самцы Bombyx mori приобрели нелепо опушенные антенны с двойным «ирокезом», которые могут обнаружить одну молекулу сексуального аромата самки на расстоянии нескольких сотен метров. Несмотря на такое хитроумное устройство, с химической точки зрения оборудование самца настолько просто, насколько это возможно: один-единственный тип обонятельных рецепторов в нейронах чувствительных к бомбиколу рецепторов на его антеннах – это все, что ему нужно, чтобы найти пару.

Механизмы химического восприятия ночных бабочек изучены хорошо, потому что они являются экономически важной группой насекомых, и это особенно справедливо в отношении Bombyx mori, потому что он дает нам шелк. Собственно говоря, тутовый шелкопряд приобрел свой нынешний облик исключительно потому, что мы его одомашнили (как коров, овец, кур, пчел) свыше 5000 лет назад. С тех пор как эти бабочки были одомашнены, их самцы практически перестали летать[102] и потому полностью полагаются на помощь человека: их выращивают на фермах как машины по производству шелка. Экономика торговли шелком помогла финансировать исследования их биологии (того, что от нее осталось) в целях их успешного разведения. Тутовый шелкопряд был первым чешуекрылым (бабочкой), геном которого был секвенирован (2008), и за этим вскоре последовало изучение генов и рецепторов, проявляющих активность в антеннах. Это исследование дало нам один из самых совершенных инструментов, позволяющих понять действие хемосенсорных механизмов насекомых.

О том, как осы обнаруживают химические вещества, мы знаем почти исключительно по наездникам, у которых в процессе эволюции развилась способность распознавать присутствие скрытой добычи[103]. В первой главе мы уже упоминали о том, как некоторые осы реагируют на химические сигналы, посылаемые в воздух растениями, которыми питаются гусеницы, клопы или личинки жуков. Летучие вещества растений, образующиеся в ответ на их поедание, широко используются для привлечения хищников вроде ос, мух и жуков, способных избавить растение от его врага, и такие сигналы легко обнаруживаются на больших расстояниях.

Сигналы, вырабатываемые животными-хозяевами, – более надежный ориентир, чем сигналы от растений, но и обнаружить их иногда труднее. Одним из таких сигналов является запах выделений хозяина. Очень у немногих организмов испражнения не обладают сильным запахом – к сожалению, такова природа отходов жизнедеятельности. Если вы охотитесь на определенный вид добычи, что может быть полезнее, чем выработать чувствительность к запаху ее помета? Это своего рода химическое подслушивание, которым славятся паразитоиды (для экскрементов насекомых в английском есть отдельный термин – frass[104]). Существует даже технический термин для обозначения химических веществ, которые выделяются одним организмом и обнаруживаются другими видами, извлекающими из этого выгоду, – кайромоны. Но не важно, чем именно руководствуется паразитоидная оса в ходе дистанционного прослушивания сигналов – сладким ароматом фекалий или зовом растения о помощи: главное, что она может сузить свой поиск до конкретного растения, а затем воспользоваться для непосредственного обнаружения добычи другими сигналами вроде вибраций.

Каким образом осы-охотники вроде Ammophila с помощью химических соединений определяют местонахождение добычи, известно хуже. Но вполне вероятно, что они также используют кайромоны, поскольку могли унаследовать тот же самый хемосенсорный механизм от общего с паразитоидами предка. Одним из примеров такого рода являются осы-тифииды, которые охотятся на питающихся травой личинок пластинчатоусых жуков. Эти осы способны ощущать химические вещества, которые выделяет трава, когда ее поедают личинки. Они оказались настолько успешными охотниками на жуков, что их стали использовать в качестве агентов биологического контроля для борьбы с инвазивными популяциями таких жуков, как японский хрущик Popillia japonica и восточный хрущик Anomala orientalis – основными вредителями газонов.

Однако если добыча живет под землей, то такие знаки, как вибрации и химические вещества, полезны для охотника исключительно вблизи, поскольку не распространяются через почву на большие расстояния. Например, осы-тифииды также охотятся на личинок жуков, роющихся под землей, обнаруживая их подземные пиршества по химическим соединениям, которые образуют запах их тела или помета и исходят от личинок и их следов, но они способны обнаружить эти химические сигналы лишь на глубине до двух сантиметров от поверхности почвы. Объекты, лежащие ниже этой границы, скорее всего, окажутся слишком глубоко, чтобы можно было точно определить их расположение[105].

Обонятельные способности ос позволили запатентовать интересное устройство – «осу-ищейку» (Wasp Hound), ручной детектор запахов, который использует сенсорные способности паразитоидных ос, чтобы выявлять взрывчатые вещества вроде тротила, «Семтекса» и пороха, либо запрещенные вещества, такие как кокаин[106]. «Оса-ищейка» работает на «осиной тяге»: внутри детектора находятся крошечные осы-наездники Microplitis croceipes, которые в природе реагируют на химические сигналы в помете своего хозяина, совки Heliothis zea, чтобы определить его местонахождение. В 1980-е годы ученые обнаружили, что самок этой осы можно научить посредством ассоциативного обучения связывать определенный тип молекул с вознаграждением[107] и таким образом распознавать очень специфические запахи, в том числе близкородственных химических соединений.

Осы лучше справляются с работой ищеек, чем собаки, по нескольким причинам. Во-первых, они не устают, как собаки, и поэтому могут работать дольше. Во-вторых, в отличие от собак на ос вряд ли повлияет поведение дрессировщика или кого-либо еще. В случае с собаками это называется «эффектом экспериментатора»: кажется, что животное реагирует на тестовый стимул, хотя на самом деле оно реагирует на находящегося рядом человека. Вполне очевидно, что, если вам нужно с помощью животного узнать, есть ли в пределах досягаемости взрывчатое вещество или опасное химическое соединение, вы хотите, чтобы это животное реагировало исключительно на присутствие или отсутствие химического вещества, а не на тревожное поведение человека, стоящего поблизости.

Самый известный пример эффекта экспериментатора связан с лошадью и ее хозяином, которые прославились в начале 1900-х годов. С тех пор конь Умный Ганс стал хрестоматийным примером в любой книге по психологии. Это не шутка: Умный Ганс был известен своими математическими способностями – он умел считать, складывать, вычитать, делить, умножать, делить дроби, определять время, писать по буквам и даже понимал немецкий язык. Просто невероятно. Его владелец герр Вильгельм фон Остен не мог нарадоваться, он спрашивал Ганса: «Сколько будет шесть плюс шесть?», и конь стучал копытом 12 раз. Герр фон Остен гастролировал с Гансом по Германии, повсюду собирая восхищенные толпы. Такой интеллект у животного, не принадлежащего к приматам (шимпанзе, например, умеют считать), вскоре привлек внимание ученых. Они убедились, что со стороны фон Остена это не был какой-то дешевый трюк: Ганс точно так же давал правильные ответы, если вопросы задавали другие люди, даже когда фон Остена не было рядом.

Но ученые также поняли, что Ганс правильно отвечал только тогда, когда видел человека, задающего вопросы, и (что важно) только тогда, когда этот человек сам знал ответ. Оказалось, что поднятая бровь, возбужденное покачивание ногой, легкий вздох – любой незначительный сигнал от дрессировщика – может заставить Ганса дать желаемый ответ. Так что Ганс действительно был умен: он реагировал на сигналы, которые неосознанно подавал ему стоящий напротив человек, – сигналы настолько слабые, что сам человек даже не подозревал, что они от него исходят. Но Ганс вовсе не был математическим гением, каким его представлял фон Остен: его математические способности были просто отличным примером эффекта экспериментатора[108]. Собаки в равной степени подвержены действию эффекта экспериментатора. Это одна из причин, почему оса-ищейка лучше собаки-ищейки.

Третья причина, по которой паразитоидные осы хорошо подходят для поиска веществ по запаху, заключается в том, что их легко обучать. Когда животных, будь то собака-ищейка или «оса-ищейка», приучают реагировать на раздражитель, у них вырабатывается павловский (или классический) условный рефлекс. Этот вид обучения был открыт русским физиологом Иваном Павловым в 1890-е годы, когда он понял, что может приучить собаку выделять слюну в ответ на звук колокольчика. У собаки нет эволюционной причины для слюноотделения при звоне колокольчика (если только ее волчьи предки не охотились на цирковых медведей). Собака научилась ассоциировать звон с появлением пищи, потому что Павлов начал звонить в маленький колокольчик непосредственно перед тем, как покормить животное. Он соединил врожденную реакцию собаки на пищу (выделение слюны из слюнных желез, которые помогают переваривать пищу) с выученной реакцией на неодушевленный предмет, который был абсолютно бесполезен для собаки (колокольчик).

Все молодые родители учатся использовать эффект Павлова для того, чтобы уложить новорожденного ребенка спать: они соединяют стимул (например, колыбельную или укачивание) с физиологической реакцией (сон). Любой родитель также узнает (методом проб и ошибок), что если он допустит оплошность и случайно запоет колыбельную-стимул во время игры, то чары разрушатся: ребенок не будет под нее засыпать! Это «угасание» обучения: ассоциация между этой колыбельной и сном нарушается. Возможно, вы сами ассоциируете сон с чашкой хорошего травяного чая перед тем, как лечь в кровать, или даже со спреем для подушки с ароматом лаванды.

Ос-наездников, как и собаку-ищейку, можно обучить ассоциировать запахи с вознаграждением. Эволюция дала наездникам все необходимое для ассоциативного обучения, чтобы они могли обновлять и уточнять сигналы, с помощью которых обнаруживают добычу и даже оценивают ее качество. Ученые установили, что эти насекомые способны различать изменения в химических сигналах, испускаемых растениями, которые были поражены гусеницами и подземными мухами, питающимися корнями. Почему это важно? Если растению объедают корни, это может повлиять на качество растения и, возможно, на качество гусениц, которые на нем кормятся. Некоторые виды наездников научились определять, поражены у растения корни или нет, и поэтому данное растение их привлекает. Других, близкородственных перепончатокрылых этот же знак отпугивает[109]. Пока неясно, почему так происходит: эти надземно-подземные взаимодействия изучены не очень хорошо. Но суть здесь в том, что у наездников не просто невероятно хорошо развита хемосенсорная система – они еще и умеют приспосабливать свою реакцию на такие сигналы к обстоятельствам. Такое ассоциативное обучение – более сложная форма эффекта Павлова, что делает их чрезвычайно хорошими насекомыми-ищейками.

«Оса-ищейка» пользуется этими способностями ос. Наездников можно обучить обнаруживать метилбензоат (летучий компонент кокаина) в концентрации до трех частей на миллиард. Они справляются с задачей, даже когда наркотики упакованы в чай – но не в кофе. Кого только не отвлечет запах хорошего кофе! «Оса-ищейка» – это невероятно низкотехнологичный биосенсор: группу обученных насекомых сажают в трубку с отверстием на одном конце. В отверстие закачивается воздух, и если в нем присутствует химическое вещество, на которое наездники были обучены реагировать, то все они сразу устремятся к отверстию. Можно немного усложнить конструкцию, добавив маленькую видеокамеру, подключенную к компьютеру: так удастся оценить плотность скопления насекомых вокруг отверстия и таким образом получить представление о количестве присутствующего химического вещества. Около 15 лет назад «осы-ищейки» вызвали настоящий ажиотаж; сейчас они используются для обнаружения наркотиков, трупов, взрывчатых веществ и даже «запаха хряка» – неприятного запаха и вкуса, присущих свинине, полученной от некастрированных свиней.

Сто лет назад маленькая роющая оса показала Жан-Анри Фабру, как найти спрятавшуюся гусеницу. С тех пор мы узнали многое о невероятных способностях ос-наездников как специалистов-поисковиков. Мы даже научились использовать их удивительные сверхчувства для таких разнообразных целей, как контроль популяций вредителей и борьба с терроризмом и контрабандой наркотиков. Я с сожалением должна заметить, что мы, возможно, вновь разочаровали Жан-Анри, поскольку нам еще многое предстоит узнать о том, как одиночные осы вроде Ammophila пользуются запахом и вибрациями для обнаружения своей добычи.

VI

Оса пелопей (Sceliphron) – это одна из самых крупных и элегантных одиночных ос[110]. Нельзя не заметить ее и не восхититься ее поразительной красотой – 5-сантиметровым телом, тонкой талией супермодели, брюшком в желто-черную полоску и гармонирующими по цвету длинными стройными ногами. Эта оса относится к семейству сфецид, как и аммофила, и представляет один из шести родов ос-сфецид, которые охотятся исключительно на пауков. «Заклинатели ос» обожали ее. Она удостоилась целой книги «Нравы пелопея» (The Ways of a Mud Dauber) американского энтомолога Джорджа Д. Шафера, который в 1949 году с нежностью писал, как сам выращивал этих ос[111] и обучал их слизывать мед со своего пальца. Шафер сделал специальные желатиновые капсулы, имитирующие их ячейки, слепленные из грязи, и изучал развитие пелопеев, проявляя особый интерес к их пищеварительному тракту и продуктам выделения. Говард Эванс в книге «Осиная ферма» (Wasp Farm) 1963 года издания писал, что неприглядные гнезда пелопеев, напоминающие покрытые ржавчиной глиняные трубки, пользовались в домах людей такой же нелюбовью, как и их элегантные черно-желтые взрослые обитатели. Команды супругов Фила и Нелли Рау (1918) и Пекхэм (1905) посвятили по одной главе своих книг осе Sceliphron и ее охоте на пауков.

Супруги Пекхэм были настолько глубоко очарованы сцелифронами, что жалели, что не могут «проникнуть в эту маленькую головку». «Если бы только мы могли один день побыть осами, а потом вернуться и рассказать об этом!» Они с большим волнением наблюдали за охотой, когда каждая из ос тревожит двух или трех пауков, пока не удовлетворится одним в качестве добычи. Она жалит его только один раз, возможно, чтобы лишить воли (как оса-ампулекс своего таракана), а затем играет с добычей, скатывая ее в шарик то так, то этак, прежде чем ужалить еще разок. Мать-оса набивает в одну выводковую ячейку до 20 пауков, а потом запечатывает ее и навсегда прощается со своим потомством, обеспеченным паучьей свежатиной. Она довольно непривередлива в выборе добычи и набивает выводковые ячейки пауками самых разных видов – по-видимому, количество ей важнее качества.

Она лепит свои выводковые камеры бок о бок друг к другу, словно гроздья маленьких сосисок, из грязи, размятой и сформованной с помощью собственной слюны, свойства которой еще мало изучены. Чтобы вскрыть гнездо пелопея, надо приложить некоторые усилия, и тогда взгляду предстает уродливая оборотная сторона ее элегантности. Ее отпрыски просто без ума от грязно-бурых пузатых пауков с волосатыми лапами, страшных, как Бармаглот. Личинки выглядят как голые болезненно-бледные мешочки, на одном конце которых среди складок торчат устрашающие жвалы. Они опустошают свой волосатый склад провизии, чтобы через несколько недель появиться на свет такими же красивыми, как их мать. Это преображение из голого чудовища в полосатую красавицу происходит посредством мохнатого паука.

Фил и Нелли Рау сыграли со своей личинкой Sceliphron злую шутку: им показалось, что мать кормит своих личинок весьма экономно, поэтому они подложили в ячейку еще трех пауков. Личинка осы быстро слопала их, тогда они добавили еще одного. К следующему вечеру он тоже исчез, и они подложили личинке еще четырех жирных пауков. Обжорство победило: на следующий день два из четырех пауков были съедены, но и личинка осы оказалась мертва. Довольно сложно поверить, что личинка осы может умереть от переедания, но, к сожалению, ни супруги Рау, ни кто-либо еще, по-видимому, не повторяли со сцелифронами этот эксперимент со смертью от обжорства. Мы знаем о Sceliphron немногим больше, чем то, как она ловит свою добычу.

Если и есть такая гадкая ползучая пакость, которую люди боятся больше, чем ос, то это пауки. Если вы относитесь к таким людям, то одна из причин ценить ос – это их усилия по истреблению пауков. Тот факт, что оса охотится на какой-то вид пауков, уже сам по себе удивителен, ведь паук – это далеко не легкая добыча для насекомого: у него есть отвратительные клыки, способные нанести удар и отравить, а если он обитает в паутине, то это действенная липкая ловушка для любого насекомого-хищника. Вдобавок пауки обладают впечатляющим набором способностей, позволяющих перехитрить даже самых ловких хищников – от использования хелицер в открытой схватке до игры в легкую мишень и затяжных прыжков на паутинной нитке на землю с последующим бегством в подлесок. Иногда паук просто повисает на нитке, аппетитный и совершенно недоступный. Бегство из паутины – это форма поведения, которой эволюция наделила многих пауков, чтобы избегать хищников-муравьев; она позволяет обмануть и многих хищников-ос, хотя и не всех.

Стратегии ос, охотящихся на пауков, оттачиваются естественным отбором, чтобы лучше соответствовать выбранной добыче. Это битва умов параллельной эволюции: для любой из сторон ошибки могут оказаться смертельными. Парализатор против убийцы: кто же станет добычей своего противника? Эволюция видоизменила жалящий аппарат таких ос с учетом профессиональных рисков охотника на пауков, чтобы свести к минимуму риск осы стать добычей своей жертвы. Считается, что точность поражения и подвижность жала у них лучше, чем у других ос-охотников: как хорошо заметили супруги Пекхэм, быстрота и меткость, позволяющие быстро одолеть добычу и парализовать ее, вероятно, стали результатом строгого отбора, а способность наносить множественные уколы жалом каждой жертве явно предполагает, что эволюция тщательно поработала над оценкой рисков.

Мадам Сцелифрон – это не просто милая мордашка: она охотится с мастерством цирковой акробатки, выдергивая свою добычу прямо из паутины. Длинные ноги и липкая паутина – это не самое удачное сочетание, особенно когда ядовитые клыки противника готовы воспользоваться любыми ее ошибками. Секрет успешной охоты, по-видимому, заключается в правильном выборе сети. Более 3000 видов пауков плетут двухмерные паутины: они круговые, плетутся быстро, и гордый прядильщик в ожидании добычи сидит на них в центре или у одного из краев. Еще свыше 8000 видов плетут более сложные паутины, создавая трехмерную матрицу из шелка: на их создание уходит несколько дней, и довольный ткач сидит глубоко внутри своей «воронки». С эволюционной точки зрения «3D-пауки» несколько моложе «2D-пауков».

Sceliphron охотится только на пауков, которые плетут «примитивные» 2D-паутины. Конечно, паук плетет паутину для ловли добычи, но она также служит для защиты от хищников (например, от ос). Что эволюция породила раньше: осиные охотничьи приемы или структуру паутины? Возможно, осе проще поймать паука на примитивной паутине, чем внутри воронкообразной паутины: если это так, то эволюция причудливой 3D-архитектуры, возможно, была вызвана риском хищничества со стороны таких врагов, как осы. Предотвращает ли паутина нападение ос? Форма взаимодействия хищника и жертвы определяется естественным отбором, который порождает постоянно эволюционирующую гонку вооружений в стратегиях охотника и обороняющегося. Мы готовы поверить в то, что пауки научились плести трехмерную паутину для защиты от хищников, но на самом деле история (по крайней мере, с осиной стороны) более запутана, чем любая паутина.

Благодаря Sceliphron и нашему интересу к ее методам охоты мы знаем, что ткачи примитивной паутины пахнут иначе, чем ткачи воронкообразной. Это происходит из-за того, что кутикула пауков содержит разные химические соединения в зависимости от строения их паутины. Кутикулярные углеводороды – их выделение и обнаружение – являются частью парфюмерного инструментария большинства членистоногих; общественные осы также используют их в качестве опознавательных знаков, показателей статуса и принадлежности к гнезду. Поверхность тела у ткачей 2D-конструкций содержит больше этих углеводородов, чем у их родственников, ткущих 3D-конструкции, и благодаря целому ряду специально подобранных экспериментов мы знаем, что осы выбирают добычу по запаху паука, а не по устройству его паутины[112]. Sceliphron предпочитает 2D-пауков 3D-паукам и на паутине, и в ее отсутствие. Кроме того, свежесплетенная примитивная паутина привлекает их больше, чем воронкообразная, и это позволяет предположить, что химическая подсказка также может содержаться и в самой паутине.

К сожалению, вопрос, повлияло ли хищничество со стороны ос на эволюцию сложных паутинных сетей, остается нерешенным. У ос эволюционно выработалось умение ассоциировать определенные химические подсказки с «безопасной» добычей. Те осиные особи, которые обладают мутацией хеморецептора, позволяющей им различать ткачей примитивной и воронкообразной паутины, выживают лучше и передают эту полезную мутацию своему потомству. Мутация, ответственная за различение паучьих запахов, должна была распространиться по осиной популяции, чтобы их охотничье поведение было направлено исключительно на 2D-пауков. Легко представить, как от этого выигрывают 3D-пауки, которым не нужно беспокоиться о нападении ос. Но еще никто не провел решающий эксперимент: если посадить 2D-паука в воронкообразную паутину, а 3D-паука на круговую, кого выберет Sceliphron? Такой опыт показал бы нам, насколько действенна трехмерная паутина против хищника и что именно было движущей силой во взаимодействии хищника и жертвы. Возможно, что осы ассоциируют химические сигналы с архитектурой паутины, но не менее вероятно и то, что 3D-пауки опаснее для ос не из-за своей воронкообразной паутины, а из-за какой-то особенности в поведении, которая повышает вероятность поимки ос.

Наконец, можно предположить, что у ос-сфецид в ходе эволюции просто не успели возникнуть хеморецепторы, необходимые для обнаружения пауков с 3D-паутиной (и, следовательно, для охоты на них). Согласно палеонтологической летописи, ткачи 2D-паутины были единственными (господствующими) пауками на момент появления ос-сфецид (в раннем мелу). Ткачи 3D-паутины появляются среди ископаемых находок лишь через два миллиона лет – к этому времени эволюция по итогам тесного взаимодействия между хищником и жертвой уже породила нужный осам для охоты на пауков химический инструментарий. Я полагаю, что принять это объяснение очень непросто: видов пауков, ткущих 3D-паутину, почти втрое больше, чем строителей 2D-сетей. Эволюция не застывает на месте, едва проблема оказывается решенной: если бы осам семейства сфецид было выгодно эволюционировать так, чтобы приобрести химическое оснащение для охоты на ткачей 3D-паутины, они бы так и поступили. Я по-прежнему ставлю на воронкообразные сети (но ничего не кладу внутрь них!) как на лучшее средство для отпугивания ос.

Супруги Пекхэм были очарованы тем, как трудится Sceliphron: «живо и весело» собирает глину и лепит свои гнезда-горшки. Оса словно получает удовольствие от этих занятий, и я готова поспорить, что всякий, кто хоть немного времени уделит наблюдению за сцелифроном, будет заинтригован ее жизнью.

VII

Тактика поединков ос-сфецид с пауками впечатляет, но настоящие чемпионы по охоте на пауков – это игривые помпилиды (или дорожные осы), еще одна группа ценителей паукообразных, встречающаяся по всему миру. Помпилиды настолько преуспели в охоте, что арахнологи часто используют их гнезда в качестве пробоотборников местной популяции пауков: это особая хитрость, позволяющая находить редкие виды. Но это далеко не единственный повод восхищаться помпилидами. Их легко распознать по сложным, зачастую забавно изогнутым антеннам. Еще их отличает поведение: они напоминают мне гиперактивных малышей, когда беспорядочно и на первый взгляд беспричинно скачут и носятся по земле. Очевидно, что такое игривое поведение должно как-то помогать им при обнаружении или поимке добычи. А еще широко известно, как трудно из-за этого их ловить – помпилиды с ловкостью Гудини умеют выбираться из энтомологического сачка. Наблюдать за тем, как увлеченный энтомолог решительно скачет по пустоши с сачком в руке в погоне за осой-помпилидой, на первый взгляд забавно. Но ужаленному такой осой человеку будет не до веселья: чтобы парализовать паука в несколько раз крупнее ее самой, помпилиде нужен крепкий ядовитый коктейль и мощный жалящий аппарат. Это великолепные мастера ужаления.

Вероятность успеха в охоте на пауков у дорожной осы бывает почти нулевой на десятки попыток[113]. Является ли назначением этой игры охота или же это просто игра? Игры в животном мире – редкость; они встречаются преимущественно у млекопитающих и птиц, причем в основном у молодняка. Считается, что игра помогает в когнитивном развитии, улучшая способность животного участвовать в кооперативном поведении вроде совместного использования ресурсов или доступа к брачным партнерам. Игра у насекомых не описана – возможно, потому, что у многих из них нет «юности», когда они подвижны и имеют время на игры, – у насекомых с полным превращением незрелую и зрелую фазы жизни разделяет метаморфоз. Как бы игриво ни выглядела наша помпилида и какой бы неумелой ни казалась, смысл ее «игры» заключается в том, чтобы запутать и утомить свою добычу, а не в том, чтобы просто порезвиться. Такая тактика игры в кошки-мышки распространена среди помпилид, и потраченное на нее время окупается с лихвой – в результате оса, как правило, снабжает весь выводок запасом провианта в виде одного-единственного чудовищного паука.

Такого рода поведение распространяется и на сам процесс охоты. Одни виды могут ходить по паутине, словно Иисус по воде, и не прилипать к ней. Другие используют свои невероятные акробатические летные навыки, чтобы выхватывать отдельных пауков прямо из паутины. Poecilpompilus mixtus использует в качестве боеприпаса собственное тело, беспорядочно пикируя на край паутины паука-кругопряда в надежде сбить особенно сочную восьминогую жертву. Когда преследуемый паук совершает затяжной прыжок на землю, пытаясь ускользнуть, у хитрой охотницы появляется возможность изловить добычу (и обеспечить потомство сытной пищей) в куда более выгодной для себя обстановке: если паук скрывается из виду, она догоняет его, скорее всего, по запаховому следу. Эти осы достаточно умны, чтобы пользоваться поведением пауков, спасающихся от хищника путем бегства из собственной паутины – выгнав жертву из липкой паутины, они облегчают себе охоту[114].

Другие помпилиды специализируются на охоте на пауков, которые не плетут паутину и устраивают гнезда в норах. Любой отважный юный натуралист знает, что лучший способ извлечь паука из норы – это потыкать туда палочкой, чтобы выманить его наружу. Примерно так поступают и осы. Оказалось, что десятки видов ос из семейств помпилид и сфецид устраивают такие подвижные игры и представления, в которых шансы на вознаграждение весьма невелики. Пауки-птицееды, например, устраивают гнезда из скрученных листьев, имеющие два входа с разных концов. С точки зрения паука, наличие парадного и черного входов создает сразу две приманки для непритязательной добычи, которая может сунуть внутрь любопытную голову.

Дорожная оса пользуется этим, кажется, с беззаботным ребячеством: она дразнит паука и мечется между парадным и черным входами, заставляя поверить, будто может стать легкой добычей, а паук тем временем носится по гнезду, пытаясь угнаться за чрезмерно любопытным обедом. Если повезет (осе), раздраженный паук в конце концов совершает ошибку и вылезает из норы, чтобы раз и навсегда разобраться с докучливым насекомым. Быстрое движение осиной талии – и паук получает укол (один-единственный) в брюшко и впадает в кому, покорный воле осы и превращенный в ее живой запас продовольствия.

Хотя паутина задумана как ловушка, для хищников вроде ос она служит визуальным знаком, который указывает, что внутри их ждет сочная еда. Как же тогда охотник на пауков находит паука, который не плетет паутину? Лишь недавно мы получили представление о том, как дорожные осы точно засекают местоположение своей добычи, не плетущей паутину. Конечно же, весь секрет кроется в химических сигналах. Подобно тому, как сцефиды и осы-тифииды способны обнаруживать гусениц на глубине нескольких сантиметров под землей, а наездники умеют находить своего хозяина в глубине мутовки листьев растения, осы-помпилиды пользуются химическими сигналами для поисков паука, когда тот скрывается в липких глубинах своей норы.

Жан-Анри Фабр был озадачен, заметив, что помпилиды почти неуязвимы для пауков: почему лишь немногие осы из тех, за которыми он наблюдал, пали жертвой смертоносных паучьих клыков? Изобретательный, как всегда, он устроил бойцовский клуб для осино-паучьих поединков. В своем амфитеатре из стеклянного колокола он помещал к пауку Segestria самых разных насекомых и наблюдал за неизбежной схваткой между членистоногими. Как он и подозревал, в осе-помпилиде явно было нечто неприятное для паука: Segestria вполне могла наброситься на осу, одолеть ее и пронзить своими жвалами, но затем по какой-то необъяснимой причине отбрасывала свою добычу, словно несвежее яйцо.

И напротив, пауку не составляло труда слопать медоносную пчелу или муху. Магия помпилиды остается трудной для понимания, но, если отталкиваться от того, что мы знаем в настоящее время о кутикуле других насекомых, вероятнее всего, у этих ос в процессе эволюции появился какой-то химический компонент, который выделяется на поверхности экзоскелета и чем-то отпугивает пауков. Скорее всего, это нелетучий кутикулярный углеводород, потому что меньше всего на свете оса-охотник хотела бы осиным зловонием анонсировать свое приближение к паучьей норе. И нам вновь остается лишь недоумевать, почему химические компоненты ос, охотящихся на пауков, не экстрагируют и не разливают по бутылочкам в качестве бытового средства для борьбы с пауками.

Другие помпилиды рыщут по владениям паука Segestria, нахально прыгая над входами в гнездо, сделанными в форме паутинных воронок, и кажутся неуязвимыми для ловчих сетей, в которых могли бы запутаться многие другие насекомые. Наша охотница просовывает свои антенны во входы, проверяя, дома ли хозяин и какие воронки пусты. Она никогда не будет настолько беспечна, чтобы самой залезть в обитаемую нору. Если хозяин норы дома, оса может подразнить его и заставить высунуть наружу лапу – а дальше она ухватится за нее, чтобы вытащить паука на поверхность земли и облегчить себе охоту. Когда добыча парализована, оса ее прячет (обычно повесив на какую-нибудь растительность, будто белье на просушку), пока не будет готова заняться ею дальше. Дело в том, помпилиды охотятся до того, как построят себе гнездо. Это предковое состояние для одиночной осы, но у него есть очевидный недостаток: пока мать-оса роет нору, пойманную с таким трудом добычу может украсть другой охотник.

Воровство пользуется популярностью среди дорожных ос: зачем испытывать судьбу и охотиться на паука при низких шансах на успех, когда можно украсть готовую еду с кустов? Аналогичным образом, зачем самой рыть нору, если можно воспользоваться уже готовой? Одиночные осы – мастерицы в деле воровства: кража добычи у других ос и нор у своей добычи – это низкозатратные стратегии, которые в какой-то степени компенсируют высокорисковый способ охоты. Естественный отбор обеспечивает равновесие между этими двумя стратегиями внутри популяции: если склонность к воровству становится слишком распространенной, отдача от нее снижается, а отдача от самостоятельной охоты возрастает. Сохранение сочетания этих стратегий обеспечивает эволюционную стабильность.

Но странности на этом не заканчиваются. Пауки, на которых паразитирует оса Homonotus, вскоре после укуса приходят в себя и отправляются дальше по своим делам, не подозревая, что у них к брюшку прикреплено осиное яйцо. Паук остается в неведении, даже когда личинка осы выводится из яйца и начинает вгрызаться ему в менее ценные части тела – жизненно важные органы паука до последнего остаются нетронутыми, пока личинка не будет готова к окукливанию. Лишь тогда паук, целиком выполнивший свою функцию живой кладовой, наконец испускает дух. От него остаются только ноги и ротовые органы. Жутковато думать, что живое существо разгуливает с частично обглоданным задом, ничего не подозревая, но утешает хотя бы то, что этот кошмар проходит для паука безболезненно и длится всего несколько часов.

Еще более примечательно у Homonotus то, что она, по-видимому, выбирает для паразитирования исключительно беременных паучих. Она размещает свое яйцо строго в нужном месте, чтобы вылупившаяся личинка могла вбуравиться прямо в брюшко паучихи и с аппетитом лакомиться развивающимися паучьими яйцами[115]. Pompilus поступает еще умнее: ради обеспечения безопасности своего потомства она еще и манипулирует ткацкими навыками паука. Паучиха доживает свой век в камере смертников, в которую превратили ее нору, и непрерывно убывает в размерах из-за откармливающейся личинки осы. Но все это время она машинально плетет защитную оболочку, превращая нору в безопасное место для окукливания осы.

Тему осино-паучьих схваток продолжает перуанская оса Pepsis heros. Если какая-то разновидность ос и пользуется более дурной славой в прессе, чем осы-веспины, то это она. По-английски это насекомое носит грозное название «тарантуловый ястреб» (tarantula hawk wasp). Эти осы-помпилиды – самые крупные представители рода и специалисты по охоте на пауков-птицеедов. Pepsis heros – любимица остросюжетных документальных фильмов о природе: ее обычно можно увидеть на экране в тесном контакте со своим волосатым чудовищным партнером по кадру, бестолково бесстрашным птицеедом. Оса Pepsis может похвастаться парой красивых оранжевых крыльев, недвусмысленно заявляющих о ее опасности, и вторым по болезненности ядом среди всех насекомых (ее превосходит только южноамериканский муравей-пуля Paraponera clavata). Но прежде всего она славится бесстрашием и успехами в охоте на пауков-птицеедов, в несколько раз превосходящих ее по размеру. Клыки против жвал – это битва членистоногих, в которой паук сражается за свою жизнь. Но пара дрожащих хелицер паукообразного не может тягаться с осиной талией, которая позволяет с акробатическим изяществом нанести убийственный удар в обширную корму паука. Одурманенную тушу бесцеремонно волокут в подземное логово, где оса уже определила ей роль кормилицы для одного яйца.

Не всякому удастся собственными глазами увидеть эту драму в исполнении осы и паука, даже если вам посчастливилось жить в Южной Америке (или побывать там). До эпохи цветного великолепия современного кинематографа, который в наши дни демонстрирует все ужасы и чудеса природы с доставкой на дом, мы полагались на кропотливые наблюдения наших «заклинателей ос». Последним, с кем мы встретимся в этой главе, будет великий русско-американский арахнолог Александр Петрункевич, чья чарующе образная проза рисует картину происходящего не хуже любого кино[116]. Опубликованный в 1926 году 30-страничный отчет Петрункевича о его экспериментах[117] особо отмечает те нюансы длительной схватки между этими борцами из таких разных весовых категорий, которые мы упускаем из виду, наблюдая ее на экране, и среди них – беспечные издевки осы над пауком. Легкокрылая оса скачет вокруг паука, словно надев плащ-невидимку, и время от времени высовывает из-под него голову просто ради развлечения. Это как раз тот самый химический плащ неприкосновенности, который много лет назад заметил Фабр в своем стеклянном амфитеатре во Франции. Через двадцать семь схваток Петрункевич описал критический момент, когда крыло осы было повреждено в челюстях паука. Несомненно, Pepsis нашла себе достойного соперника. Но с куражом лучших боксеров она приглаживает крылья – и опять как новенькая.

Петрункевич обратил внимание, что от осы исходит довольно неприятный запах, который, как он понял позже, был «запахом гнева». Однако борьба продолжается. Спустя четыре дня и пятьдесят схваток становится непонятно, как еще не сдался Петрункевич, не говоря уже о пауке с осой. На пятый день ученый предположил, что осе не по вкусу пауки этого вида, поэтому заменил его другим видом и возобновил наблюдение с жертвой номер 2. Проходит полдня и одиннадцать схваток. Когда вы уже готовы все бросить, самое время стать внимательнее: по закону подлости, чем больше усилий вы прикладываете, наблюдая за насекомыми, тем больше вероятность упустить момент, просто моргнув. Петрункевич отвернулся, чтобы поговорить с коллегой, но шестое чувство заставило его снова взглянуть на клетку: «Дело сделано, а я и не увидел!»

Полный решимости, он повторил эксперимент на следующий день и уже не допускал такой ошибки: ученый не сводил глаз со своей клетки и стал наконец свидетелем жестокого убийства[118]. В настоящее время, когда камер и технологий у нас больше, чем знаний о том, что с ними делать, нам, наверное, сложно оценить то упорство и терпение, которые требовались от натуралистов прошлого. Самоотверженность, настойчивость и внимание к каждой детали, которые проявляли наши «заклинатели ос», были поразительны. Без их целеустремленного бдения многое так и осталось бы нераскрытым в тайной жизни одиночных ос.

Мы в долгу перед тем наследием, которое оставили нам «заклинатели ос» XIX и начала XX века, за их занимательные, познавательные и заставляющие задуматься рассказы о жизни множества одиночных ос. С тех пор наука шагнула вперед, но мы должны признать, что исследования этих насекомых откроют еще немало секретов. Некоторые из них могут принести прямую пользу нашему здоровью и благополучию, тогда как другие поведают замечательные эволюционные истории – приводящие в изумление, шокирующие, поражающие великолепием, самые увлекательные сюжеты из мира членистоногих. Воздали ли мы должное нашим «заклинателям ос»? По словам современных исследователей насекомых, «книги Фабра, вероятно, [даже в наше время] являются самыми информативными»[119].

Если мы прислушаемся внимательно, то сможем услышать, как «заклинатели ос» с того света бормочут что-то одобрительное. Но нам еще многое предстоит узнать об одиночных хищных осах. Именно это и делает их величайшей загадкой среди всех ос.

3

Как вести общественную жизнь

Несомненно, высшие перепончатокрылые каким-то образом преадаптированы к общественной жизни, и поскольку считается, что муравьи и пчелы произошли от осоподобных предков, возможно, что осы хранят ключ к пониманию этой проблемы[120].

Говард Э. Эванс и Мэри Джейн Уэст-Эберхард. Осы (The Wasps, 1970)

Что у вас общего с геномом, клеткой, червем или колонией ос? Возможно, это звучит как вопрос с подвохом из барной викторины, но ответ на него прост: все это представляет собой общества. Каждое из них состоит из рядовых членов, которые выполняют собственные функции, взаимозависимы, не могут существовать в одиночку и должны сотрудничать, чтобы общество функционировало. Гены – это граждане геномов; органеллы – граждане клеток; отдельные осы – граждане колонии. Вы с червем похожи: ваше многоклеточное тело – это общество. Взаимодействующими единицами являются ваши ткани: специалисты из печени не могут функционировать без специалистов из сердца; специалисты из легких не будут работать без специалистов из почек или мозга. Общество вашего тела функционирует успешно, потому что все ваши клетки и ткани работают вместе, словно совершенные автоматы, поддерживая существование более высокого уровня индивидуальности: вас самих.

Так что сходства с осиным гнездом у вас гораздо больше, чем вы могли бы подумать.

Гены не всегда были связаны воедино, словно бусинки в геномной цепочке. Клетки не всегда обладали органоидами для выполнения задач, необходимых для их функционирования, и не всегда взаимодействовали с другими клетками, складываясь в многоклеточный организм. То, что в ходе эволюции развивались сообщества геномов, клетки и многоклеточные организмы, стало величайшим достижением природы; в совокупности это известно как основные эволюционные переходы: гены превратились в геномы, примитивные безъядерные прокариоты с минимальным набором органелл эволюционировали в имеющих ядро и сложную структуру эукариот, одноклеточные простейшие смогли развиться в сложнейшие многоклеточные организмы, а одиночные осы образовали осиные сообщества[121]. Каждый из этих биологических конгломератов представлял собой новый уровень сложности, новый тип неделимого объекта: общество, империю. Понимание того, как и почему осуществились эти переходы, – одна из величайших целей науки, стремящейся собрать воедино элементы, из которых рождается сложность биологической жизни.

В этой части книги я собираюсь объяснить, как в достижении этой цели могут помочь осы.

Наряду с мышами на стропилах и пауками в ванне общественные осы, свившие гнездо на чердаке, принадлежат, вероятно, к числу самых нежеланных гостей из дикой природы, вторгающихся в личное пространство человека. Однако эти нежеланные обитатели чердака представляют собой один из самых впечатляющих примеров основного эволюционного перехода. Гнездо – это суперорганизм, состоящий из нескольких тысяч «структурных единиц» – отдельных насекомых, – которые совместно функционируют как скоординированная, целеустремленная, синергичная машина по репликации генов. Каждое отдельное насекомое зависит от своих товарищей по гнезду; без них оно не сможет выполнить главную цель своей жизни – передать гены следующему поколению. В гнезде есть матка:[122] это откладывающая яйца авторитарная правительница, которая бесполезна и мертва без своей рабочей силы. Часть рабочих может быть усердными сборщиками корма – охотниками за белком, который необходим голодному потомству колонии. Другие охраняют вход в гнездо, проверяя всех входящих, и готовы выдвинуться на передовую, если на сородичей осмелится напасть хищник. Внутри обитают няньки, которые ухаживают за выводком и кормят его, а также следят за чистотой. Без фуражиров не было бы пищи, которую могли бы распределять няньки; без нянек в гнезде образовались бы завалы из еды, приносимой в гнездо; без сторожей доступ в гнездо был бы открыт для злоумышленников (которые могут попытаться отложить там яйца, словно кукушки) или хищников (которые будут пожирать беззащитное, голое потомство). Именно это общество – наряду со сложным устройством гнезд – делает ос такими известными.

Осиное гнездо у вас на чердаке очень похоже на ваше многоклеточное тело: это цивилизация опытных специалистов, которые, руководствуясь строгими правилами, работают совместно, словно винтики в машине. Общество ос – это самый наружный уровень сложной, похожей на матрешку иерархии жизни, созданной эволюцией: сделайте шаг внутрь, и следующий слой состоит из отдельных ос – многоклеточных существ, каждое из которых самостоятельно (подобно нам самим). Каждая клетка в каждой из ос – тоже общество; и в каждой клетке содержится полная копия генома осы, который представляет собой сообщество генов.

Это сложная и многоуровневая иерархия. На каждом из уровней есть конфликты, которые необходимо разрешать, соглашения о сотрудничестве, которые нужно заключать, и формы поведения, которые приходится контролировать и координировать. Естественный отбор действует на каждом из уровней, и особенности, благоприятные для одного из них, могут и не пойти на пользу другому. Чем больше будет уровней отбора, с которыми приходится иметь дело эволюции, тем сложнее становится жизнь. Таким образом, сам суперорганизм добавил еще один уровень сложности к структуре, которая и без того достаточно разнообразна: это было нелегкой задачей для эволюции, но еще сложнее оказалось выработать способы управлять такой структурой и поддерживать ее работоспособность.

Поэтому весьма примечателен тот факт, что в ходе эволюции суперорганизмы появились на древе жизни многократно: как минимум 25 раз среди многоклеточных организмов[123] и по меньшей мере шесть раз у общественных насекомых в виде общественной жизни[124]. Неудивительно, что феномен общественной жизни интересует ученых – от теоретиков и разработчиков моделей до эмпириков-экспериментаторов, специалистов по экологии поведения и молекулярной биологии. Суперорганизмы не возникли в одночасье: они эволюционировали на протяжении миллионов лет. Каким образом? По каким причинам? Нам нужно проанализировать действия эволюции на пути этого крупного перехода. Мы можем оперировать компонентами осиного гнезда так, как невозможно в случае генома или группы клеток. Сложно разобрать геном на части и определить вклад каждого гена, и не менее сложно понять, как и почему он эволюционировал в сторону сотрудничества с другим геном. Но вполне возможно разделить на составные элементы общество ос, чтобы выяснить, как и почему индивид превращается в рабочую особь, а не в матку.

Не все сообщества можно назвать суперорганизмами, как гнездо ос обыкновенных, притаившееся у вас на чердаке: на самом деле большинство видов общественных ос образует гораздо меньшие и более скромные сообщества. Возьмем, например, бумажных ос рода Polistes: их группа может состоять всего из 5–6 ос, причем у них не будет такой догматической приверженности своим ролям, как у наших ос-веспул. Но они все равно функционируют как общество, и их обязанности внутри гнезда разделены; это лишь более простая форма общественного образа жизни. Каждый такой вид – сам по себе уже чудо эволюции. Их общества могут быть более простыми, но они не «хотят» становиться сложнее или вырастать в суперорганизмы; они эволюционно стабильны и благополучно существуют в таком виде на протяжении вот уже миллионов лет. Не всегда эти осы столь же примечательны своими размерами, строением или функциями, как Vespula и их родственники, но они не менее (и даже более) ценны и своеобразны: они позволяют нам заглянуть внутрь процесса, которым эволюция шла от жизни в одиночку к становлению полноценного общества.

Именно загадка, как и почему простейшие сообщества ос связали свои жизни воедино, впервые привлекла мое внимание к таинственному миру ос. Попав в их цепкие общественные лапки, я быстро поддалась очарованию того удивительного разнообразия, скрытого в потайных камерах гнезда общественной осы. Пробираясь по тернистым тропам, оставленным эволюцией, я присоединилась к другим исследователям, отправившимся в это странствие, полное открытий, чтобы познать историю общественного образа жизни.

Эволюционными наработками, связанными с общественным образом жизни насекомых, воспользовались, конечно, и общественные пчелы, муравьи и термиты, которые не менее удивительны. В целом на долю общественных насекомых приходится 75 % биомассы насекомых всего мира[125]. Но осы рассказывают об истории общественного образа жизни лучше, чем муравьи и пчелы. Одиночных муравьев не бывает, все виды муравьев представляют собой суперорганизмы; в их эволюционном кильватере не осталось ничего, что могло бы рассказать нам о том, как они пришли к такой жизни. Медоносные пчелы, шмели и безжалые пчелы разнообразны по общественному устройству и интересны; однако (как мы узнали из главы 1) пчелы – это просто осы, которые разучились охотиться. Общественные пчелы и муравьи произошли от ос; так зачем обращаться к копиям, когда у нас есть оригинал во всей его блистательной красе? Эволюционный авторитет, поразительное разнообразие и ошеломляющее обилие ос повествуют об эволюционных путях и причинах возникновения общественного образа жизни.

Давайте же разберем уроки общественной жизни, которые преподали нам осы, и постараемся понять, какое значение жизненный цикл, семья, игры и обязательства имеют для становления общественного образа жизни. Мы узнаем, как эволюция играла с удивительной одиночной осой и слепила из ее эволюционных потомков общественное животное, поговорим об общественных договорах, беспорядках и провокациях, с которыми приходится иметь дело осам, и о том, как они решили эти вопросы. Путешествие к общественному образу жизни, сценарий которого написала эволюция, а осуществили осы, несомненно, представляет собой одно из самых удивительных достижений природы.

I

Во время первого общенационального карантина в Великобритании в связи с пандемией коронавируса я провела неприлично много времени в интернете, с азартом разыскивая изображения пилюльных ос (эумен). Один вид особенно сильно привлек мое внимание – это вересковая пилюльная оса Eumenes coarctatus, популяция которой в Великобритании ограничена заповедными участками первобытной вересковой пустоши на юге Англии. К середине карантина я уже пересмотрела все видео с YouTube, какие смогла найти, где показано, как самки этого вида строят свои похожие на луковицу глиняные гнезда-горшочки и ухаживают за ними. Eumenes coarctatus интересны тем, что это одиночные веспидные осы из семейства эвменид, и вероятно, одиночный предок общественных ос был на них чем-то похож. В настоящее время существует более 3000 видов пилюльных ос, но у меня были веские причины познакомиться поближе именно с этим видом.

Одиночные пилюльные осы лепят изысканные глиняные горшочки, каждый из которых напоминает римскую вазу с шаровидным основанием, переходящим в узкий вход, окруженный хрупким отгибом, который служит посадочной площадкой. Оса добывает глину в специальном «карьере» (на участке оголенной песчано-глинистой почвы) и переносит ее на «строительную площадку», где и начинает лепить свой горшок. Она использует точно такой же метод, каким вы в детстве, возможно, лепили из глины или пластилина: равномерно распределяет каждый комок по окружности, наращивая размеры горшка.

Примечательно, что, обнаружив хорошее место для добычи стройматериала, оса использует его на протяжении всей своей двух-трехмесячной карьеры гончара; за это время она лепит 20–25 горшков, каждый около сантиметра в поперечнике. Она постепенно заполняет окружающие вересковые пустоши своими изысканными горшочками, располагая их все дальше и дальше от места добычи глины. Каждый из них – это колыбель для драгоценного отпрыска с гладкой внутренней стенкой (несомненно, насыщенной антибактериальными соединениями). Слепив свой горшок, она наполнит его крошечными парализованными гусеницами (до 38 штук), а затем отложит туда драгоценное яйцо. Каждая самка Eumenes – идеальный образец самодостаточной матери-одиночки: она сама добывает и перетаскивает строительные материалы. Она проектирует и строит собственный дом и обеспечивает защиту от болезней. Она разрешается от бремени в одиночку и оставляет в колыбели запас всего необходимого для процветания потомства. Впрочем, на этом ее родительская забота заканчивается. Как только горшок наполнен достаточным количеством корма и запечатан, она бросает его, чтобы уделить все свое внимание следующему горшку и яйцу. Лепи горшок, отложи яйцо, запаси корм: она повторяет это до 25 раз за свою короткую жизнь.

Периодически повторяющийся жизненный цикл пилюльной осы не является чем-то особенным. Каждая из одиночных ос, с которыми мы познакомились в главе 2, связана аналогичным циклом задач воспроизводства и заботы о потомстве, регулируемым строгой хронологией, и раз за разом повторяет его, как конвейер по распространению генов. Примечательно здесь то, что особи из колонии общественных ос аналогичным образом выполняют всем коллективом те же самые задачи – за исключением того, что в данном случае этим заняты разные члены колонии: матки (которые берут на себя кладку яиц) и рабочие особи (которые строят гнездо и выкармливают личинок). Следует также помнить, что общественные осы (а также пчелы и муравьи) произошли от предка, который был одиночной осой.

Если соединить эти два факта, мы приходим к заманчивому предположению: возможно, альтернативные поведенческие роли матки и рабочих особей в колониях общественных ос были созданы эволюцией путем простого разделения фаз воспроизводства и снабжения кормом, которые наблюдаются у одиночного предка на протяжении всего гнездового цикла. Вот такая простая идея. Мы видели зачатки этих представлений в классических трудах наших «заклинателей ос» вроде Жана-Анри Фабра и супругов Пекхэм, но именно американский биолог Мэри Джейн Уэст-Эберхард впервые сформулировала эту идею в той форме, которая вызвала интерес у ученых.

II

Я впервые встретилась с Мэри Джейн, будучи молодой аспиранткой в Смитсоновском институте тропических исследований в Панаме, во время своего краткого «романа» с муравьями. Самая первая из ее работ была посвящена общественной бумажной осе Polistes (позже мы узнаем о ней побольше), но, размышляя о поведении общественных ос, Мэри Джейн обратила внимание на одиночную осу под названием Zethus miniatus. Zethus – это род тропических ос-эвменид, и именно этой осе было суждено перевернуть наше представление о том, каким образом в ходе эволюции мог появиться общественный образ жизни.

История открытия Мэри Джейн начинается в 1970-е годы в Колумбии, где она жила в то время. Отводя дочку в детский сад, она засмотрелась на осу, сидящую на бугенвиллее. Ежедневные визиты в сад давали ей повод задержаться возле бугенвиллеи, и ей стало любопытно, насколько по-разному проводят на ней время осы. Так же, как и у пилюльных ос Южной Англии, жизнь Zethus miniatus привязана к предсказуемым поведенческим циклам репродукции и заготовки корма. В репродуктивной фазе цикла яичники ос буквально лопались от созревших яиц, которые нужно было срочно отложить, и на этом отрезке времени осы были всецело поглощены процессом кладки яиц (совсем как матка у общественных ос); но в фазе заготовки корма, когда они добывали пищу (как рабочие особи общественных ос), их яичники были весьма скромного размера. Могла ли существовать чисто механистическая связь между степенью зрелости яичников и этими отличными друг от друга формами поведения?

Конечно, такие связи были обнаружены и у других насекомых; например, у комаров и мошек репродуктивные гормоны меняют пищевое поведение, изменяя характер восприятия насекомыми окружающей среды. Если степень развития яичников каким-то еще образом контролировала проявление у одиночной осы форм поведения, типичных для рабочей особи и матки, то вполне возможно, что этот же самый механизм, заимствованный, ассимилированный и адаптированный, мог служить для эволюции отдельных каст, наблюдаемых у общественных видов. Таким образом, эволюция каст матки и рабочих особей из предковой одиночной осы могла быть сравнительно простым шагом: предковый регуляторный механизм мог быть использован путем простого распределения элементов гнездового цикла, связанных с размножением и обеспечением пищей, между двумя разными, но взаимодополняющими типами ос, а не между двумя типами деятельности. Словно расцепленные вагоны товарного поезда, предназначенные для отправки в противоположные уголки страны, те принципы действия, правила и приспособления, что необходимы для заготовки корма, могли быть задействованы новым способом для создания рабочей особи, а те, что связаны с размножением, – для создания матки.

Это умозрительная идея проста. Но в то время ученым не удавалось объяснить, как (в механистических терминах, на уровне генов) эволюция может использовать такую фенотипическую гибкость (когда фенотип описывает и поведение, и физиологию). Важнейшей частью гипотезы Мэри Джейн было то, что различные фенотипы должны были возникать в ответ на преобладающие окружающие условия, чтобы насекомое могло воспринимать изменения в среде, непосредственно окружающей его, и гибко изменять свой фенотип – иной раз неожиданным образом. Разные фенотипы, проявляющиеся в разное время у одной и той же особи? Как же это можно осуществить на основе одного и того же генома?

В 1970-е годы ученые рассматривали геном как заполненные раз и навсегда страницы довольно строгой инструкции – последовательности ДНК. ДНК – это скрученная цепочка из двух нитей органических молекул. Как правило, последовательность генома не меняется в течение жизни индивида (кроме случаев мутаций – некоторые из них могут вызывать такие заболевания, как рак). Считалось, что различные формы поведения определяются типом генетического варианта гена (аллелью), который несет индивид, и различие между ними часто заключается всего лишь в одном нуклеотиде. Уже тогда имелись данные о том, каким образом генетические варианты предоставляют материал для фенотипической изменчивости: например, ученые сумели проследить различия в стратегиях поиска пищи у плодовых мушек[126] до простого различия в аллелях гена, отвечающего за поиск пищи. Мухи, которые были склонны меньше двигаться и добывать пищу рядом с собой, – «мухи-домоседки» – обладали иным вариантом этого гена по сравнению с мухами, которые чаще устраивали дальние вылазки в поисках пищи, – «мухами-бродягами».

Все 1980-е и 1990-е гг. в центре внимания эволюционной генетики были попытки установить, каким образом варианты генов обеспечивают наличие различных форм поведения и иных признаков, вроде ширины лба или грудного отдела тела. Но на той колумбийской бугенвиллее отдельные осы благополучно переходили от одного типа поведения к другому и обратно без каких-либо изменений в ДНК. Они даже нарушали свой жестко запрограммированный цикл «постройка гнезда – кладка яйца – снабжение пищей». Секрет, который я утаила от вас в главе 2, состоит в том, что одиночные осы не всегда проводят жизнь в полном одиночестве. Например, Zethus miniatus часто строит свои выводковые ячейки группой вместе с другими самками: иногда у них складываются добрососедские отношения, и самка заботится о чужих осиротевших гнездах, но в иных случаях она ведет себя как вредная соседка, может выгнать другую самку из ее ячейки и заменить ее потомство собственным. Иногда она даже грабит чужие ячейки, выкрадывая с трудом пойманную хозяйками добычу.

Такое поведение не объяснялось различиями в генах или вариантах генов – на протяжении всей их жизни гены не меняются. Каждая оса проявляла различные формы поведения в ответ на сигналы как из собственной внутренней среды (есть ли у них зрелое яйцо или нет), так и из внешней среды (есть ли рядом соседская ячейка, которую можно разграбить). Иными словами, в зависимости от контекста один и тот же геном порождал различные модели поведения.

Сегодня мы все лучше понимаем, как работает зависимая от контекста экспрессия генов[127]. Секрет кроется в РНК (рибонуклеиновой кислоте), которую можно сравнить с личностью, скрывающейся в тени ДНК. Подобно тому, как ваше настроение может быстро поменяться, если что-то изменится в вашем окружении, РНК очень динамична и может быстро реагировать на происходящее вокруг нее. РНК определяет, каким образом в тот или иной момент экспрессируется генетическая информация, которую несет в себе последовательность ДНК, – она делает это путем копирования кода ДНК и его преобразования в такой продукт, как белок. Если активность гена меняется[128], меняется также количество вырабатываемого им белка.

В последние годы ученые выявили различные компоненты генома, которые влияют на процесс экспрессии генов. Один из них включает химические модификации, внесенные в гены, – словно стикер-закладка в книге, указывающий, куда внести исправления. Добавление или удаление определенных химических веществ может оказать значительное воздействие на ген. Для описания этого процесса используется термин «эпигенетика»: epi- на древнегреческом означает «сверху» или «на», и занимается эпигенетика как раз тем, что добавляется «поверх» генома (или удаляется).

В 1970-е годы ученые мало что знали об эпигенетике и о том, как такие химические вещества позволяют геному быстро и динамично принимать разные обличья. Более того, лишь в 2017 году было обнаружено, что молекулярные механизмы, вызывающие у плодовой мушки поведение «домоседа» и «бродяги», включают взаимодействие между эпигенетическими метками[129] и генетическими вариантами, которые были идентифицированы за 20 лет до этого. Поэтому, возможно, неудивительно, что вдохновленная Zethus Мэри Джейн более десяти лет размышляла об эволюции общественного образа жизни. Лишь в конце 1980-х на основе своих наблюдений за естественной историей этой малоизвестной неотропической осы[130] она смогла наглядно показать, как гибкие формы поведения должны проявляться в зависимости от условий и как циклы развития яичников, унаследованные от одиночных ос, могут обеспечить механистический «исходный план» для развития каст матки и рабочих особей[131].

Такой исходный план можно рассматривать как рабочий чертеж – руководство по созданию чего-либо, дизайн или шаблон, которому легко следовать и который можно копировать и при необходимости адаптировать. Вы делаете копию рабочего чертежа каждый раз, когда пользуетесь ксероксом. Эволюция использует принцип рабочих чертежей во многих целях: исходная копия может содержать инструкции по созданию симметричной формы тела у червя или определенного расположения цветовых узоров на крыле бабочки. Эволюция может воспользоваться готовой схемой, связывающей развитие яичников с поведением, и перераспределить различные ее компоненты для создания каст общественного вида.

Однако осы на бугенвиллеях были всего лишь верхушкой интеллектуального айсберга Мэри Джейн: в 2003 году она опубликовала 800-страничное собрание данных по этому вопросу – эпохальную книгу «Пластичность и эволюция индивидуального развития» (Developmental Plasticity and Evolution)[132], которая кардинально изменила наше представление о взаимодействии между генами, окружающей средой и пластичностью в поведении. И все это благодаря тому, что Мэри Джейн отвлеклась от болтовни с другими родителями детсадовцев и обратила внимание на осу, которую до этого никто не удосужился изучить.

Идея, что уже существующие регуляторные процессы могут использоваться для создания поведенческих инноваций, многое объясняет в эволюции жизни в целом. Проще говоря, самый легкий способ приобрести в ходе эволюции новые особенности – это заимствовать их из уже существующей базы. Измените порядок процессов развития или переупорядочите их, найдя новое применение уже существующим генам или генным сетям, которые управляют физиологией, поведением или морфологией, – и, если вам повезет, в результате организм приобретет свойства, дающие ему адаптивное преимущество, а значит, следующему поколению будет передано больше генов. Другими словами, одиночная оса предоставила материальную базу – от регуляторных механизмов до физиологических и поведенческих реакций, – которой и воспользовалась эволюция, создавая касты матки и рабочих особей.

Если все эти разговоры о генах, механизмах и ассимиляции не произвели на вас впечатления, то давайте представим, что перед вами тарелка вкусной пасты альденте, и я объясню все еще раз: по аналогии с макаронами очень легко представить, как консервативный эволюционный инструментарий дает начало биологическим инновациям. Макаронные изделия – это один из самых древних переработанных пищевых продуктов, появившийся примерно в 1100 году до нашей эры. Макароны готовят из пресного теста из пшеничной муки с добавлением небольшого количества яиц и воды. «Изначальное» происхождение макарон – это предмет горячих споров (особенно тот момент, что они, вероятнее всего, происходят из Китая, а не из Италии), но большинство сходится в том, что первые макаронные изделия были листовыми, наподобие сегодняшней лазаньи. Однако достаточно нескольких взмахов острого ножа – и появляются макароны в форме лент или лапши, которые удерживают подаваемый с ними соус совсем не так, как листы, похожие на лазанью, и некоторые блюда в итоге становятся вкуснее.

Это нововведение возникло благодаря новому способу использования базового (предкового) «инструментария» листовой пасты. В течение последующих 500 лет в производстве макаронных изделий почти не было инноваций, потому что их изготовление оставалось очень трудоемким: иными словами, их развитие было ограничено регуляторными процессами, которые определяли их конструкцию. Однако в XV веке в машиностроении возникла значительная «мутация» – в это время был изобретен экструзионный пресс. В сочетании с ним «базовый инструментарий» макарон легко и быстро реорганизовался, и стало возможно изготавливать макаронные изделия самой разной формы и текстуры: такие инновации вызвали масштабный рост многообразия макаронных изделий, и все благодаря единственному, но глубокому изменению в регуляторном процессе – экструзионному прессу.

Как же история макарон объясняет, почему яичники осы могли послужить основой для эволюции каст? Наша одиночная предковая веспидная оса (похожая на Zethus) условно соответствует древней листовой «лазанье», которая еще не разрезана на ленты или лапшу: она пока не разделилась на касты маток и рабочих особей, которые появятся у насекомых с простыми сообществами (похожих на Polistes). А макаронные инновации, ставшие возможными благодаря экструзионному прессу, можно сопоставить с таким вариантом развития, при котором вид встает на путь общественной жизни и превращается в суперорганизм (как привычные нам полосатые обитатели чердаков). К этому времени интересы выживания у членов группы уже настолько глубоко переплетены и взаимозависимы, что им сложно (наверное, даже невозможно) вернуться к не-общественной жизни. Это основной эволюционный переход насекомых к жизни, посвященной служению суперорганизму. Эволюционный эквивалент макаронной «индустриальной революции» заключен в геномах: гены модифицируются, а семейства генов расширяются и увеличивают свое многообразие, создавая регуляторный механизм, который выглядит уже совсем не так, как исходный «рабочий чертеж» одиночной осы.

Идеи – это здорово, однако до тех пор, пока они экспериментально не проверены, это лишь слова. Действительно ли секрет эволюции общественной жизни скрыт в яичниках одиночной осы или это всего лишь интересный сюжет, далекий от реальности? С тех пор как Мэри Джейн Уэст-Эберхард впервые сформулировала свою гипотезу, прошло 40 лет, и пока мы достигли лишь скромных успехов в ее проверке. Дело в том, что для проверки этих идей не хватало возможности исследовать взаимосвязи между геномом и фенотипом. Процесс набрал обороты лишь на рубеже столетий, когда появление новых методов в молекулярной биологии ознаменовало возможность изучения на генном уровне любого организма (а не только плодовых мушек, червей и мышей).

В начале 2000-х я была молодой аспиранткой-исследовательницей, страстно увлеченной осами, и мне очень хотелось запрыгнуть на подножку поезда социогеномики – скоростного транспорта, который позволял ученым изучать общественную жизнь с позиций молекулярного анализа. Я получила независимую стипендию на исследования, которая позволила мне вернуться в Панаму, чтобы поработать с осами Polistes. Мэри Джейн была моим научным руководителем и, к моему удивлению, регулярно составляла мне компанию во время полевых исследований. Когда не требовалось меня успокаивать (пока мы дрейфовали в разбитых лодках по Панамскому каналу) или спасать ситуацию с помощью ее безупречного испанского (когда наш участок для полевых исследований, заброшенный на вид, оккупировали десяток рабочих, повесивших там свои гамаки), мы много разговаривали об осах, яичниках и поведении. Моей целью было проверить, является ли поведение матки и рабочей особи в сообществах Polistes следствием различий в экспрессии их общих генов.

Осы Polistes – это один из тех видов, которые дают нам редкую возможность взглянуть на процесс эволюции общественного образа жизни: они живут группой, в которой есть специализированные матки и рабочие, но эти роли очень пластичны и позволяют отдельным осам в зависимости от обстоятельств менять свое поведение, переключаясь с заготовки корма на кладку яиц, если меняется положение дел внутри группы или в ее окружении. Эта пластичность в поведении напоминает нам об осе Zethus на той бугенвиллее, где Мэри Джейн увидела, как быстро осы меняют свою стратегию в зависимости от местных условий, и именно здесь стоит искать рецепт, по которому эволюционирует общественный образ жизни. Короче говоря, целью моих поисков было обнаружение геномного механизма, способного объяснить, как могли бы работать идеи Мэри Джейн.

Оглядываясь назад, я понимаю, что это был наивно-амбициозный проект, поскольку на тот момент методология изучения экспрессии генов у ос была еще не очень хорошо разработана. Не был секвенирован геном ни одной осы, и, разумеется, малоизвестная тропическая оса была далеко не первым пунктом в списке у исследователей. Однако меня вдохновила работа, незадолго до этого проведенная на медоносной пчеле с использованием ДНК-микрочипов генов, рассматриваемых на предметном стекле под микроскопом, которая показала, что матки и рабочие особи различаются по характеру экспрессии сотен генов. Медоносная пчела – это суперорганизм, далекий от одиночной осы и истоков общественного образа жизни, поэтому, хотя такие открытия обнадеживали и даже выглядели весьма заманчивыми, они почти ничего не рассказали нам о том, как проходила эволюция простейших (и предположительно самых первых) форм сообществ насекомых. Оса Polistes не идеальная кандидатура (как мы узнаем позже), но если бы мы могли найти в ее простых обществах признаки определяемой внешними условиями экспрессии генов, связанных с принадлежностью к касте, мы оказались бы значительно ближе к тому, чтобы подтвердить нашу гипотезу.

После многих месяцев веселой жизни в тропических лесах, когда я возилась с осами и лодками на Панамском канале, училась танцевать сальсу (неудачно) и говорить по-испански (совсем неудачно), холодная реальность лаборатории молекулярной биологии огорошила меня. В начале 2000-х ДНК-микрочипы были самой многообещающей технологией, идеально подходящей для нужд опытных специалистов по молекулярной биологии, но при условии, что у них есть подходящие источники генома и финансовая поддержка. До этого не дотягивали ни мои осы, ни мои ресурсы. Я отступила: мне не суждено было погулять на этой научной вечеринке в дизайнерском лабораторном халате. С глубоким вздохом признав свое научное поражение, я похоронила ДНК-микрочипы и надежды на них в глубинах лабораторного шкафа и обратилась к апробированному методу всплеска радиоактивности. Клоны генов успешно (и беспорядочно) метили радиоактивным изотопом фосфора-32 еще с 1970-х годов с помощью метода, известного как нозерн-блот: потрескивание счетчика Гейгера и пятнышки на фотопленке могут быстро показать, у каких именно генов экспрессия происходит по-разному в разных образцах. После нескольких месяцев изучения радиоактивных авторадиографических снимков я наконец нашла то, что искала. Пластичные роли маток и рабочих особей у Polistes действительно были связаны с различными уровнями экспрессии общих генов: это был тот самый механизм экспрессии, определяемой внешними условиями, который требовался эволюции[133], чтобы использовать жизненный цикл одиночного вида и приспособить его для создания общественной жизни. В масштабах эволюционной геномики мое открытие не выглядело особенно новаторским, поскольку к этому моменту поезд геномики уже мчался на всех парах по всему миру. Но применительно к осам и нашему пониманию механизмов эволюции общественного образа жизни свою лепту я все же внесла. И мой вклад был первым в своем роде для ос и для простого общественного насекомого с гибким определением кастовой принадлежности. Он доказал, что гибкий механизм, необходимый насекомому для пластичного реагирования на окружающую среду, действительно заложен в генах.

III

Пока я гонялась за осами в Панаме, лаборатории всего мира повально увлеклись геномикой. Исследователи наконец-то поняли, что с помощью этих новых молекулярных методов можно проверить гипотезы, годами ждавшие своей очереди, а не только версию о том, что в осиных яичниках хранятся «чертежи» эволюции общественного образа жизни. Поиск «гена того» и «гена этого» внезапно стал осуществимым и очень модным делом. Молекулярные лаборатории по всему миру заполнились учеными, у которых глаза разбегались, как у малышей в только что открывшейся кондитерской. Что касается общественных насекомых, то первой внимания удостоилась медоносная пчела, геном которой был секвенирован в 2000 году, открыв перед исследователями настоящую волшебную шкатулку.

В главе 1 мы говорили о том, что, подобно общественным осам, общественные пчелы (такие как медоносная пчела) произошли от предковой одиночной пчелы. Более того, одиночные пчелы унаследовали тот же самый хронологический гнездовой цикл – «построить гнездо, отложить яйцо, обеспечить пищей, повторить» – от своих предков, одиночных ос. И потому предположение, что циклы кладки яиц и заготовки корма у одиночного насекомого могут быть механистическим планом для эволюции каст, одинаково справедливо как для общественных пчел, так и для ос. Кроме того, работа с медоносной пчелой приносит сопутствующие выгоды, потому что в настоящее время мы знаем достаточно много о том, как устроена ее пчелиная жизнь, в том числе о разнообразии форм поведения внутри рабочей касты и о том, как они управляются. Вполне естественным следующим шагом было выяснить, как геномам удается регулировать эти различные аспекты социального поведения, при этом допуская гибкость. Сокровище из волшебной шкатулки медоносной пчелы, о которой мне хотелось бы вам здесь рассказать, относится к «гену важности» – главному регулятору и координатору социального поведения у медоносной пчелы и, возможно, не только у нее.

Рабочим пчелам никак не стать матками: каждая из них с первых дней существования[134] обречена быть рабочим винтиком в машине колонии и помогать генерировать больше копий собственных генов, выращивая чужой расплод, приходящийся ей сестрами. Но жизнь рабочей особи не так утомительна и однообразна, как это может показаться. Даже если вы никогда не наблюдали за колонией медоносных пчел вживую, вам, возможно, известно, что существуют два типа рабочих: «няньки», которые обычно остаются дома, чтобы помогать по хозяйству и ухаживать за выводком, и «сборщицы», которые вылетают из улья, чтобы собирать пыльцу и нектар[135]. Что же определяет, кто будет нянькой, а кто сборщицей?

Ответ: возраст. Просто возраст. Молодые пчелы начинают свою трудовую жизнь в качестве нянек. Становясь старше, они переходят на работу вне улья в качестве сборщиц. Возраст как надежный регулятор поведения у многих общественных насекомых, а не только медоносных пчел – это настолько частое явление, что данный процесс имеет собственное наименование: возрастной полиэтизм. Не напоминает ли это вам еще и нашу одиночную осу с ее выверенным, как часы, гнездовым циклом? Построить гнездо, отложить яйцо, обеспечить пищей, повторить. Хронология определяет, когда она ведет себя тем или иным образом. Вопрос состоит в следующем: что за ген (или гены) управляет этими часами?

Биологические часы – это основа для регулирования, к которой можно добавлять новые функции и вариации. Ход поведенческих часов рабочих пчел можно ускорить, если внезапно возникнет потребность в большем количестве сборщиц и меньшем – нянек: рабочих особей, жизнь которых внезапно ускоряется таким образом, называют скороспелыми сборщицами. И вне зависимости от своего возраста сборщицы могут вернуться к работе в улье, если в них возникнет необходимость. Ученые могут принудить пчел выполнять нетипичные для их возраста роли, манипулируя условиями в колонии – удаляя нянек или сборщиц, забирая или добавляя расплод. И пчелы превосходно адаптируются к этим изменениям.

Такая поведенческая гибкость напоминает ту пластичность, которую мы наблюдали в поведении одиночной осы, а также наших Polistes с простым общественным устройством. Так что сейчас мы прикручиваем пластичность – способность реагировать на изменения – к нашим часам-основе. Эта пластичность определяет, каким образом меняется ваше поведение. Здесь возникает и другой вопрос: как может ген (или гены), регулирующий поведение, обладать при этом способностью к реагированию, чтобы позволять проявляться этой пластичности в рамках ограничений, налагаемых биологическими часами?

Генетические часы, искривляющие время, – это звучит довольно сложно. Но дальше будет еще сложнее. Наборы форм поведения, казалось бы, не связанных между собой, могут регулироваться совместно. Одни медоносные пчелы-сборщицы специализируются на сборе нектара, тогда как другие – на сборе пыльцы. Наличие баланса в предпочтениях означает, что будут удовлетворены все потребности колонии. Сборщицы пыльцы, как правило, переходят от работы няньками к сбору пищи в более молодом возрасте, чем рабочие особи, собирающие нектар[136]. С этими предпочтениями соотносится разница в чувствительности к сахарозе, а также незначительное увеличение яичников: у сборщиц пыльцы яичники чуть крупнее, и они обладают особой чувствительностью к сахарозе, тогда как у сборщиц нектара яичники более тонкие, и на сахарозу они реагируют не так остро. Это означает, что поведение рабочей особи у медоносной пчелы – это не выбор из двух вариантов: или обязанности няньки, или сбор корма.

То, чем, когда и почему они заняты, определяется совместно регулируемым набором из четырех взаимосвязанных признаков, каждый из которых имеет значение: яичники, тип корма, тяга к сахару и возраст. Этот коктейль согласованных форм поведения – не особый дар, которого удостоены исключительно медоносные пчелы. Эти же совместно регулируемые свойства прослеживаются у их одиночных предков – способных к воспроизводству одиночных насекомых, которые заготавливают пыльцу и скармливают ее потомству, а нектаром питаются ради собственного удовольствия (вариант питания, не связанный с репродукцией). Таким образом, поведение рабочих особей медоносных пчел можно проследить до общего плана, присущего их одиночным предкам – все именно так, как предположила Мэри Джейн для той осы на колумбийской бугенвиллее.

И что еще удивительнее, этот набор взаимосвязанных моделей поведения, видимо, реагирует на инструкции главного регуляторного гена: комплект генов, определяющих социальное поведение, с единым выключателем. Вителлогенин[137] – это и предшественник яичного желтка, и базовый фактор для процессов размножения всех размножающихся яйцами животных, в том числе одиночных предков общественных насекомых. Он дирижирует симфонией поведения рабочих особей, изменяя его проявление в соответствии с возрастом и типом рабочей особи. Сборщицы пыльцы и сборщицы нектара – это дополняющие друг друга музыканты в оркестре, созданном еще при их одиночном предке. Для удовлетворения потребностей колонии вителлогенин управляет ими порознь. Достаточно одного взмаха дирижерской палочки вителлогенина[138] – и сходящие с ума от сахара сборщицы пыльцы со своими слегка набухшими яичниками переходят от заботы о потомстве к сбору пищи в более молодом возрасте, чем рабочие особи, собирающие нектар. Регулируя экспрессию вителлогенина в хронологическом порядке, рабочие исполняют музыку колонии в нужной тональности и правильном музыкальном размере.

Конечно, на самом деле в геномном оркестре нет единого дирижера ни для одной сонаты: вителлогенин действует в составе целой сети генов, производящей такие молекулы, как гормоны, снабжающие инструкциями эндокринную систему. Одна из важнейших связей вителлогенина – это связь с ювенильным гормоном, основным регулятором физиологии у насекомых – в особенности размножения. Ювенильный гормон хорош для экспериментальных исследований тем, что он легче (и с меньшими затратами) поддается измерениям и манипуляциям по сравнению с геном вроде вителлогенина. Синтетический аналог этого гормона можно купить и просто нанести на насекомое. Эксперименты такого рода показали, как у одиночных насекомых выработка ювенильного гормона связана с повышенным уровнем экспрессии вителлогенина и активным размножением.

У общественных насекомых этот гормон, по всей видимости, приобрел более разнообразные роли: данные по медоносным пчелам, шмелям, муравьям и осам свидетельствуют о том, что у рабочих особей ювенильный гормон играет иную роль, чем у маток. В типичном случае ювенильный гормон сохраняет свою предковую функцию – такую, как управление развитием яиц у маток, но у рабочих его функции отклонились от этого курса, и теперь он на манер коварного кукловода управляет такими формами поведения, как уход за потомством и сбор пищи, утратив свою основную роль регулятора воспроизводства. И действительно, идеальный способ скорректировать поведение рабочей особи у Polistes – это нанести на нее синтетический аналог ювенильного гормона; останется только наблюдать, как она неудержимо скатывается в состояние скороспелой сборщицы. И в то же время у маток Polistes наблюдается самый высокий уровень содержания гормона, что демонстрирует его роль единоличного регулятора механизма репродуктивного поведения[139]. Тот факт, что у общественных насекомых ювенильный гормон выполняет как старые, так и новые функции, демонстрирует, каким образом эволюция может модифицировать исходную схему, унаследованную от одиночного предка. «Расцепление» механизмов репродуктивных и нерепродуктивных процессов открывает двери для целой галереи инноваций. А применительно к кастам общественных насекомых это нововведение состоит в переделке старого гена (или гормона) для одновременной регуляции поведения и физиологии у двух очень различающихся фенотипов: маток и рабочих особей.

Нет ничего необычного в том, что один ген (или гормон) оказывает множественное воздействие на поведение. Это классический пример плейотропии – узкоспециального термина, значение которого в общих чертах проще объяснить на картошке. Картофель по своей сути остается картофелем, как ген всегда остается геном, определяемым цепочкой нуклеиновых кислот, которые составляют присущую ему одному последовательность ДНК. Но чем станет этот ген-картофелина (как произойдет его экспрессия), зависит от его индивидуального опыта. Например, вы любите готовить картофель на пару или запекать? Под действием разной окружающей среды (духовки, пароварки) получатся разные результаты.

Еще картофель может менять свое внешнее проявление с течением времени в ответ на изменения обстановки и в конечном счете выполнять различные функции. Возьмем наш скромный отварной картофель: возможно, его функция в том, чтобы стать гарниром к жареной рыбе. Но он же может превратиться в пюре и послужить нежной подушкой для пары хороших сосисок. Внешние проявления картофеля, в которых по-прежнему видна «картофельность» (например, отварная картофелина или ложка пюре), сродни консервативной (характерной для предка) роли гена вроде вителлогенина и желтка, который он помогает вырабатывать, или ювенильного гормона, который контролирует экспрессию вителлогенина: все это аккуратно вписывается в ожидаемую функцию «картофельности» (или, в случае вителлогенина, – размножения).

Но допустим, вы возьмете картофель, сделаете из него тесто и бросите в кастрюлю с кипящей водой: у вас получатся клецки-ньокки, внешне больше похожие на макаронные изделия, чем на картошку. С точки зрения своего происхождения ньокки – это по-прежнему картофель, но теперь у него совершенно иная кулинарная функция. Вителлогенин (и ювенильный гормон) сохраняет свою исходную функцию – регулирует развитие яичников у репродуктивных каст общественных насекомых (обычный вареный картофель), но, кроме того, вителлогенин (и связанный с ним путь метаболизма ювенильного гормона) в ходе эволюции был приспособлен к выполнению дополнительных функций – регулированию поведения рабочих особей (инновационные ньокки). Вителлогенин и его сообщники для насекомых – то же самое, что обычная картошка для людей всего мира: жизненно важная вещь.

IV

Просто удивительно, как ученые, страстно желавшие установить связь между ювенильным гормоном, вителлогенином, поведением и размножением у муравьев, общественных пчел и общественных ос, практически полностью игнорировали проверку важнейшей гипотезы, что цикл развития яичников связан с эволюцией общественной жизни. Нам нужно проверить ее на насекомом, занимающем ключевое положение: на одиночном насекомом (точнее, на одиночной осе), которое с определенной долей вероятности представляет собой предковое состояние для общественных насекомых. Лучшая модель, которой мы располагаем для этой цели, – одиночная оса семейства эвменид, последний общий одиночный предок общественных ос, с которого начались первые шаги к общественному образу жизни. Если одиночная оса вроде нее действительно играла роль плавильного котла для ингредиентов, из которых образуются касты общественных насекомых, то типы поведения матки и рабочей особи у этих одиночных насекомых, несомненно, должен регулировать тот же молекулярный механизм, что и у общественных насекомых. Первый эксперимент был проведен в 2018 году на одиночной эвменидной осе из Южной Африки Synagris cornuta. Как и ожидалось для такой осы, смена моделей поведения, характерных для матки и рабочей особи, коррелировала с циклами развития яичников. «Рабочее» поведение (поиск пищи) было связано с меньшими по размеру (или медленнее растущими) яйцеклетками, тогда как «маточному» поведению (постройке ячеек, то есть подготовке к кладке яиц) соответствовали зрелые (или быстро растущие) яйцеклетки. Иными словами, модели поведения, присущие той или иной касте, проявлялись поочередно в течение определенного отрезка времени и находили свое отражение в различиях состояния яйцеклеток, как и предсказывала гипотеза о «чертежах» в цикле развития яичников. Нам до сих пор не хватает решающего эксперимента, который позволит определить, были ли регуляторные молекулярные пути одиночного предка приспособлены и перекомпонованы для создания обществ. Вот почему я, как и прежде, гоняюсь за пилюльными осами по чудесным вересковым пустошам Англии.

Вересковая пилюльная оса – Eumenes coarctatus – единственный вид этого рода в Великобритании, но в мире насчитывается свыше 100 видов Eumenes, и они все лепят гнезда-горшки. В более теплых краях их можно обнаружить на мягкой мебели, на стенах дома, на бельевых веревках – на чем угодно, если рядом есть подходящий «карьер», который сохраняется достаточно долго, чтобы оса успела налепить горшков. Считается, что их внушительные горшки послужили примером для ремесленников – коренных американцев, которые около 4500 лет назад лепили сосуды, повторяющие очертания выводковых ячеек пилюльной осы. У пилюльных ос есть фора в 85 миллионов лет перед людьми-подражателями, поэтому неудивительно, что осы выигрывают в изысканности и качестве. Их гончарные изделия – это не просто смесь глины с водой. Осы демонстрируют нам химические чудеса мира насекомых, когда в процессе лепки горшков обогащают их стенки необходимыми минеральными веществами вроде магния, цинка и железа. Несомненно, эта облицовка придает гнездам антибиотические свойства и гарантирует, что потомство будет защищено от болезней, пока проходит его одинокое детство в запечатанном горшке.

Алхимические навыки пилюльных ос настолько велики, что люди в отдаленных тропических уголках мира пользуются этими гнездами как источником необходимых минеральных веществ – обогащенная питательными веществами земля оказывается очень действенной аптечкой в буквальном смысле на один укус. В некоторых частях Африки, Азии и Южной Америки поедание преобразованной насекомыми земли (геофагия) является традиционной практикой, передаваемой из поколения в поколение. Благодаря этому женщины и дети получают те же минеральные добавки, которые городские жители покупают в аптеках. Антропологи считают, что эти насекомые имеют ключевое значение для плодовитости и деторождения в культуре Западной Африки, где дети и беременные женщины регулярно срывают глиняные гнезда ос Synagris со стен своих глинобитных домов (оставляя на стенах характерные отметины). В наших краях, если у женщины детородного возраста внезапно возникает тяга к имбирному печенью, вы ненавязчиво предлагаете ей тест на беременность. В сельских районах Западной Африки тесты на беременность не так доступны, но, если женщина соответствующего возраста начинает скрести землю в поисках термитника или осиного гнезда, это считается вернейшим признаком беременности. Эти женщины отмечали, что «чувствовали потребность» или «сильное желание» поедать землю, собранную насекомыми, – точно так же, как меня во время беременности тянуло на крекеры и имбирное печенье (за исключением того, что имбирное печенье было менее полезно для меня и ребенка, чем осиное гнездо).

О лечебном значении осиных гнезд впервые стало известно случайно, после вспышки вируса Эбола в 2013 году в отдаленной деревне на юго-востоке Гвинеи. Эбола – инфекционное вирусное заболевание, естественным носителем которого, скорее всего, является крылан (летучая собака), – время от времени поражает людей, причем с ужасающими последствиями. Она очень заразна, и показатели смертности колеблются в пределах 22–88 %, превышая показатели других вирусов с высокой смертностью, таких как ВИЧ, оспа, атипичная пневмония и ближневосточный респираторный синдром. Нулевым пациентом был полуторагодовалый ребенок по имени Эмоле Уамуно из деревни Мелианду. Оттуда Эбола каскадом распространилась по окрестностям, а эпидемия 2014–2016 годов унесла более 11 000 жизней в трех западноафриканских странах: Сьерра-Леоне, Либерии и Гвинее.

Замечательные догадки о важности земли из осиных гнезд появились благодаря тому, что у матери Эмоле Уамуно возникла неутолимая страсть к поеданию гнезд ос Synagris. Кроме того, оказалось, что как раз во время инкубационного периода болезни у Эмоле она была беременна еще одним ребенком. Пытаясь выяснить, каким путем болезнь распространилась в соседние общины, ученые обратили внимание на сильнейшую тягу женщины к осиным гнездам и решили ее исследовать, поскольку известно, что матери занимаются геофагией вместе с детьми.

Во время вспышки болезни британский антрополог Джеймс Фэйрхед изучал геофагию среди жителей деревни. Несмотря на то что Фэйрхед провел в деревне Кисси целый год, он признался, что не обращал внимания на углубления во внутренних стенах домов, считая их следами обычного износа[140]. Отметины вызвали его интерес лишь во время исследований лихорадки Эбола: ямки были местами расположения осиных гнезд. Анализ минерального состава собранной осами земли показал, что она была обогащена магнием, фосфором, калием, железом, кобальтом и цинком. Беременные женщины обычно съедают от 20 до 80 граммов земли из осиных гнезд в день, и мать Эмоле предположительно находилась в верхней части этого диапазона, что и привлекло к ней внимание исследователей. Мы до сих пор не знаем, как Эмоле заразился лихорадкой Эбола, но, скорее всего, это произошло через крыланов, а не через гнездо пилюльной осы.

Вернемся к нашей недавней пандемии и пилюльным осам на английских вересковых пустошах, где я боролась с желанием сжевать один-два таких горшочка. После ослабления карантина в Великобритании в 2020 году я примчалась сюда в надежде собрать образцы этих одиночных ос. Фотография энтомолога-папарацци из твиттера, сделанная на мобильный телефон, заставила меня подумать, что горшечник лилипутского размера изящно слепил по кругу крошечную фарфоровую колыбельку для своего малыша размером с булавочную головку. Так что я с некоторым недоверием восприняла свое первое наблюдение, поскольку оса оказалась гораздо крупнее, чем я ожидала (и еще потому, что я разглядывала голый песчано-глинистый склон всего лишь десять минут: нечасто случается отыскать ос так просто). И все же это было весьма приятно, потому что я уже задумалась о том, что происходит на молекулярном уровне внутри мозга осы, в центре контроля ее поведения. Большая голова означает большой мозг – а значит, большое количество генетического материала для проверки гипотезы Мэри Джейн Уэст-Эберхард.

В тот солнечный день я лежала на животе на песчаном откосе посреди верескового моря: моя миссия состояла в том, чтобы поймать вересковую пилюльную осу в момент, когда она выполняет задачи «рабочей» (ловля гусениц) и «маточной» (кладка яйца) моделей поведения, и зафиксировать экспрессию генов в действии. Довольная находкой нескольких самок, собирающих глину, я полюбовалась их крупными головами и подумала, что все самое трудное уже позади. Я уже жадно предвкушала изобилие РНК, которое даст для нашего проекта каждый осиный мозг. Я изучила на YouTube видеоролики с этими осами и была уверена, что еще до захода солнца у меня в пробирках уже будут все образцы ос – и добывающих пищу, и откладывающих яйца. Ох, какой же я была наивной. Найти осу, собирающую глину, – это очень хорошо, но отыскать ее гнездо-горшочек – совсем другое дело.

Не обращая внимания на опасливые взгляды встречных, я поймала себя на том, что неуклюже скачу по зарослям вереска, пытаясь нагнать осу на ее пути от места добычи стройматериала до горшка. Что касается пчел, есть проверенный временем способ выследить насекомое до самого гнезда[141]. Если вы хоть раз пробовали следить взглядом за крошечным летающим насекомым и при этом скакать галопом по неровной земле, то поймете, каких царапин и боли в лодыжках мне это стоило. После еще нескольких неловких попыток выследить осу и еще часа с лишним отчаянного прочесывания вереска в поисках их горшков (бисерных иголок в стоге сена) я поняла, что мне нужно больше людей, чтобы разместить посты наблюдения вдоль траектории полета осы.

Подкрепление прибыло на колонне велосипедов, пышущее энтузиазмом в разной степени. Преимущество наличия нескольких детей разного возраста (и роста) заключается в том, что их можно расставить в разные по вертикали контрольные точки на пути полета осы. Четырехлетний ребенок может занять пост на земле, готовый предупредить следующего из детей по очереди, когда оса покидает свой карьер. 12-летняя девочка стоит в нескольких метрах дальше по пути следования, готовая сообщить направление движения цели 14-летнему мальчику, которому больше всего хотелось промчаться по вересковой пустоши в погоне за осой. Тем временем мой муж отправился на поиски иголок в стогах, то есть осиных горшков, в совершенно другом направлении (вероятно, чтобы спокойно послушать репортаж с матча по крикету). Я была уверена, что мы обязательно выследим хоть один горшок.

Возможно, нам бы это удалось, если бы четырехлетку не отвлекал огромный пакет картофельных чипсов, 14-летний сын не начал практиковаться в художественной съемке своего велосипеда на новую камеру, а 12-летняя дочь не решила, что вересковые пустоши – самое подходящее место, чтобы проверить, как она научилась делать «колесо» без опоры на руки. На одном желании ублажить маму, помешанную на осах, далеко не уедешь: терпения детей хватает ровно так же ненадолго, как пачки чипсов. Мы поплелись домой, не найдя ни единой осы.

Учитывая красоту этих ос, их навыки лепки горшков и доступное для наблюдения поведение, просто удивительно, что эти древние горшечники настолько плохо изучены. С середины XX века проводились лишь отдельные исследования, которые занимались динамикой численности популяций пилюльных ос в красивых местах отдыха вроде Сейшельских островов, но помимо этого мало что могло удовлетворить интерес к этим насекомым в целом. Не считая специализированных публикаций, мир пилюльных ос для меня открыл замечательный натуралист и охотник за осами Джон Уолтерс. Внештатный эколог, сам создавший работу своей мечты, Джон получает деньги за то, что выслеживает случайно выбранные виды и находит то, о чем интересно снять фильм или рассказать. Вересковая пилюльная оса была одним из таких случайно выбранных видов, который ему было поручено «выследить и разгадать» несколько лет назад. Он и не подозревал, до чего увлекательными окажутся эти осы. Его интерес к ним оказался настолько велик, что Джон организовал в девонширских вересковых пустошах собственный специально разработанный карьер стройматериалов для пилюльных ос в 30 минутах езды от дома, чтобы можно было наблюдать за ними с комфортом.

К моей великой радости, Джона не пришлось долго уговаривать, чтобы он лично обучил меня технике выслеживания пилюльной осы. Мы встретились на пустошах Дорсета, и вскоре я поняла, что именно делала неправильно: нужно было не просто прилечь, а как следует растянуться рядом с осой. Вообще говоря, стоило ложиться на спину, чтобы лучше разглядеть силуэт осы на фоне неба. А когда оса взлетает, надо быстрее вскакивать, не сводя глаз с этого маленького комочка, взлетающего в небо. И бежать нужно было как газель, а не как мамочка средних лет с тремя детьми. Но самое главное: ни в коем случае, что бы ни произошло, глаз не спускать с осы! Было весьма занимательно наблюдать за работой Джона: его глаза видели только ос.

Он бежал по вереску, едва касаясь его ногами, словно ящерица-василиск[142], и отслеживал полет ос на расстоянии сотен метров от их карьеров. Но осы были настроены против нас, и нам опять не удалось выследить до самого гнезда ни одну из них. Я чувствовала себя в некоторой степени оправданной: если в тот день даже сам Джон Уолтерс, прославленный осиный следопыт, не смог проследить путь осы до ее горшка, то и мне не стоило судить себя слишком строго. Джон винил местность – недостаточно ровную, чтобы можно было хорошо разглядеть осу на фоне горизонта; он посоветовал мне выбрать менее волнистую часть пустоши.

Джон отправился обратно в Девон на свою персональную осиную ферму, а я в это время планировала третью часть своей погони за осами. Я выяснила, что Дорсет популярен не только у самих пилюльных ос, но и у их горячих поклонников. Пока я прочесывала песчаную дюну, рекомендованную Джоном, там объявился весьма загорелый мужчина с самым огромным объективом, какой мне приходилось видеть. Побеседовав с ним несколько минут (и тайком погуглив), я узнала, что это был не кто иной, как доктор Боб Гиббонс, эколог, фотограф дикой природы, натуралист, экскурсовод по заповедникам и автор и иллюстратор более 40 книг и путеводителей по природе.

Боб тоже искал пилюльных ос. Мы вместе благополучно пересекли дюну, но осы не желали нам помогать, и тогда Боб позвонил двум своим друзьям-натуралистам, Сью и Крису, которые также искали пилюльных ос на вересковых пустошах Дорсета. Оказалось, что они все лето подсчитывали этих ос и охотились за их горшками для Национального фонда. Осы и не подозревали, что у них нашлось столько поклонников. И вот мы стояли: Боб, Сью, Крис и я, зачарованные миниатюрными гончарами, которые спокойно занимались своими делами в конце сезона.

Было приятно за один день наткнуться на целую гильдию[143] поклонников пилюльных ос. Мне пришлось ущипнуть себя, чтобы убедиться, что все происходит по-настоящему. Вообще, насколько я помню, единственными людьми, которых я видела в тот день, были любители пилюльных ос, и к тому же все они оказались очень приятными. Меня восхитила в них, наряду с невероятными познаниями в естественной истории (не только о пилюльных осах), преданная любовь к этим маленьким существам. Но в этом-то и заключалась проблема. Я туда приехала (с разрешения Национального фонда), чтобы взять образцы пилюльных ос для анализа экспрессии генов в их мозге и проверить гипотезу о связи размножения с эволюцией. Порядок действий был таков: поймать осу на нужном этапе поведения, погрузить в пробирку с жидкостью, которая сохранит ее РНК, и при этом оторвать ей голову, чтобы жидкость обязательно проникла в драгоценную мозговую ткань). Экспрессия генов меняется быстро, так что обезглавливать осу необходимо было сразу – прямо в том месте, где оса занималась своими делами, а не в конфиденциальной обстановке лаборатории.

Моя научная цель была благородной, но я просто не могла заставить себя на глазах у Боба, Сью и Криса обезглавливать пилюльных ос: тех самых ос, за которыми они с любовью наблюдали на протяжении всего лета. Несмотря на то что жизнь ос клонилась к закату (приближалась осень), я просто не могла этого сделать. Я подождала, пока не настало время помахать на прощание своим новым друзьям, а затем побежала обратно на пустошь в надежде тайком изловить нескольких ос. Но энтузиазм «гильдии пилюльщиков» был так велик, что мы загулялись до самого вечера: солнце уже клонилось к закату, и осиный день естественным образом подходил к концу. Мне удалось тогда собрать немного ос, но не в таком количестве, которое требовалось нам для анализов.

Моя роль в истории о пилюльной осе и тех знаниях об эволюции социального поведения, которые она может нам дать, еще не получила достойного финала. Вы можете спросить, зачем же я тогда взяла на себя труд рассказывать здесь об этом. Я так поступила, поскольку мне важно, чтобы люди понимали, что не все научные начинания приносят свои плоды – по крайней мере, не с первой (или даже не со второй или третьей) попытки. Для меня это был успех, хотя и не совсем такой, как я ожидала. Пандемия ограничила (в том числе буквально) мою сферу деятельности британскими видами и заставила обратиться к изучению того, что было прямо у меня под носом, вместо того чтобы мчаться на самолете в тропическую страну в погоне за более экзотическими видами. Я узнала, что дикая природа у нас в Великобритании очень своеобразна и что нам еще многое предстоит узнать.

Я познакомилась с несколькими фантастическими людьми, которые не были профессорами или специалистами по поведению насекомых, не имели докторских степеней по энтомологии, но обладали ценными знаниями, которым вряд ли нашлось бы место в академическом журнале. Это именно то самое глубокое понимание естественной истории, которое позволило Мэри Джейн написать свой значимый труд о природе чередующихся форм поведения. Благодаря Джону Уолтерсу мы сейчас находимся в процессе секвенирования генома вересковой пилюльной осы и уже прошли примерно полпути в процессе отбора образцов, необходимых для того, чтобы проверить репродуктивную теорию становления общественных насекомых. Возможно, нам не удастся стать первыми, кто сделает это в отношении одиночной осы-эвмениды, но я в любой момент променяю первенство в науке на несколько часов на вересковой пустоши вместе с «гильдией пилюльщиков».

V

Циклы функционирования яичников – это не единственный «чертеж», на основе которого эволюция разрабатывала вариации. В начале 2000-х годов специалист по биологии ос Джим Хант предположил, что эволюция может использовать зимнюю диапаузу у одиночных насекомых в качестве основы для создания каст матки и рабочих особей. Диапауза – это ключевая особенность жизнедеятельности насекомых, состояние сезонного покоя, которое насекомые используют для пережидания таких неблагоприятных условий окружающей среды, как зима[144]. Насекомое замедляет свой обмен веществ, вообще никак не «ведет себя», его развитие и репродуктивная функция прекращаются, а рост заторможен вплоть до почти полной остановки. Способность насекомых отключать свои биологические функции и выживать в экстремальных условиях окружающей среды восхищала биологов на протяжении сотен лет.

Первым, кто подробно описал это явление, был французский натуралист Рене де Реомюр, который в своем трактате 1734 года о поведении и физиологии насекомых в зимний период отметил, что холод «приводит пчел в состояние, в котором пища перестает быть им нужной; он держит их в своего рода оцепенении». Но лишь в последние пару десятилетий ученые начали по-настоящему понимать явление диапаузы: почему она происходит, что является сигналом к ее началу и каковы механизмы, которые регулируют ее и гарантируют, что она наступит в нужное время. К факторам, запускающим зимнюю диапаузу, относятся температура, влажность, рацион и продолжительность дня или ночи.

Диапауза – это всего лишь один из примеров биологических ритмов, которые восхищали людей тысячелетиями – вероятно, с тех пор, как мы стали земледельцами, которым пришлось постигать и осваивать естественные циклы животных и растений для успешного их использования. Могли ли механизмы, регулирующие диапаузу у одиночных насекомых, перестроиться так, чтобы получить маток и рабочих особей общественного насекомого?

Давайте вернемся на пустоши, к нашей пилюльной осе, чтобы чуть лучше понять, как может работать гипотеза диапаузы.

Через пару дней после того, как пилюльная оса-мать отложила яйцо, выводится потомство – личинка, которая сразу вгрызается в свой личный продуктовый запас из гусениц. Если это происходит в начале лета, личинка окукливается и вскоре превращается в пилюльщицу первого поколения (если это самка) либо в потенциального партнера пилюльщицы (если это самец). Однако если это происходит ближе к концу лета, потомство осы, независимо от пола, впадет в диапаузу внутри своего горшка как оса второго поколения и появится на свет в облике взрослой особи следующей весной. Насекомым в регионах с умеренным климатом не остается ничего другого, кроме как впадать в диапаузу, чтобы переживать зиму. Но диапауза – это дело рискованное, поэтому, если первое поколение ос, появившееся в начале сезона, может отказаться от спячки, это снижает риск, связанный с зимовкой, по крайней мере для части из них.

Задержка диапаузы у расплода, появившегося в начале сезона, распространена среди насекомых, обитающих в умеренном климате, и наша вересковая пилюльная оса – не исключение. Но что здесь довольно необычно, так это то, что одна и та же самка пилюльной осы может в течение одной недели выращивать «яровое» поколение, а на следующей неделе незаметно переключиться на «озимое». На первый взгляд в этом нет ничего особенного, но лишь до тех пор, пока вы не осознаете фундаментальные различия между «яровым» выводком и выводком, впадающим в диапаузу: «яровое» потомство должно быстро превращаться во взрослых особей, чтобы успеть найти брачного партнера и до наступления осени построить и снабдить запасом корма два десятка горшков. И напротив, впадающий в диапаузу выводок должен приостановить свое развитие на стадии окукливания, затормаживая обменные процессы и рост до весны. Сигналом о необходимости впадать в диапаузу для пилюльной осы может быть продолжительность светового дня, потому что в горшочках, слепленных позднее последней недели июня, почти всегда находится потомство, впадающее в диапаузу, тогда как внутри гнезд, сделанных до этого, как правило, находится «яровой» выводок. В равной степени вероятно, что решение может быть принято в зависимости от типа имеющегося корма, поскольку разновидности гусениц, доступных пилюльной осе, будут меняться на протяжении сезона. Этот вопрос еще никто пока не удосужился изучить.

Но что бы ни служило ей сигналом, пилюльная оса, подобно многим одиночным насекомым, у которых наблюдается диапауза, производит отпрысков двух типов («яровых» и «озимых»): они находятся в двух очень различных физиологических состояниях и запрограммированы в соответствии с особыми механистическими схемами, которые запускаются специфическими сигналами из окружающей среды[145].

Джим Хант предположил, что предковая схема диапаузы могла быть перепрофилирована при зарождении общественного образа жизни для создания каст матки и рабочих особей. Управляющие схемы, дающие начало выводку первого поколения у одиночной осы-эвмениды, могут использоваться для создания рабочей особи («ярового» выводка), тогда как схемы получения выводка второго поколения («озимого») могут быть приспособлены для выращивания матки. На его идеи повлияли именно осы Polistes, в частности те из них, что живут в областях с умеренным климатом. Разумеется, между одиночными насекомыми, впадающими в диапаузу, и расплодом ос Polistes, которому суждено стать матками на следующий год, есть несомненное сходство: ускоренное развитие личинок, более растянутое время окукливания и высокое содержание запасающих белков (известных как гексамерины), которые встречаются у особей, не впадающих в диапаузу.

Поведение ос Polistes, впадающих и не впадающих в диапаузу, также различается: самки, не впадающие в спячку, способны к размножению, но вместо этого проявляют склонность заготавливать белковую пищу, заботиться о выводке, участвовать в постройке гнезда и обладают небольшой продолжительностью жизни – это очень похоже на рабочих. И напротив, самки, которым судьбой уготовано впасть в диапаузу, не добывают белок, не участвуют в строительстве гнезда или в уходе за потомством, и продолжительность их жизни больше – это очень похоже на матку.

Исследования показывают, что по крайней мере у ос рода Polistes пусковым моментом для двух разных типов развития может быть питание: то, чем питаются эти осы в личиночном состоянии, определяет, будут ли они впадать в диапаузу или нет. Выкармливайте потомство высокопитательной пищей[146] – и оно с большой вероятностью вырастет склонным впадать в диапаузу; выкармливайте его низкокалорийной пищей, и у взрослой особи, скорее всего, не будет диапаузы. Различный рацион у личинок Polistes, по-видимому, влияет на экспрессию генов, для которых известна связь с диапаузой у таких одиночных насекомых, как гороховая тля и паразитоидные наездники. Это гены, связанные с выработкой запасающих белков (гексамерин) и реакцией на стресс (белки теплового шока): их экспрессия различается[147] у ранних (чья судьба – стать рабочими особями) и поздних (предназначенных стать матками) выводков живущей в умеренном климате осы Polistes metricus, а также у взрослых особей этого вида из каст маток и рабочих.

То, что в основе развития общественного образа жизни может лежать механизм диапаузы, также вызвало интерес у исследователей пчел. Шмели встречаются исключительно в регионах с умеренным климатом, и все они впадают в диапаузу. Осенью матки будущего года впадают в спячку и выходят из нее весной, чтобы в одиночку основать собственное гнездо и выкармливать потомство до тех пор, пока не выведутся первые рабочие особи. В диапаузе у шмелей, по-видимому, задействован тот же самый механизм, что и у других насекомых, в том числе у гороховой тли, паразитоидных наездников и ос-полистов. Эти черты сходства включают изменения в физиологии, транскрипции генов и выработке белков, связанных с накоплением питательных веществ, устойчивостью к стрессу и обменом веществ[148]. И, как и в случае с осами-полистами умеренного климата, некоторые гены, участвующие у шмелей в регуляции спячки, также экспрессируются различным образом у взрослых маток и рабочих шмелей. Это может служить еще одним доказательством, что для эволюции каст был приспособлен набор адаптаций, связанных с диапаузой[149]. В отношении материальной составляющей процесса это, безусловно, справедливо.

Однако не всегда достаточно одного лишь наличия нужных инструментов. Необходимо также знать, как и когда ими пользоваться. Чтобы комплекс приспособлений, связанных с диапаузой, можно было использовать для создания каст, должна измениться стадия жизненного цикла, на которой происходит диапауза: у одиночных предков общественных насекомых диапауза, вероятно, имела место на личиночной стадии (как у нашей пилюльной осы), однако общественные насекомые впадают в диапаузу, будучи оплодотворенными взрослыми особями (как наши осы-полисты и шмели). Если спячка на стадии взрослой особи играет важную роль в эволюции каст, мы могли бы ожидать, что зарождение общественного образа жизни и появление диапаузы на стадии взрослой особи совпали по времени. Именно это и было выявлено в ходе анализа 155 видов пчел во всех семи семействах пчел, представляющих шесть независимых случаев возникновения общественного образа жизни.

Среди одиночных видов более 70 % впадали в диапаузу на личиночной стадии, тогда как среди общественных видов личиночной диапаузы не было ни у одного, зато у 80 % общественных видов наблюдалась в той или иной форме спячка на стадии взрослого насекомого (у остальных 20 % видов диапаузы не было).

Даже если принять во внимание филогенетические связи и общую эволюционную историю, факт оставался фактом: у самого последнего общего предка всех пчел (осы, которая стала пчелой) была диапауза на личиночной стадии. Переход от диапаузы на стадии личинки к диапаузе во взрослой стадии явно совпал с эволюцией каст в той или иной форме[150]. Диапауза действительно может быть предпосылкой для эволюции общественного образа жизни у пчел.

В пользу идеи о диапаузе свидетельствует все больше данных. Но остаются и вопросы, на которые ответы пока не найдены, особенно в отношении ос. Все имеющиеся на сегодняшний день данные относительны и проверялись только на осах Polistes, обитающих в условиях умеренного климата. С этим связаны две проблемы. Во-первых, осы из выводков, которые появились в гнезде Polistes из умеренного климата в конце сезона и которым суждено стать матками, могут демонстрировать признаки диапаузы просто потому, что эти качества нужны им, чтобы пережить зиму, и закрепились в ходе жесткого эволюционного отбора. Таким образом, разница между выводками, появившимися в начале сезона (чья судьба – стать рабочими) и в конце (которым суждено стать матками), может не иметь ничего общего с использованием механизма диапаузы для создания каст. Возможно, это просто естественный отбор закрепил способность впадать в спячку (или отсутствие таковой) у организмов в зависимости от времени их появления на свет.

Во-вторых, преобладает мнение, что род Polistes возник в тропиках, где зимняя диапауза отсутствует и не наблюдается никаких различий между выводками на ранней или поздней стадии существования колонии. Конечно же, в тропиках существует определенная сезонность, и даже те виды с циклами существования колонии, которые строят гнезда, выводят потомство и спариваются круглый год, безусловно, переживают периоды покоя, чаще всего в продолжительный сухой сезон или в чуть более прохладное время года. Этих сезонных изменений недостаточно, чтобы колония перестала функционировать совсем, однако ее активность снижается. Возможно, эти сезонные изменения оказались достаточными для создания своеобразного, неявно выраженного подобия диапаузы, послужившего основой для эволюции каст.

Эта проблема возникает не только в тропиках: даже в умеренных регионах для возникновения диапаузы требуется сравнительно мягкий климат – такой, чтобы хватало времени для выращивания и рабочего, и репродуктивного поколения. Хорошим примером такого рода является пчела Halictus rubicundus: при гнездовании в более теплых широтах самка может произвести два выводка за один сезон, и первый выводок остается в гнезде в качестве ее помощников (рабочих особей), так что образуется сообщество из мамочки и дочек. Однако если эти же самые пчелы устраивают гнездо в более холодных широтах, у них бывает лишь один выводок за сезон, поэтому они остаются одиночными[151]. Иными словами, условия окружающей среды, при которых эволюция могла взять на вооружение механизмы спячки для создания каст, довольно ограниченные. По крайней мере, мне пока неясно, насколько важна была роль комплекса приспособлений для диапаузы в формировании особенностей, лежащих в основе общественного образа жизни.

Механизм, легший в основу эволюции общественного образа жизни, может скрываться в цикле развития яичников, долгой зимней спячке, каких-то еще не обнаруженных факторах, сочетании всех этих факторов или вовсе в чем-то ином. Но очевидно, что базовые шаблоны одиночных насекомых обеспечили широкий выбор исходного материала для появления общественного образа жизни. Мое окончательное слово по этому поводу таково: механистические «чертежи» полезны для понимания социальности, но они всего лишь описывают нюансы и тонкости возможного пути возникновения общественного образа жизни, не объясняя сами причины его развития в ходе эволюции. А что стоит на первом месте среди причин эволюции в сторону общественной жизни – это вопрос, которому будет посвящена следующая глава.

4

Игра геномов

Каждый школьник… должен посидеть всего лишь час, наблюдая за гнездом осы Polistes… Думаю, увиденное мало кого оставит равнодушным.

Уильям Гамильтон (1996)

Заброшенное здание в забытом уголке вторичного леса близ Панамского канала немного напоминало только что покинутую зону военных действий. Тем не менее я полюбила это место, потому что именно здесь произошло мое знакомство с волшебным миром ос Polistes. Я прилетела в Панаму за неделю до этого, предвкушая начало жизни в качестве независимого исследователя на собственной стипендии. В (дис)комфортной обстановке своей сырой квартиры в северном Лондоне я залпом прочла 316-страничную диссертацию о Polistes canadensis, которую изучал в Панаме Джон Пикеринг[152], – неопубликованную сокровищницу увлекательных фактов о жизненном цикле и поведении этих малоизученных тропических ос, которая раздразнила мое любопытство и жажду раскрыть секреты общественного образа жизни, хранимые насекомыми.

Мои представления о том, что ждет меня впереди, были идеалистическими. Но за 20 лет, что прошли с тех пор, как Пикеринг проводил свои исследования в зоне Панамского канала, эти места сильно изменились: появились новые здания, стало меньше лесов, и канал больше не принадлежал американцам. Железная дорога, проходящая через весь перешеек, теперь гудела от туристических и товарных поездов. Вообще, осы достаточно устойчивы к антропогенным изменениям, однако в 2002 году ни на одном из участков Пикеринга ос не было. Популяции ос переселяются. Внезапно. Непредсказуемо. Масштабно. (Теперь в научных командировках в тропики я не менее трех недель закладываю на «осиную охоту», прежде чем планировать начало работы.)

К счастью, мне охотно пришел на помощь доктор Билл Уизлоу, эксперт по пчелам и эволюции общественного образа жизни, работающий в Смитсоновском институте тропических исследований в Панаме. Он был уверен, что знает места, где могут обитать осы. Вскоре мы были уже в нескольких милях от города Панамы и пробирались сквозь заросли, которые становились все гуще, в самую глушь страны, знаменитой своей историей коррупции, наркобаронов, войн и еще чего похуже. Мы продирались сквозь растительность и заборы из колючей проволоки, пока Билл не остановился и не указал с гордостью на заброшенную военную базу: два здания, ранее занятые армией США, представляли собой облупившиеся развалюхи, которые до сих пор не обрушились исключительно благодаря армированному бетону и рифленому железу военного образца. Я была в замешательстве. Мне подумалось, не стало ли Биллу дурно от солнца (или от джина). Не замечая ничего вокруг, он рубанул по растительности, расчищая нам путь в первое из зданий. А потом я все поняла.

Это была осиная мекка. Со всех балок и дверных косяков свисало нечто, на первый взгляд похожее на подошвы множества изрядно поношенных туфель. Серое и бумажистое. При ближайшем рассмотрении обнаружились многочисленные насекомые каштанового цвета, гладкие и элегантные. Это были гнезда Polistes canadensis – точно такие, как описывал Джон Пикеринг. Но это была цитадель гнезд – более 30 штук в первой из комнат и еще бесчисленное множество за ее стенами. Эти тропические осы вырастают почти до двух сантиметров в длину и обладают чудовищными жалами соответствующего размера. Это те самые осы, которые синхронно приподнимают крылья, готовясь напасть, если вы сделаете слишком резкое движение; те осы, которые пикируют, словно бомбы, если вы окажетесь неподобающе близко к их потомству; уколы их жал вытягивают самую общенародную лексику из самых вежливых людей. Но главное, это те самые осы, которые беззастенчиво выкладывают на всеобщее обозрение свою личную жизнь, взаимоотношения, ссоры, амбиции и индивидуальность, так что биологу-эволюционисту остается лишь восхищаться и фиксировать это.

Осы Polistes живут простыми сообществами. Среди них нет целомудренных рабочих роботов, как у медоносной пчелы или у ос-веспин, которые выполняют свои задачи, не задумываясь о том, какой выбор у них есть. Каждая оса Polistes пользуется автономией и относительной свободой в выборе своего жизненного пути, потому что, выходя из куколки, она не обязательно стремится к пролетарскому существованию рабочей особи медоносной пчелы или ос-веспин. Разумеется, обычно она начинает свою жизнь сборщицей корма и трудится, помогая растить своих братьев и сестер. Но если представится такая возможность, она способна подняться по социальным слоям обитателей колонии, порвать с полной риска трудовой жизнью и стать единственным матриархом («королевой») в колонии. Как вариант, она может начать самостоятельную жизнь в одиночку (или вместе с несколькими сестрами) и устроить собственный дом неподалеку от родительского. А в некоторых случаях она проникает в соседнее гнездо, чтобы попытать счастья в роли кукушки, подсунув чужое яйцо на воспитание другим особям, или даже попробовать свергнуть матриарха.

Мне нравится идея равноправия, которую с рождения усваивает каждая оса Polistes: все осы равны, и сегодня ты можешь быть пролетарием, а завтра – королевской особой. Продвижение по служебной лестнице – это прерогатива каждой осы. Но лишь в подходящих условиях. Для осы Polistes эти условия создают те, кто ее окружает – ее семья и враги, соседи и внешняя обстановка. Понимание этих условий может раскрыть ученому некоторые из неуловимых секретов эволюции общественного образа жизни, потому что простая жизнь в группе, которую демонстрирует Polistes, вероятно, представляет собой нечто сродни первым стадиям общественного образа жизни. Осы-полисты разыгрывают лучшую семейную мелодраму, которую может предложить нам природа, но вместе с этим они подводят нас к пониманию первых шагов в социальной игре ближе, чем любой другой организм.

Изучение поведения ос требует ежедневной самоотдачи и долгих часов наблюдений. Наблюдений. Наблюдений. В тот день открытие вместе с Биллом Уизлоу панамской осиной мекки вызвало у меня целый калейдоскоп эмоций – от восторга (множество ос означало множество экспериментов) до трепета (это были очень крупные осы), а вслед за этим – огорчения из-за необходимости ежедневно продираться сквозь джунгли, чтобы добраться до них (на роль панамского Индианы Джонса я не подписывалась). Я рассмеялась от удовольствия и облегчения, когда увидела, что на самом деле там есть еще и дорога, ведущая прямо к зданиям. Я и по сей день продолжаю думать, что Билл прекрасно знал об этой дороге, а схватка с джунглями была своего рода посвящением – неким искусственным отбором от Смитсоновского института для молодых желторотых коллег.

Сидя на своем новом полевом участке, усеянном пулями, я быстро поняла, что осы привыкнут к моему присутствию и перестанут проявлять тревогу, если я не буду двигаться слишком резко или неуклюже. У этих ос вокруг гнезда нет наружного слоя («обертки»), как у ос-веспин, и они редко гнездятся под землей или внутри стволов деревьев. Их выводковые соты открыты всем стихиям, хищникам, паразитам и энтомологам. Когда яйцо отложено в ячейку, оно остается в ней до тех пор, пока на свет не появится взрослая оса.

Держа пинцет уверенной рукой (облаченной в защитную перчатку Marigold), я могла извлечь только что вылупившуюся осу из гнезда так, что этого не замечали десятки членов ее семьи. Капля суперклея, бирка с номером – и оса будет помечена на всю жизнь как один из моих объектов исследования, идентифицированная индивидуально – получившая имя. Я буду знать ее возраст, кого она тиранила, кто давал взбучку ей самой, сколько работы она проделала. В конечном счете я могла предсказать, насколько велика вероятность того, что она сбежит, чтобы обзавестись собственным гнездом, предпочтет размножаться в своем родном гнезде или останется убежденной старой девой. Я приступила к началу своего путешествия к пониманию драматичной жизни этих ос.

Социальное поведение ос Polistes уже более ста лет приводит в восторг энтомологов вроде меня. Ученым, который первым внес этих ос в программу исследований, был итальянец по имени Лео Парди. В первой половине XX века Парди описал, как каждая особь в семейной группе вела себя так, что можно было предположить, будто у нее есть собственные планы. Общество ос-полистов упорядоченное, но оно пронизано неявным ожиданием того, что правила может нарушить кто угодно, если это сойдет с рук, то есть лапок. Знакомо звучит, верно? Одно из привлекательных качеств этих ос – это те поразительные параллели, которые роднят их с нашими обществами: от разделения труда, мятежей и поддержания порядка до монархий, борьбы за власть, могильщиков, полиции, хулиганов, переговорщиков и социальных паразитов.

У общественных ос можно найти все атрибуты человеческой мыльной оперы – только осы дошли до этой стадии за миллионы лет до нас. На первый взгляд колония общественных ос может показаться единой и дружной. Но лишь приподнимите крышку, и вы увидите настоящую «Игру престолов» во всей красе. Неудивительно, что эти осы раскрыли некоторые из самых тщательно охраняемых секретов природы о том, как и почему организмы играют в социальные игры жизни.

I

«Я бы с радостью отдал свою жизнь за двоих братьев или восьмерых двоюродных братьев». Исторические записи расходятся в деталях, но мы можем быть абсолютно уверены, что биолог-эволюционист Дж. Б. С. Холдейн приводил этот аргумент несколько раз. Это простая математика: два родных брата или сестры равны восьми двоюродным или одному Холдейну. Расчетными единицами для него являются варианты генов – строительных блоков жизни, которые упаковывают генетический код (ДНК) в значимые фрагменты.

Холдейн (как и вы сами, и как большинство других многоклеточных существ) был диплоидным организмом: у него было по две копии (варианты, называемые аллелями) всех его генов, выстроенных на парах хромосом. Одна копия была унаследована от отца, а другая от матери, и они могли нести разные варианты любого из генов. Таким образом, для каждого из генов существует 50-процентная вероятность, что брат или сестра носителя обладает этим же самым вариантом: это означает, что в среднем половина его ДНК общая с каждым из его братьев или сестер, но лишь 12,5 % его генов – с любым из двоюродных братьев или сестер. Следовательно, с точки зрения теории вероятностей два брата или сестры равны одному Холдейну, и аналогичным образом одному Холдейну равны восемь кузенов. Генам Холдейна все равно, упакованы ли они в двух сестер, восьмерых кузенов или даже в великого биолога собственной персоной – главное, чтобы они дожили до следующего поколения. Если не принимать во внимание личные обиды и предпочтения, с эволюционной точки зрения выбор не является дилеммой: важно, что представленность его вариантов генов в популяции не снижается, а для этого подойдет любой из вариантов.

Холдейн, таким образом, пытался обосновать эволюционный аргумент в пользу альтруизма – бескорыстного поведения на благо других особей. На протяжении тысячелетий альтруизм заставлял хмурить брови философов, натуралистов и биологов-эволюционистов. Мученическая смерть рабочих пчел вызывала восхищение у Аристотеля, тогда как Дарвин в своем «Происхождении видов» на протяжении нескольких страниц размышлял о приверженности рабочих пчел к безбрачию. Если эволюция отбирает те особенности организма, которые являются надежным решением для распространения генов, то чем тогда объясняется существование стерильной рабочей особи, которая не передаст свои гены посредством размножения? Рабочие особи медоносных пчел со своими знаменитыми героическими актами альтруизма и самопожертвования представляют собой вершину эволюции общественного образа жизни. Общественные осы и шершни, а также в большинстве своем муравьи разделяют с ними эту честь.

История самопожертвования от Холдейна во многом объясняет, почему это происходит: рабочие особи отказываются от возможности иметь собственное потомство, чтобы помогать выращивать родственников. Обычно эти родственники приходятся им братьями и сестрами. Рабочие принадлежат своему сверхобществу, в котором семейная жизнь принимает свою крайнюю форму – существует единственный матриарх, как правило, мать множества (зачастую сотен) других членов общества. Рабочей особи шершня, например, предопределено вести трудовую жизнь в безбрачии уже с самой ранней стадии развития (молодой личинки), и в этом вопросе у нее нет права голоса. Через несколько дней после выхода из шкурки куколки в виде взрослой особи она начнет полную опасностей и риска жизнь охотника. Муха, гусеница, бабочка, паук, дохлый голубь или ваш бутерброд с ветчиной – все это чревато для нее риском: дезориентацией, болезнью, смертью. Жизнь рабочей особи шершня обычно коротка – в лучшем случае недели три. Хотя она никогда не будет спариваться и сама не станет полноценной матерью, ее короткая жизнь будет наполнена смыслом, если она хотя бы отчасти помогла вырастить достаточное количество потомков-сестер, чтобы заменить себя с точки зрения генетики.

Таким образом, у рабочей осы и Холдейна очень много общего: они оба пожертвуют собой, чтобы способствовать выживанию своих родственников. Их решения направляет валюта в виде генов. Однако прошло еще девять лет после заявления Холдейна о гипотетическом самопожертвовании, прежде чем появился Уильям Д. Гамильтон, который подробно объяснил, какие именно причины способствуют эволюции альтруизма. Его теория (известная как «правило Гамильтона», «родственный отбор» или «теория совокупной приспособленности») черпает свои доказательства в изобилии общественных насекомых. Но нет никаких сомнений в том, что на идеи Гамильтона особенно сильно повлияли осы Polistes – возможно, потому, что они с бесстыдной дерзостью демонстрируют наблюдателю и конфликт, и сотрудничество. Он восхищался тем рвением, с которым они приносили в жертву свои репродуктивные способности, был зрителем их драк в амфитеатре гнезда, думал над тем, как сочетаются тайная неверность и преданность семье. Идея Гамильтона заключалась в том, что выгоды от альтруистического поступка должны перевешивать цену, которую платит за него альтруист. Поясним на примере несложной ролевой игры. Представьте: вам хотелось бы иметь свой дом и создать семью, но вы не так уж сильно влюблены в своего нынешнего партнера, к тому же все равно в вашем городе дефицит жилья. Вы решаете остаться жить дома и помогать родителям. Ваша помощь просто бесценна, поэтому мама и папа решают, что готовы завести еще одного ребенка, если вы и впредь будете им помогать. И не успели вы оглянуться, как на вас легла большая часть забот по кормлению и уходу за очаровательным младшим братиком или сестричкой. К счастью, вы знакомы с изданной в 1964 году статьей Уильяма Гамильтона о его теории родственного отбора, которая объясняет, почему в процессе эволюции может возникнуть альтруизм[153].

Правило Гамильтона объясняет, что альтруистический поступок (например, когда вы помогаете растить брата или сестру) эволюционно выгоден, когда выигрыш в генетической приспособленности от помощи в выращивании братьев и сестер (известный как «косвенная приспособленность»: копии ваших вариантов генов, или аллелей, вы передаете косвенно, через родственников) превышает ту генетическую приспособленность, которой вы пожертвовали (это ваша «прямая приспособленность», при которой копии ваших вариантов генов передавались бы через собственное потомство – но вы от него отказываетесь, чтобы помогать другим, а не размножаться самостоятельно). Это можно выразить несложной формулой:

r*B > C

Здесь r – это степень вашего родства (relatedness) с вашим братом или сестрой. Это отношение вероятности того, что конкретный аллель является общим для вас и вашего брата или сестры, к вероятности того, что этот аллель является общим для двух случайно выбранных людей в популяции.

B – это выгода (benefit), то есть дополнительное потомство, которое производят ваши родители благодаря вашей помощи.

C – это цена (cost), которую вы платите, если решаете помогать своим родителям, вместо того чтобы размножаться.

После недолгих подсчетов вы понимаете, что, если речь идет о ваших генах, ваша текущая стратегия – оставаться дома и помогать родителям – просто идеальна: 50 % генетического материала у вас общие с братом или сестрой (так что r = 0,5). Ваша помощь приводит к появлению у ваших родителей одного дополнительного потомка (B = 1), что эквивалентно передаче новому поколению 50 % ваших вариантов генов. Это ваша «косвенная приспособленность» – гены, которые вы передаете косвенным путем, через помощь родственникам (в данном случае вашим родителям). В пересчете на гены помощь в выращивании одного брата или сестры равнозначна появлению у вас собственного ребенка (C = 0,5) – у вас с вашим ребенком все равно общими будут лишь 50 % ваших вариантов генов, потому что остальные 50 % он получит от вашего партнера. Подставьте эти значения в уравнение Гамильтона, и вы получите: 0,5 × 1 = 0,5. Иными словами, генетическая отдача от вашего альтруистического поведения находится в идеальном балансе с вашим родительством.

Но затем обстоятельства меняются. Стартует масштабная правительственная жилищная инициатива, которая делает вполне осуществимой вашу мечту о собственном доме. И еще по счастливому совпадению вы встречаете человека, с которым определенно хотели бы объединить свою судьбу (и гены). Теперь у вас есть возможность завести собственный дом и родить детей. Однако есть и плохие новости: трагически умирает ваш отец, а мать вновь выходит замуж – и вот она уже ждет третьего ребенка, который будет вам сводным братом или сестрой. Это склоняет чашу весов альтруизма в сторону создания собственной семьи, потому что затраты на выращивание полукровного брата или сестры перевешивают выгоды. Если случайным образом выбрать любой аллель у этого ребенка, существует всего лишь 25-процентная вероятность того, что вы обладаете тем же вариантом гена, потому что 50 % его вариантов генов унаследованы от вашего отчима, с которым шансы иметь общие варианты генов у вас не больше, чем с любым случайным среднестатистическим представителем более обширной популяции (то есть вы с отчимом не в кровном родстве). Генетическая отдача от помощи (0,25) больше не перевешивает ту цену, которую платите вы (0,5). Пришло время вам собрать чемодан и покинуть родительский дом, чтобы вложиться в свое прямое воспроизводство.

Условия изменились, и наиболее выгодная для вас репродуктивная стратегия – тоже; вы заметили эти изменения и отреагировали наилучшим для себя образом. Осы играют в эту же игру, постоянно оценивая плюсы и минусы существования в роли рабочей особи в сравнении с тем, чтобы напрягать свои яйцеводы и барахтаться в одиночку. Осы-полисты служили модельным организмом для изучения поведения со времен основополагающей работы Лео Парди, вышедшей в первой половине XX века. Однако простое объяснение Гамильтоном эволюции альтруизма внезапно привлекло внимание биологов-эволюционистов к Polistes (и к другим осам и пчелам с простыми сообществами). Эти насекомые были доступными для наблюдения автономными единицами, которые реагировали на изменения размера вознаграждения за свою помощь (или экспериментальные манипуляции его величиной), а их сообщества, вероятно, отражают первые этапы в эволюции одной из самых давних загадок в науках о природе – альтруизма[154].

II

Правило Гамильтона легко сформулировать, а вот проверить на практике – это уже другой вопрос. Проще всего поддается оценке переменная r, «родство»: это количественное выражение вероятности того, что любой конкретный аллель (вариант гена) одного индивидуума также присутствует у второго индивидуума, по отношению к вероятности того, что этот аллель будет одинаков у двух случайно выбранных представителей популяции. Будь у нас возможность как-нибудь взять образцы вариантов генов у альтруиста (рабочей особи), бенефициара (матки) и нескольких других «случайных игроков» из популяции, оценить эту вероятность было бы обыденным делом. К сожалению, после концептуального момента озарения у Гамильтона должно было пройти несколько десятилетий, прежде чем методы молекулярной биологии дали нам такую возможность. А до этого существовал единственный способ установления родства – наблюдать, кто отложил яйцо и кто выбрался из этой ячейки, и надеяться, что яйцо не было подменено, пока за ним никто не наблюдал.

В отсутствие экспериментальных доказательств Гамильтон и его сторонники обдумывали концептуальные варианты. Альтруисты должны были как минимум состоять в более тесном родстве с выводком, который помогли вырастить, чем со случайным индивидуумом, выбранным из более широкой популяции. В противном случае идея Гамильтона опровергалась, поскольку поведение, направленное на помощь, могло появиться в ходе эволюции лишь в том случае, если помощницы (альтруистки) передают свои гены не напрямую, а через тела своих родственников. Наилучшим сценарием был бы вариант, когда альтруистки являются потомками размножающейся особи: это означало бы, что альтруистки выращивали братьев и сестер, что с точки зрения генетики (обычно) так же хорошо, как самим стать мамами.

А что, если альтруистки были сестрами или двоюродными сестрами матери? Генетический результат такого варианта развития событий был бы не так уж плох для осы (или, разумеется, для пчелы или муравья) в отличие от человека. Дело в том, что пчелы, осы и муравьи обладают причудливой генетической системой воспроизводства под названием «гаплодиплоидия». «Плоидность» организма говорит нам, сколько копий каждого гена присутствует в каждой из его клеток. Мы с вами – диплоиды: все наши гены существуют парами, причем копия каждого из них расположена на каждом из двух плеч 23 пар хромосом нашего тела – структур, которые связывают воедино гены внутри клеток. По крайней мере, именно так обстоят дела с нашими нерепродуктивными клетками (они известны как соматические клетки).

Однако наши репродуктивные (половые) клетки (также известные как гаметы) являются гаплоидными (это слово происходит от греческого корня haploos, означающего «одиночный») – у них есть только одно плечо от каждой пары хромосом. Таким образом, половые клетки содержат половинное количество ДНК по сравнению с остальными клетками и лишь по одной копии каждого гена. Они должны быть гаплоидными, чтобы потомство оказалось диплоидным, а не тетраплоидным: одно «плечо» в каждой из ваших 23 пар хромосом происходит из половых клеток вашей матери (от яйцеклетки, из которой потом выросли вы), а другое – из половых клеток вашего отца (от сперматозоида, который оплодотворил эту яйцеклетку). Таким образом, половое размножение проделывает огромную работу по смешению генов от родителей. У перепончатокрылых самки диплоидны (как ваши соматические клетки), а самцы гаплоидны (как ваши половые клетки). Это означает, что самцы ос несут лишь половину комплекта ДНК, присутствующего у самок, и являются просто клонами материнской половины ДНК[155].

Причуды гаплодиплоидной генетической системы позволяют сделать несколько любопытных выводов в отношении ос (а также пчел и муравьев). Прежде всего, это означает, что у самцов нет отцов, поскольку они развиваются из неоплодотворенных яиц. Это отличная новость для неспаривавшихся рабочих особей, которым, возможно, захочется тайком снести яичко с самцом внутри, пока не видит матка (или коллеги)[156].

Второе следствие из гаплодиплоидии, возможно, является ключом к пониманию причины того, что в процессе эволюции альтруизм возникал среди перепончатокрылых чаще, чем в любой другой группе. У общественных перепончатокрылых рабочими особями неизменно оказываются самки (в отличие от диплоидных термитов, у которых работают и самцы, и самки). Из-за хитросплетений гаплодиплоидии у самок и их сестер общими являются 75 % аллелей (вспомните, что у вас всего лишь 50 % общих аллелей с братом или сестрой), потому что, наследуя лишь половину ДНК своей матери, они наследуют все 100 % аллелей своего отца. В результате для аллеля, случайно выбранного у самки, существует (в среднем) 75-процентная вероятность оказаться идентичным таковому у ее сестры. Это означает, что путем альтруистического воспитания сестер самка может передать больше генов, чем путем самостоятельного воспроизводства. Может ли причудливая генетика перепончатокрылых обеспечить им предрасположенность к эволюции в сторону общественного образа жизни? Казалось, Гамильтон одновременно разгадал загадку происхождения альтруизма и объяснил, почему он так часто эволюционно возникал у перепончатокрылых.

Через несколько лет после того, как правило Гамильтона сотрясло башни из слоновой кости эволюционной биологии, двое его поклонников, Роберт Триверс и Хоуп Хэйр, обнаружили занятный, но досадный изъян в его работе, в остальном замечательной. Генетические выгоды альтруизма, обусловленные гаплодиплоидией, сохраняются лишь в том случае, когда рабочие особи выращивают больше сестер, чем братьев, потому что, выращивая братьев, рабочие передают (в среднем) лишь 25 % своих генов. Быстрый и несложный подсчет показывает, что рабочая особь, выращивающая в равной пропорции сестер и братьев, фактически передаст 50 % своих генов ((75 % + 25 %)/2 = 50 %), и это будет точно такая же отдача, как если бы она воспроизводилась самостоятельно. Следовательно, генетика гаплодиплоидии не объясняет эволюцию альтруизма у перепончатокрылых, поскольку уменьшенная степень родства с гаплоидными братьями сводит на нет преимущества увеличенной степени родства с диплоидными сестрами.

Когда ваши ученые коллеги находят недостатки в вашей работе, это сильно обескураживает. Однако Гамильтону повезло больше, чем многим, потому что Триверс и Хэйр сразу предложили и решение: а что, если рабочие особи избирательно выращивают больше сестер, чем братьев? Изменив соотношение полов в выводке в пользу самок, они могли бы свести к минимуму генетический вклад в «невыгодных» самцов и увеличить до максимума вклад в «выгодных» самок. Триверс и Хэйр пришли к выводу, что, если рабочей особи удается вырастить по три сестры на каждого из братьев, она становится безубыточной, компенсируя свой альтруизм в генетическом отношении. Это было блестящее решение великолепного недостатка гаплодиплоидной гипотезы[157], подтверждение которому они нашли в литературе в отношении 20 видов муравьев.

Но нет, в биологии никогда не бывает все так просто. Любой владелец магазина знает, что чем более дефицитным становится товар, тем сильнее растут желание его приобрести и его цена. И наоборот, чрезмерное изобилие отдельного товара может обесценить его практически до нуля. Хитрый торговец постарается накопить у себя в магазине побольше дефицитного товара, чтобы максимально увеличить свою прибыль. Как раз поэтому в большинстве природных популяций соотношение полов составляет 1:1 (равное количество самцов и самок). В популяции с неравным соотношением полов ценность более редкого пола превышает ценность более распространенного. Любой вариант гена, благодаря которому производство родителями потомства ориентируется в сторону более редкого пола, начнет быстро распространяться по популяции. В результате соотношение полов в популяции будет снова стремиться к 1:1.

Это пример эволюционно стабильной стратегии, и он объясняет еще одну проблему гипотезы гаплодиплоидии. Возьмем гипотетическую популяцию ос, в которой рабочие особи предпочитают вырастить по три способных к половому размножению сестры на каждого из братьев: в среднем каждый самец будет спариваться с тремя способными к размножению самками, тогда как каждая из таких самок спаривается (как правило) лишь с одним самцом. Это делает самцов гораздо более выгодными в репродуктивном плане (если точнее, то втрое более ценными), поскольку они передают свои гены потомству через трех разных носителей (самок). Генетические выгоды от выращивания выводка братьев и сестер с соотношением полов, смещенным в сторону самок, сводятся к нулю их сниженной репродуктивной ценностью.

Почему же тогда Триверс и Хэйр обнаружили отклонения в соотношении полов у стольких видов муравьев? В дальнейшем исследователи выяснили, что в пределах популяции, населяющей определенную территорию, в одних колониях наблюдается смещение соотношения полов в сторону самцов, тогда как в других оно смещено в сторону самок. Получается расщепленный перекос. Однако на уровне всей популяции соотношение полов выравнивается до типичного 1:1. Альтруистичное поведение окажется предпочтительным только в тех колониях, где соотношение полов смещено в сторону самок. А в колониях с преобладанием самцов вектор отбора будет направлен против поведения, нацеленного на оказание помощи, потому что рабочие особи обладают большей степенью родства со своим потомством (50 % общих генов как с дочерьми, так и с сыновьями), чем с братьями (с ними общими являются лишь 25 % генов).

Иными словами, гаплодиплоидия может даже предрасположить отдельные группы к тому, чтобы не вести общественный образ жизни! Взлет и падение гипотезы гаплодиплоидии – это отличный учебный материал для студентов, рассказывающий о противоречивой природе научной игры и о том, как объяснения, которые кажутся правдоподобными на уровне отдельно взятой особи, могут быстро развалиться, если рассматривать динамику на уровне популяции. Разбираясь в запутанной истории альтруизма и гаплодиплоидии, легко упустить из виду важный момент: падение гипотезы гаплодиплоидии не затронуло саму концепцию и следствия правила Гамильтона как объяснения альтруизма. Чтобы в процессе эволюции возникал альтруизм, выгоды от альтруистического поступка должны перевешивать его издержки. Секрет решения этого уравнения заключается в том, чтобы направить свою помощь на своих родственников.

В середине 1990-х годов генетические лаборатории по всему миру потрясла молекулярная революция. Ученые разработали способ точной количественной оценки степени родства между особями любых организмов. Волшебной палочкой оказались микросателлиты – короткие фрагменты повторяющейся ДНК, напоминающие своего рода генетическое «заикание», которые очень легко мутируют, давая аллели с разным количеством повторов. Гипердинамичная природа микросателлитов делает их замечательными генетическими маркерами для количественной оценки степени родства. У близких родственников одинаковое количество повторов определенного микросателлита будет наблюдаться с большей степенью вероятности, чем у более дальних, потому что чем больше поколений или родословных линий стоит между двумя особями, тем больше вероятность того, что в ходе репликации незаметно возникла и распространилась цепочка повторов, или, напротив, повторы выпали, и она укоротилась. Проведя анализ общих повторов по многим отличным друг от друга микросателлитам, разбросанных по геному, мы можем получить очень точную меру вероятности того, что аллель одного индивидуума является общим для него с другим, – то есть их родства.

Микросателлиты произвели революцию в судебной медицине (они являются основным инструментом, используемым для ДНК-идентификации), тестировании на отцовство и выявлении заболеваний. Но они также изменили уровень разрешения, на котором экологи и эволюционные биологи могли исследовать структуру популяции и родство практически у любого организма. Современное высокопроизводительное секвенирование генома позволяет чрезвычайно легко находить микросателлиты, но на заре эры микросателлитов это еще не было чем-то обыденным. Я могу лично подтвердить это, поскольку сама во время работы над кандидатской диссертацией потратила два года, пытаясь найти микросателлиты у ос-стеногастрин. В итоге я все же их обнаружила, но в процессе пришлось попотеть. Впрочем, в остальном это было чрезвычайно интересное время для того, чтобы заниматься эволюцией альтруизма у общественных насекомых, потому что внезапно все начали приводить количественные оценки родства в колониях своих любимых видов.

Уильям Гамильтон был бы доволен результатами. На данный момент для одного только рода Polistes сведения о родстве существуют для более 20 видов по всему миру, и общая картина ясна: семья имеет значение. Основательницы (группа самок, которые вместе основали новую колонию) обычно являются сестрами, а это означает, что у основательницы, которая в конечном счете становится неразмножающейся подчиненной особью, дела идут не так уж плохо, поскольку существует вероятность, что репродуктивная самка будет нести 75 % ее генов. Такая же занятная семейная структура сохраняется и в устоявшихся колониях: матка (которая обычно является основательницей, доминирующей в процессе воспроизводства на ранних стадиях жизни колонии), как правило, является единственной матерью членов колонии, включая рабочую силу, а также способных к половому размножению особей в будущем. Как и предсказывал Гамильтон[158], рабочие особи помогают растить родственников и таким образом передают свои гены косвенно через проявление альтруизма.

Объяснить эволюцию альтруизма помогли не только осы. Альтруизмом пронизаны сообщества муравьев, пчел, термитов, креветок, трипсов, тлей и размножающихся в группе позвоночных, таких как длиннохвостые синицы, пегие дроздовые тимелии, сурикаты, мангусты и голые землекопы. Почти во всех случаях альтруисты воспитывают родственников.

Со времен Гамильтона ученые осознали, как важно понимать поведение размножающейся особи, поскольку оно влияет на родство. Все вертится вокруг секса и неверности: от полового поведения размножающейся особи очень сильно зависит, что будет вкладываться в понятие «родственник». Вероятность эволюции альтруизма значительно выше, если размножающейся особью является самка, ставшая верной женой, прожившая всю жизнь в единобрачии и спаривавшаяся только с одним самцом. Оговорка «всю жизнь» означает, что она остается верной этому партнеру на протяжении всей своей жизни и что она проживет достаточно долго для того, чтобы условия моногамии оставались таковыми на протяжении всей жизни особей, выбравших роль помощников. В этой «нуклеарной семье» генетические стимулы для потомства оставаться в родительском доме и помогать возрастают до максимума, потому что помощники воспитывают своих кровных братьев и сестер; на самом же деле помощникам все равно (с генетической точки зрения), воспитывать ли братьев и сестер или же собственное потомство, потому что генетические выгоды одинаковы. Это означает, что малейшая экологическая разница в эффективности любого из вариантов может побудить особь перейти от помощи родственникам к началу самостоятельной жизни, или наоборот.

Важность моногамии как условия альтруизма кажется очевидной, но лишь в последнее десятилетие это было четко сформулировано в качестве гипотезы, объясняющей причины эволюции общественного образа жизни. Самым основным и влиятельным условием альтруизма является семейная группа. С тех пор «гипотеза моногамии»[159] удостоилась бесчисленных эмпирических наград по всему миру природы – от общественных перепончатокрылых до совместно гнездящихся птиц и даже социальных бактерий. Во всех этих группах эволюционные предки групп, где в процессе эволюции развился альтруизм, неизменно были моногамными[160]. Группы с более беспорядочными системами спаривания и размножения статистически менее предрасположены к эволюции общественного образа жизни.

Но придержите ваших перепончатокрылых коней!

До сих пор наш разговор вертелся вокруг одного параметра в правиле Гамильтона: степени родства. А как насчет других членов уравнения? Одной лишь степенью родства невозможно объяснить, почему молодая особь остается дома помогать, а не сбегает с корабля, чтобы стать матриархом и породить собственную империю. Вспомните, что даже в случае причудливой генетики гаплодиплоидных перепончатокрылых генетическая отдача от выращивания собственного потомства эквивалентна помощи в выращивании выводка полнородных братьев и сестер: так почему кто-то остается дома и помогает вместо того, чтобы проявить независимость и жить отдельно, когда есть такая возможность, как у осы Polistes?

Альтруизм в нуклеарной семье работает только в том случае, если выгоды перевешивают издержки. Иными словами, составляющая выгоды (B) из правила Гамильтона, которую можно измерить через дополнительное потомство, которое производит ваша мать благодаря вашей помощи, перевешивает составляющую цены (C) из правила Гамильтона, которую можно выразить как количество потомства, которое при ином развитии событий вы бы вырастили самостоятельно. Для осы Polistes преимущества групповой жизни вполне очевидны: ее потомство окажется уязвимым для паразитов, хищников или даже вторжений «кукушек», если рядом не будет товарища, который помог бы защитить гнездо, пока она охотится, добывая корм. В случае совместно гнездящихся птиц преимущества аналогичны. Молодые синицы-лазоревки часто остаются помогать в своем родном гнезде на один сезон и лишь после этого расправляют свои репродуктивные крылья и отправляются размножаться. Гнезда с помощниками часто оказываются успешнее, чем без них. Они лучше защищены от хищников, паразитов и гнездовых паразитов, а птенцы с меньшей вероятностью остаются голодными. Помощь означает, что птенцов будет больше и они будут здоровее.

Но помощники помогают лишь в том случае, если у них нет варианта лучше. Если поблизости есть хорошие места для гнездования, трудно убедить помощника остаться дома. Ограниченность мест для гнездования изменяет значение компонента цены в правиле Гамильтона. Нехватка мест для гнездования означает более высокие риски, связанные с уходом из дома, и, вероятно, более низкую цену работы помощником; нехватка жилья, с которой вы гипотетически столкнулись в приведенном примере, когда мы знакомились с правилом Гамильтона, безусловно, уменьшит значение C. Но наводните окрестности искусственными гнездами (или новыми жилыми домами), и их очень быстро займут – бывшие помощники. Местная экология влияет на отдачу от альтруистического поведения.

Уравнение групповой жизни – это игра чисел: если вы можете передать больше копий своих аллелей будущим поколениям не напрямую, а увеличив количество отпрысков, которые могут появиться у вашей матери (B), по сравнению с тем, сколько потомков вы завели бы сами (C), то естественный отбор будет благоприятствовать поведению, направленному на помощь, и в ходе эволюции возникает альтруистическое поведение. Так что не только родство (или даже моногамия) определяет, разовьется ли альтруизм. Значение также имеют экологические условия и изменчивость окружающей среды.

На разных ветвях древа жизни можно увидеть примеры, как жизнь в группе стала возможной благодаря альтруистам, на первый взгляд бескорыстным. Но кажущееся бескорыстие обманчиво: каждый альтруист поступает так ради собственной выгоды, незаметно упаковывая свои варианты генов в тела родственников, не являющихся его потомками, чтобы безопасно передать свой генетический материал следующему поколению, не шевельнув ни единым репродуктивным органом собственного тела. Альтруистов из числа птиц, пчел, ос и бактерий может объединить способ передачи ими своих генов, но они не являются порождением какой-то одной-единственной эволюционной причуды. В ходе эволюции альтруизм возникал независимо более 12 раз у насекомых и десятки раз у позвоночных. Однако мало кто из живых организмов обеспечил нам такой прогресс в понимании истоков альтруизма, как осы-полисты.

III

Одна из неприятных особенностей науки заключается в том, что едва вы ответите на один вопрос, как он тянет за собой новые, которые иной раз заставляют сомневаться в правильности уже найденного ответа на первый вопрос. Зная, что альтруистам (обычно) удается найти себя в роли помощников в семейных группах, стоит задуматься о том, как они вообще находят семью, с которой можно жить. Это не такая уж большая проблема для осы, появившейся на свет в начале лета, поскольку велика вероятность, что живущая в настоящий момент матка действительно будет ее матерью. Но для осы, которая вывелась в конце лета в местах с умеренным климатом, все будет несколько сложнее, потому что возможность по-настоящему проявить альтруизм появляется у нее лишь после зимы, проведенной в спячке, когда она выходит на бодрящий весенний воздух и отправляется выполнять миссию по основанию нового гнезда. Как же эти основательницы с заспанным взглядом умудряются отыскивать родственников, вместе с которыми можно устроить гнездо? Как они, оказавшись в составе группы, распознают, кто есть кто в гнезде? И далее, способны ли они определить, приходятся ли им родственниками соседи по гнезду или нет? И если способны, то каким образом?

Эти вопросы породили большое количество литературы, посвященной навыкам распознавания у ос Polistes на уровне родственников и индивидов. Как и большинство общественных насекомых, осы-полисты живут в весьма пахучем мире – в настоящем коктейле химических сигналов с самыми разными функциями, одной из которых является распознавание. Каждая оса одета в кольчужную рубашку из молекул, в которых выстроенные в цепочки атомы углерода соединены с молекулами водорода. Эти соединения, известные как кутикулярные углеводороды, синтезируются и разносятся на кутикуле экзоскелета насекомого. Кутикулярные углеводороды широко распространены у насекомых; они выступают в роли водонепроницаемых костюмов и всевозможных коммуникационно-сигнальных устройств.

Благодаря этим углеводородам каждое гнездо Polistes обладает собственным запахом, общим для всех членов семьи и бумажного материала их дома. Осы используют эту химическую подпись, чтобы отличать соседей по гнезду от несоседей. Самое большое, матка может пахнуть чуть иначе, чем ее рабочие, но это не значит, что запах несет информацию о родстве – это просто опознавательный признак на уровне гнезда, и его может получить любая оса, которая проводит в нем достаточно много времени. Если только что выведшаяся оса попадет в другое (неродственное) гнездо (случайно или благодаря рукам энтомолога-экспериментатора), она вскоре приобретет отличительную отдушку своего приемного гнезда. Действительно, известно, что паразиты общественных насекомых пользуются летучестью запаха гнезда, чтобы соорудить себе химический плащ-невидимку и под его прикрытием проникнуть в гнездо хозяина, а там воспользоваться его рабочей силой в своих интересах.

Возможно, самки-основательницы пользуются для узнавания друг друга визуальными сигналами. По-видимому, в некоторых американских популяциях Polistes осы могут распознавать отдельных особей по их лицевым отметинам, а также способны запоминать новые узоры на лицах, обновляя имеющуюся у них информацию. Этот замечательный навык узнавания на уровне индивида и приспособленность к узнаванию в лицо присущи приматам и другим млекопитающим, но полисты – единственные насекомые, про которых это известно; даже медоносные пчелы не в состоянии научиться распознавать лица собратьев-пчел.

Справедливости ради стоит отметить, что способность к узнаванию и обновлению информации о членстве в группе не так уж и полезна для медоносной пчелы, поскольку в ее случае все рабочие особи (в основном) равны, и в том, чтобы знать, кто есть кто, нет никакой пользы. Однако для небольшой группы самок-основательниц Polistes знание о том, кто есть кто, и возможность обновлять эту информацию имеют решающее значение для поддержания общественного порядка и, что особенно важно, для установления и поддержания социальной иерархии. Иерархия ос – это калибратор социальной законности: на вершине находится способная к размножению (доминирующая) основательница, а ее подчиненные выстраиваются следом за ней в строго упорядоченную очередь.

Порядок в очереди поддерживается благодаря отношениям доминирования между членами группы: если особь «A» является доминирующей, она обычно старается доминировать над следующей по значимости осой в группе – назовем ее «Б». «Б» отличается такой же прямотой в обращении своих властных позывов на «В», «В» на «Г», и далее вниз по иерархической лестнице. Эта линейная иерархия определяет, каким образом внутри колонии распределяются пища, работа и право на размножение. В редких случаях социальных беспорядков (например, если доминирующая особь умирает или ее бессовестно удаляет любопытный энтомолог) оса может направить свои усилия по доминированию вверх по иерархии (то есть «В» пинает «Б», или «Г» толкает «В»). Однако после небольшой потасовки устанавливается новая иерархия доминирования, и взаимодействие возвращается в границы приемлемого. Осы еще вежливее учтивых британцев, ожидающих обслуживания в аккуратной очереди в супермаркете. Предсказуемость иерархии доминирования у ос Polistes вызывает восхищение с тех самых пор, как Лео Парди впервые описал ее в первой половине XX века. И лишь в последние десять лет ученые выяснили, каким образом у них это происходит.

Лиз Тиббетс, американский специалист в области когнитивной биологии, провела манипуляции с отметинами на лице американской бумажной осы (Polistes fuscatus), чтобы выяснить, повлияет ли это на взаимодействие насекомых. У этих ос очень характерные, но разнообразные желтые отметины на темно-каштановых головах. Некоторые щеголяют желтыми «бровями» или «усами» или, например, выделяются тонкой желтой «подводкой для глаз», тогда как у других желтого цвета может вообще не быть. Лиз Тиббетс первая зафиксировала такую изменчивость на систематической основе, и она обнаружила, что несколько продуманно нанесенных брызг желтой краски для лица могут нарушить социальную иерархию. Соседи по гнезду, у которых лицевые отметины были изменены, подвергались нападениям чаще, чем их необработанные «контрольные» собратья (которые тоже были окрашены, но так, чтобы не изменять их отметины). Она сделала вывод, что осы подвергались нападению, потому что внезапно стали выглядеть незнакомо. Однако примерно через час социальный порядок восстанавливался, что свидетельствовало о запоминании осами нового облика своих товарищей по гнезду. И что еще лучше, эти осы, похоже, особенно хорошо запоминают лица[161], а не просто какие-либо случайные узоры или другие части тела. Они настоящие королевы процесса познания в мире насекомых.

Погружение в геном Polistes fuscatus выявило генетическую основу их когнитивных сверхспособностей[162] и обнаружило у них в генах несколько новых мутаций, связанных с обучением, памятью, развитием мозга и обработкой зрительных образов. Эти мутации появились лишь в последние 2–8 тысяч лет, но явно были выгодны для данного вида, поскольку они, похоже, очень быстро распространились по популяции, снижая изменчивость окружающих нуклеотидов, пока благоприятная мутация не «зафиксировалась», став доминирующим генетическим вариантом, – этот процесс генетики называют селективным отсеиванием. Оно происходит, когда мутация особенно хорошо усиливает приспособленность своего носителя.

Очевидно, что способность распознавать отдельных особей и обновлять информацию о том, кем является каждая из них, должна приносить огромную пользу при создании взаимодействующей социальной группы. В настоящее время распознавание на уровне индивидуумов было обнаружено только у Polistes fuscatus. Делает ли оно эту осу звездой высшего света среди прочих Polistes? Что ж, мы не можем утверждать, что ни один другой вид Polistes не обладает такой способностью, поскольку их насчитывается свыше 300, и остается странным совпадением, что именно этот вид живет у порога дома мирового эксперта по сознанию ос-полистов. Приобрести в ходе эволюции целый набор правильных мутаций всего за несколько тысяч лет – это нетривиальное событие, но я подозреваю, что, присмотревшись, мы обнаружили бы не меньше выдающихся когнитивных сверхспособностей у других видов Polistes и даже у других организмов, для которых важно вести сплоченную социальную жизнь в кругу родственников.

Позже эксперименты Лиз показали, что степень разорванности черных отметин на лице указывает на социальный статус среди самок-основательниц в американских популяциях европейской бумажной осы вида Polistes dominula, который в Америке является инвазивным. У этого вида более крупные осы, как правило, носят более черную, но более фрагментированную «бандану» большего размера, тянущуюся через центр лица, по сравнению с более мелкими осами. Лиз предположила, что это может быть признаком социального статуса: более крупные и черные осы более склонны к доминированию в колонии. Кроме того, лицевые отметины являются «честным сигналом» их ценности: когда банданы ос подвергались манипуляциям (их окрашивали), чтобы они были более фрагментированными (обманным путем присваивая осам более высокий статус, чем они заслуживали), на таких ос было направлено больше агрессии, чем на их контрольных коллег, подвергшихся окрашиванию (без изменения отметин). Но эти манипуляции с лицами ни разу не приводили к изменению отношений доминирования. Иными словами, обман не принес никакой пользы. Даже напротив, ложные демонстрации завышенного социального статуса подвергались наказанию.

Отсюда следует, возможно, что эти лицевые отметины используются осами как честный показатель их социальной значимости. Эволюция честных сигналов может быть очень затратным процессом. Но затратность в данном случае объясняется не появлением осиных бандан с фрагментированным рисунком, а социальными издержками, связанными с обладанием обманным сигналом. Если «низкокачественной» осе удается обмануть своих соседей по гнезду (родственников) и заставить их поверить, что ее качество (плодовитость) выше, чем на самом деле, это влияет на совокупную приспособленность всех родственников – это и есть те социальные издержки, которые влияют на индивидуальную приспособленность. Более того, это затруднит эволюцию гамильтонова альтруизма.

Но каким же образом такая сложная взаимосвязь между лицевыми отметинами, размером тела, качеством и доминированием может эволюционировать в надежный, честный сигнал? Лиз утверждала, что зрительные системы перепончатокрылых эволюционировали в сторону особой чувствительности к восприятию нарушенных паттернов, например для поиска добычи или цветков. Добавьте к этому очень изменчивую черту (фрагментированность узора) – и у нас получается прекрасный материал для того, чтобы эволюция вырастила из него честный сигнал[163]. Осы с фрагментированными банданами демонстрируют более явно выраженный сигнал, который сопряжен с более высокими социальными издержками. По крайней мере, так обстоят дела в некоторых популяциях. Попытки повторить эти эксперименты на местных европейских популяциях тех же ос не смогли выявить никаких признаков такого честного сигнала. Обычные для науки американские горки: за одним поворотом открывается другой – когда опасный, а когда и чудесный.

Какой бы впечатляющей не выглядела способность к распознаванию отдельных индивидов, это не то же самое, что распознавание родственников, и потому доказательств в пользу того, что осы Polistes способны вычислять составляющую r в правиле Гамильтона, по-прежнему недостаточно. Возможно, им и не нужен такой критерий. Но существует ли «эмпирическое правило», которое помогает осе увеличить до максимума вероятность того, что сородич, с которым она в конечном итоге поселится вместе, окажется достаточно близким ее родственником? Для тропического вида таким правилом может быть следующее: «Стройте новое гнездо вместе с другими пассажирами с того же “главного корабля”». И именно так поступают многие тропические осы-полисты. Как правило, группа самок из одного гнезда совместно откалывается от родного дома и строит новое жилье, часто неподалеку.

Даже если они не способны отличать родственников от неродственников, вероятность того, что самка из собственного гнезда является их сестрой, скорее всего, будет склоняться в их пользу, потому что матка, как правило, царствует по многу месяцев: даже оса, которая старше вас на месяц, вполне может оказаться вашей сестрой. Там, где встречается одно гнездо тропических ос-полистов, часто найдется еще одно или несколько в его окрестностях – некоторые популяции существуют годами, образуя скопления из множества гнезд, в точности как та панамская осиная мекка из зоны военных действий, которую показал мне Билл Уизлоу. В настоящее время мы знаем, что гнезда в скоплениях такого рода часто родственны друг другу[164] – это «сестринства», созданные как сопровождение своего «главного корабля». Такие расширенные семейные сети поднимают оригинальное объяснение Гамильтоном альтруизма на совершенно новый уровень.

Каким образом удается находить родственников для совместного гнездования самкам видов из районов с умеренным климатом – это еще более проблемный вопрос, потому что зимняя остановка цикла функционирования колонии означает, что семейная группа распадается, а недавно спарившиеся размножающиеся самки (которые в будущем сезоне станут основательницами) впадают в спячку – диапаузу, о которой мы говорили в главе 3. Чтобы гарантировать, что следующей весной основательницы станут строить гнездо вместе с родственниками, требуется сильное давление эволюционного отбора, особенно если помнить, что, насколько нам известно, осы-полисты не в состоянии отличить сестру от незнакомки. Нужно еще какое-то условие.

Мировым центром исследований ос Polistes, несомненно, является Италия – спасибо наследию Лео Парди. Один из учеников Парди, Стефано Турриллацци, собрал в своей лаборатории во Флоренции целый улей исследователей, влюбленных в ос до безумия, и вместе они выяснили, чем занимаются полисты в стране чудес зимней диапаузы. В величественной прохладе итальянской осени молодые, только что лишившиеся девственности плодовитые самки сотнями собираются в местах зимней спячки, известных как гибернакулы. Как и любое хорошее убежище, одни и те же места используются из года в год, и каждую зиму там поселяется новая стая ос.

Команда обнаружила, что гибернакулы несут химические метки тел и яда их прошлогодних обитателей. Выделив компоненты яда и кутикулярных пептидов и предоставив осам различные химические соединения на выбор, исследователи выяснили, что полисты при выборе убежища для зимней спячки ищут определенную часть этого химического сигнала[165] – пептид под названием доминулин (в честь осы, у которой он был обнаружен, Polistes dominula). Гидрофильная молекула вроде этой сохраняется только в том случае, если гибернакулы защищены от воды, – так что данные химические вещества служат прекрасными указателями надежных мест для зимовки. Использование химических соединений для обозначения популярных мест не является чем-то необычным или новым: морские желуди и двустворчатые моллюски выделяют химические вещества, чтобы отметить подходящее место для сбора.

Семейное убежище для зимней спячки было бы отличным способом сохранить семью вместе, чтобы стало возможно найти родственников для обустройства гнезда следующей весной. К сожалению, зимующие осы, как правило, представляют собой смесь родственников и чужаков, которых привлекло одно и то же уютное убежище. Более того, в отличие от бабочки в диапаузе зимой осы в состоянии диапаузы не останавливают свои метаболические часы полностью – по крайней мере, во время мягких итальянских зим. В гибернакуле не удается отвлечься от сложностей общественной жизни. Безусловно, в этот период осы вялые, но они достаточно бодры, чтобы взаимодействовать друг с другом. Считается, что социальная игра, которая помогает им коротать долгие зимние месяцы, может сыграть свою роль в определении того, с кем эти осы в итоге начнут строить гнездо весной, и в конечном счете поможет достичь договоренностей, призванных гасить репродуктивные конфликты, вспыхивающие в гнезде.

Когда первые лучи итальянского солнца коснутся гибернакулы, сонные осы зашевелятся и выберутся на весенний воздух. Если они решат устроить гнездо рядом со своим зимним убежищем, у них будет больше шансов сделать это вместе с одним или двумя родственниками. И действительно, многие из соосновательниц в гнездах европейской бумажной осы Polistes dominula являются родственницами. Фактически, как и в моей панамской «осиной мекке», эти осы образуют скопления гнезд, связанных некоторой степенью родства, в одном и том же месте[166], если им хватает подходящего субстрата для гнездования. Таким образом, одно и то же эмпирическое правило поиска родственников может быть применимо к видам из умеренного климата точно так же, как и к тропическим видам, несмотря на то что зима грубо прерывает жизненный цикл колонии.

Мы с осой-полистом немного похожи на старую супружескую пару – по крайней мере, с моей точки зрения. Мы уже столько лет вместе, однако я по-прежнему смотрю на нее с восхищением и благоговением. Оса-полист и ее общества – это неиссякаемая сокровищница научных чудес. Вполне возможно, альтруизм так и остался бы парадоксом природы, имеющим лишь теоретическое объяснение, если бы не осы-полисты. Исследуя их жизнь, ученые открыли много неожиданного и любопытного.

Простая теория альтруизма связана воедино сложной сетью эволюционных изобретений и решений, многие из которых ученые даже представить себе не могли. Благодаря стремлению раскрыть секрет альтруизма, мы обаружили, что осы Polistes – это королевы процессов познания в мире насекомых. Их замечательные системы узнавания сородичей обеспечивают порядок в обществе и его функционирование, но на появление альтруизма, кажется, влияют вовсе не они. На самом деле простые и экологичные эмпирические правила гарантируют, что гены альтруистов будут надежно сохранены в потомстве их сородичей. Но родственники, согласные передавать ваши гены, – это далеко не единственная репродуктивная удача ос Polistes. У нее в запасе есть свои секреты, позволяющие заключить самую выгодную генетическую сделку.

IV

«Кандидат» (The Apprentice) – это игровое реалити-шоу, которое обещает открыть огромные перспективы единственному счастливчику. Молодые и полные надежд участники, мечтающие стать бизнес-магнатами, выполняют целый ряд сложных заданий, требующих от них координации, общения, сотрудничества, а также успешной конкуренции. Коллеги-кандидаты наблюдают друг за другом, учатся предвидеть действия соперников, интерпретировать элементы поведения, оценивать относительные способности товарищей по команде – и все это ради того, чтобы управлять собственным положением в постоянно меняющейся динамике группы.

Это социальная игра, построенная на переговорах и конкурентной борьбе. В каждом раунде один человек выбывает. В течение нескольких недель участники выполняют серию заданий и могут выстроить (или разрушить) плодотворные отношения в процессе взаимодействия, оценить чужие способности, поведение и конкурентоспособность, а также определить, какая стратегия будет наилучшей при переговорах с конкретными союзниками или конкурентами. Шоу получается увлекательным в основном из-за того, что почти невозможно предсказать, кто в итоге станет победителем. Люди – штука сложная. А сети их социального взаимодействия – еще сложнее.

Лично я предпочитаю наблюдать за реальными битвами и соглашениями в исполнении ос Polistes. На этапе основания гнезда в цикле существования их колонии эти осы, начиная строить гнездо как группа сестер (как правило), разыгрывают версию «Кандидата», адаптированную для Инсектополиса. Как и у участников шоу, возможность победить – стать маткой – есть у каждой осы, однако победитель здесь будет только один. Кто проиграет, тот будет изгнан с рынка прямого воспроизводства и станет подчиненным матки, помогая растить ее выводок.

Правило Гамильтона объясняет, почему в таком исходе не будет ничего страшного, пока основательницы являются сестрами: воспитывая племянниц и племянников, подчиненные все равно передают значительную часть своего генетического материала следующему поколению, хотя сами фактически не занимаются воспроизводством. Но нельзя отрицать тот факт, что всегда лучше откладывать яйца самой, чем быть подчиненной особью в гнезде основательницы. Лучшее, на что вы можете надеяться как неразмножающаяся подчиненная особь, помогая растить потомство сестры, – то, что следующему поколению передастся в среднем 37,5 %[167] ваших вариантов генов (в дополнение к тем, что являются общими для вас и среднестатистического представителя более широкой выборки в популяции). Это куда меньше тех 50 %, которые вы упаковали бы в собственного отпрыска, размножаясь самостоятельно.

Вторая проблема заключается в том, что жизнь в роли подчиненной сопряжена со значительно большим риском, чем жизнь матки. Завоевав по результатам переговоров право откладывать яйца, матка-основательница живет в относительной роскоши внутри безопасной колонии, где пользуется коллективной защитой со стороны своих соседей по гнезду. От своих компаньонов она получает все необходимое ей питание посредством загадочной «социальной жидкости», которая свободно распространяется среди взрослых особей и потомства[168]. И самое главное – у нее сравнительно небольшие шансы погибнуть, потому что она редко покидает гнездо для сбора строительных материалов. Покинуть безопасную колонию – это одна из самых рискованных вещей, которые может сделать оса: можно попасть в клюв к голодной птице, заблудиться во время ливня или получить травму в схватке с неуступчивой добычей. У подчиненных нет иного выбора, кроме как отправляться на охоту и добывать пищу для прокорма растущего потомства. Если они не справляются со своей задачей, матка или подчиненные более высокого ранга третируют их, заставляя выходить на поиски пищи. Каждый день у покинувшей гнездо рабочей особи есть существенный 7-процентный шанс погибнуть[169].

Кто именно в итоге станет маткой, определяется игрой в уступки и состязаниями, которые устраивают между собой основательницы. Итог будет зависеть от социальных и экологических факторов вроде родства (основательницы – это не всегда сестры), конкурентоспособности и продуктивности группы, а также от внешних факторов вроде возможности основать собственное гнездо в другом месте и стать размножающейся особью.

Вопрос, каким образом осы приходят к согласию в спорах за право стать маткой, был одним из тех, что заставили меня окунуться в мир ос более 20 лет назад. В то время научную литературу заполонило множество теоретических моделей, выражавших самые разные позиции относительно того, какие уступки могут лежать в основе соглашений и какое влияние на них оказывает хаотичное разнообразие социальных и экологических факторов. Теоретические модели, основанные на тщательно подобранных терминах и допущениях, создавать гораздо проще, чем эмпирические тесты для их проверки. Как ученый, работающий на эмпирическом конце спектра научной деятельности, я вспоминаю неиссякаемый каскад новых моделей, основанных на так называемой «теории репродуктивного неравенства», которые публиковались в то время.

Под репродуктивным неравенством в этой теории понимается, что разным членам группы достаются неравные доли участия в процессе воспроизводства: высокая степень неравенства означала, что одна самка установила репродуктивную монополию, став единственной откладывающей яйца особью; низкая степень неравенства описывала общество, в котором сразу несколько (или большинство) самок получали свою долю участия в процессе кладки яиц. К настоящему времени опубликовано уже свыше 1000 работ, предлагающих, адаптирующих или критикующих модели репродуктивного неравенства или представляющих их апробацию. В основе всех моделей неравенства лежит одно и то же исходное условие: как генетические, экологические и социальные факторы объясняют распределение функции размножения среди членов группы? Какие факторы определяют характер соглашений между доминантной особью и ее подчиненными и гарантируют, что подчиненные спокойно «согласятся» на нее работать? «Валюта» в данном соглашении – это, конечно же, доля участия в воспроизводстве группы. Эти модели в равной степени применимы как к харизматичным позвоночным, размножающимся в группах, вроде сурикатов и длиннохвостых синиц, так и к сообществам пчел и ос. Но осы Polistes, которые так охотно позволяют себя изучать, заняли центральное место в эмпирических проверках моделей репродуктивного неравенства, в том числе благодаря тем новым молекулярным методам количественной оценки родства, о которых мы уже упоминали ранее. Колонии основательниц, принадлежащих к видам из областей умеренного климата, были особенно популярными, поскольку обычно их группы состояли всего лишь из 2–5 ос, причем каждая из них является потенциальной «ХочуБытьМамочкой».

Как правило, любая отдельно взятая модель неравенства представляет собой вариацию на одну из двух тем, различающихся лишь предположениями о том, кто контролирует воспроизводство. Модели уступок предполагают, что доминантная особь обладает полным контролем над составом своей группы и ее деятельностью, но для поддержания мира она должна предложить своим компаньонам взятку в виде куска репродуктивного пирога. Такие модели основаны на концепции сделки, заключенной между доминантом и подчиненным(и): если подчиненные не соглашаются, они рискуют оказаться вытесненными из группы и потерять все генетические, социальные и экологические преимущества, которые дает принадлежность к ней.

Предсказания в моделях уступок выводятся напрямую из рассуждений в стиле Гамильтона, центральным элементом которых является совокупная приспособленность. Если велика вероятность нападения хищников или паразитов на гнездо одиночной самки, пока та отлучается на поиски пищи, или если хороших мест для гнездования мало, доминантной особи, возможно, не нужно будет идти на значительные уступки подчиненным, чтобы они оставались в роли послушных помощников. Послушные подчиненные могут передать (косвенным образом) новому поколению больше своих генов, чем изгнанная из группы подчиненная особь, которая начинает размножаться в собственном одиночном гнезде, но при этом испытывает на себе высокие риски жизни в одиночку. Однако этот довод работает лишь в том случае, если подчиненная и доминирующая особи являются близкими родственниками, как в случае ос Polistes. Если же подчиненные являются дальними родственниками доминантной особи (или вообще ей не родственны), матке придется пойти на более значительные уступки в плане размножения, если она хочет привлечь подчиненную особь возможностью остаться в группе в роли мирного помощника. Это компромисс между подчиненной и доминирующей особями, который подвержен влиянию внутренних и внешних факторов; его результатом предполагается решение, улучшающее приспособленность каждой из участвующих сторон.

Второй вариант моделей репродуктивного неравенства предполагает, что ни один из индивидов, состоящих в группе, не обладает полным контролем над тем, кто входит в ее состав и кто занимается воспроизводством. Репродуктивные доли определяются как эволюционно стабильная стратегия в стиле теории игр, в которой степень родства не оказывает прямого влияния. Между потенциальными матками завязывается «подковерная борьба», результатом которой является компромисс, определяемый их бойцовскими качествами или умением иным образом навязать свои эгоистические интересы. Важно отметить, что в этих моделях не важна ни угроза распада группы, ни иные возможности уйти из нее и начать самостоятельную жизнь. Все, что имеет значение, – это способность стоять на своем (так называемый «потенциал удержания ресурсов») в сравнении с таковой у других членов группы.

Выгода заключается в пребывании в составе группы, а доля участия в размножении – это результат сражения за право размножения. Тем, кто умеет бороться за свои интересы, достанется львиная доля репродуктивного пирога. Характер распределения права на воспроизводство полностью зависит от того, насколько различается потенциал удержания ресурсов у членов группы. В шоу «Кандидат» он может быть выражен в виде способности человека приводить убедительные аргументы или умения, которое он может проявлять в накоплении или продаже продукта. В нашем примере с осами потенциал удержания ресурсов обычно сводится к способности выиграть физическую схватку: преимущество могут получить более крупные осы или обладатели относительно более крупных ротовых органов (для укуса).

Таким образом, модели «перетягивания каната» и модели уступок делают упор на разные вещи: модели уступок предполагают, что распределение ролей в воспроизводстве зависит главным образом от различий в степени родства и выборе альтернативных вариантов жизни вне группы, тогда как модели «перетягивания каната» отталкиваются главным образом от конкурентоспособности или способности навязывать эгоистичную стратегию.

Два десятилетия теоретических и эмпирических исследований так и не удовлетворили всех наших запросов. Были предприняты сотни попыток проверить эти модели эмпирически (и не только на осах-полистах), однако мы до сих пор толком не знаем, как социальные группы достигают соглашения в вопросе размножения. В целом результаты оказываются несколько противоречивыми[170]; не сложилось единого мнения о том, как влияют различия в степени родства или конкурентоспособность на процесс достижения соглашения.

Возможно, общего для всех правила просто не существует: не исключено, что разные виды улаживают споры, связанные с воспроизводством, используя разные наборы правил, потому что они ограничены различными факторами – физиологией, продолжительностью жизни или жизненным циклом. В крайнем случае мы могли бы сделать предварительный вывод, что модели уступок работают несколько хуже, чем модели «подковерной борьбы»: попытки манипуляций степенью родства не оказывали заметного влияния на репродуктивное неравенство у видов Polistes или даже у других видов ос, пчел, рыб или млекопитающих, размножающихся в группах. В общем, если прищуриться, то данные в пользу модели «подковерной борьбы» представляются чуть более убедительными, но о веских доказательствах речь все равно не идет.

Ситуация выглядит более обнадеживающе, если посмотреть на нее шире, а не ограничиваться отдельными популяциями или видами. Сравнительные исследования популяций самых разных птиц, млекопитающих и насекомых (в том числе ос) выявили огромное преобладание доказательств в пользу модели уступок, связывающей долю в воспроизводстве с родством; это позволяет предположить, что выгоды, приносимые альтруистическим поведением, действительно влияют на достижение соглашения в области воспроизводства, как минимум на уровне популяций. Однако попытки проверить это экспериментально (путем манипуляций степенью родства между подчиненными и доминантами) либо не оказывали существенного воздействия на репродуктивное неравенство, либо приводили к появлению данных в пользу модели «подковерной борьбы». Еще большее недоумение вызывают исследования, которые открыли, что особи иногда выбирают неоптимальную стратегию – присоединяются к группе или не покидают ее, даже если от этого снижается их приспособленность. В целом ни одна из существующих моделей репродуктивного неравенства не объясняет динамику достижения согласия в отношении воспроизводства в группах[171].

Так ли это неожиданно? Мы знаем, что у ос-полистов индивиды способны узнавать своих соседей по гнезду, но нет никаких доказательств наличия у них способности оценивать степень родства друг с другом. Как мы можем рассчитывать отыскать связь между степенью родства и репродуктивным неравенством, если у объектов исследования отсутствуют механизмы, позволяющие обнаруживать и измерять именно ту переменную, которую мы считаем важной? Кроме того, считается, что у Polistes (и других пчел и ос) возраст или порядок появления в гнезде предсказывает степень участия в размножении лучше, чем размер тела. Поэтому стоит ли удивляться тому, что взаимосвязь между конкурентоспособностью и репродуктивным неравенством оказывается слабой?

Возможно, мы измеряем конкурентоспособность не тем способом, который будет биологически значимым в данном вопросе. Вступают ли члены группы в яростные схватки, чтобы заполучить кусок репродуктивного пирога, или же сражаются, потому что жаждут сохранить за собой уже имеющуюся долю? Что является причиной, а что следствием – вечный больной вопрос для полевых эмпирических исследований, и здесь решающее значение имеют экспериментальные манипуляции с потенциальными переменными, а не наблюдаемые корреляции. Что же еще такого может происходить при переговорах о праве на размножение, чего мы еще не наблюдали?

До недавнего времени считалось, что подчиненной особи доступен выбор лишь из двух вариантов: оставаться с группой и помогать, возможно, за небольшой кусочек репродуктивного пирога, или же действовать в одиночку и стать хозяйкой собственной судьбы в роли одиночной размножающейся особи. Есть ли другие пути? Вполне возможно, у подчиненных особей существует больше вариантов выбора, чем мы думали, особенно если их помощь является таким ценным товаром для доминантной размножающейся особи. Таким образом, ценность помощи может зависеть от спроса на помощь и ее предложение. Зависит ли решение доминантов о том, сколько они готовы заплатить за помощь, от обилия доступных помощников?

Это классическая теория рынка, и вы, несомненно, испытывали ее на себе. Примером может служить цена, которую люди были готовы заплатить за основные строительные материалы в Великобритании в период с 2020 по 2021 год. Сокращение поставок, вызванное пандемией коронавируса, привело к росту цен на 20–50 %. Люди готовы были платить любые деньги за кирпич, черепицу, цемент или лесоматериалы, необходимые для их стройки. Примечательно, что особи-основательницы в колониях Polistes dominula, похоже, поступают точно так же. Когда в популяции ощущается дефицит помощников, доминанты уступают бо́льшую долю участия в воспроизводстве основательницам-подчиненным, чтобы заручиться их необходимой помощью.

Это передает право выбора в цепкие лапки подчиненных особей: возможности вне колонии внезапно становятся весьма привлекательными. Хитрая подчиненная особь будет рекламировать свои услуги в разных гнездах[172], подыскивая «работодателей», которые предложат самую высокую цену, а качество этих вариантов выбора на стороне (того, что предложат ей в других гнездах), в свою очередь, также повлияет на рыночную цену ее помощи. Модели неравенства явно были слишком простыми. Социальные контракты работают как рынки: потребительский выбор, смена поставщиков и меняющаяся конкурентная среда создают динамичную рыночную площадку, напоминающую наши фондовые рынки. Переговоры и соглашения в этих простых сообществах животных, возможно, довольно схожи с человеческими: выбирая новую работу, мы тоже стараемся тщательно изучить все варианты, прежде чем выбрать меньшее из зол. Почему бы осам не поступать так же?

V

Я хотела бы вернуть вас в холодную гибернакулу в Италии, где толпятся десятки сонных европейских бумажных ос – словно ожидающие своего вылета туристы в аэропорту. Вспомните, что эти осы, очевидно, пользуются эмпирическими правилами для поиска родственника для совместного гнездования. Давайте сейчас изучим данные более тщательно. Хотя многие из основательниц в итоге действительно закладывают гнездо совместно с родственниками, приходится признать, что в типичной популяции 15–35 % подчиненных особей фактически не состоят в родстве с доминирующей осой. Это означает, что значительное число ос не получает никакой косвенной приспособленности от своей роли альтруистов. Выводок, который они выращивают, играя роль помощников, передаст их гены следующему поколению с вероятностью не большей, чем какой-то случайно выбранный представитель популяции. Если бы помощь была единственным доступным им образом жизни, это можно было бы понять, но все эти осы – особи, потенциально способные к размножению. Зачем же отказываться от создания собственного гнезда и помогать растить неродственный выводок?

Загадку подчинения неродственных ос могут раскрыть их пушистые двойники. Я не имею в виду пчел. Вспомните, что осы Polistes – это, по сути, членистоногие версии сурикатов или любых позвоночных, размножающихся группой, если уж на то пошло. В сообществах позвоночных часто есть как минимум несколько помощников, которые не родственны размножающимся особям; причина, по которой они сотрудничают, заключается в том, что у них есть хороший шанс получить право на размножение по наследству. Наследование репродуктивного трона – это тоже отличный стимул для осы: дождись своей очереди накачать яичники, она придет – если только ты не умрешь до того, как ее дождешься. Наследование – это недостающий кусочек мозаики, объясняющий, почему неродственные подчиненные соосновательницы помогают вместо того, чтобы устраивать гнездо в одиночку.

За ответ на этот вопрос мы должны воздать должное кропотливой работе эволюционного биолога Элли Ледбитер и нескольких тысяч ос Polistes dominula, которые жили вдоль южного побережья Испании. Элли пометила краской 4185 ос, чтобы дать каждой из них собственную уникальную именную метку. Понаблюдав за их личной жизнью на протяжении нескольких недель, она обнаружила, что самки, которые устроились в гнездах в роли основательниц-подчиненных, произвели больше потомства, чем средняя самка, которая закладывала гнездо в одиночку. Похоже, что подчиненные особи играют в выжидательную игру: 13 % из них напали на золотую жилу, унаследовав трон, когда доминировавшая над ними особь умерла или пропала. 13 % – это на первый взгляд не так уж много, но выигрыш от наследования уже обжитого гнезда высок; настолько высок, что средней осе выгоднее сделать ставку на жизнь в роли подчиненной особи, даже не будучи родственницей особи, откладывающей яйца, чем гнездиться в одиночку.

Стоять в очереди за возможностью размножения – это обычная тема в социальных играх, в которые играют осы. Полисты хорошо освоили эти игры; но чемпионки по соблюдению очередности – это осы-стеногастрины (Stenogastrinae) из Юго-Восточной Азии, насекомые, с которых я начала свое путешествие в мир ос. Они живут небольшими группами от трех до восьми особей в гнездах, которые легко принять за узловатые корни, свисающие с крутого берега, или за комки застывшей грязи, прилипшие к нижней стороне тронутых сыростью мостов. Во время работы над своей диссертацией я провела немало часов под такими мостами в Малайзии, наблюдая за осиными очередями. Стеногастрины – это самая нежная на свете разновидность ос: их хрупкое жало лишь щекочет человека и очень редко прокалывает кожу. Их защитная реакция на все, что приближается к их гнезду (будь то хищник или дружелюбный энтомолог), – упасть вниз, словно дохлые мухи, оставив гнездо без защиты. В общем, «осиным характером» они обделены, так что это самые подходящие осы для неопытных исследователей. Но они могут поспорить с полистами за звание самого яркого примера социального поведения и дают нам невероятную возможность взглянуть на то, как эволюционируют простейшие формы групповой жизни.

Родословное древо семьи стеногастрин – это само совершенство: здесь всегда есть только одна яйцекладущая матка и небольшая, но идеально организованная рабочая сила в лице ее дочерей, которые выстраиваются в безукоризненную очередь к трону. Их очередь строго регламентирована порядком их появления в гнезде, который, как правило, определяется возрастом. Если учесть, что королева-мать строго придерживается моногамии, каждое гнездо формируется из сплоченной группы близких родственников, обеспечивающей как раз подходящие генетические условия для поощрения поведения, направленного на помощь. Если матка умрет или пропадет (возможно, из-за вмешательства энтомолога), старшая из незамужних дочерей тихонько ускользает к ближайшей группе медлительных самцов, чтобы собрать немного спермы, а затем спокойно занимает место своей матери.

Ее сестры столь же изящно выстраиваются в очередь за ней. Очередь просто продвигается вперед, и старшая из ос, став дебютанткой в высшем свете, плавно переключает свой вклад в приспособленность с косвенного воспроизводства (выращивания братьев и сестер) на прямое – уже в качестве яйцекладущей особи. Какие-либо состязания или споры возникают редко: в качестве калибровочного маркера в их договоре выступает возраст, и никакого затратного соперничества уже не требуется. По мере своего подъема в очереди на право стать маткой осы одновременно спускаются по иерархии охотников: они тратят меньше времени на поиск пищи и больше – на гнездо, в котором помогают в уходе за выводком и в содержании гнезда. Склонить чашу весов вложений в эту сторону вполне оправданно, потому что охота – занятие рискованное, а оса, которая скоро унаследует трон, должна меньше подвергаться такой опасности[173]. Их идеальный порядок несколько угнетает. Награды за лучшую мелодраму из домашней жизни (среди насекомых) этим осам точно не видать. Но для биолога-эволюциониста, желающего понять важность очередности наследования, они – лауреаты премии «Эмми».

Что касается наследования, осы с небольшими колониями в большинстве своем словно читали одну и ту же инструкцию: геронтократия имеет значение. Возьмем, например, старую добрую Polistes dominula: если с маткой случается несчастье, трон наследует подчиненная ей основательница, потому что она самая старшая и находится в начале очереди по умолчанию. У них процесс назначения новой царствующей особы протекает не так скромно, как у стеногастрин, но тем не менее все происходит большей частью спокойно и достойно, без особых споров. То же самое, очевидно, относится и к другим видам Polistes, обитающим в зоне умеренного климата, хотя иногда, если выбрать матку не удается сразу, размер осы-претендентки может послужить доводом в ее пользу. Все это выглядит слишком уж идеально: должно же быть хоть какое-то состязание за роль матки! Вспомним, что в этих сообществах все осы сохраняют потенциальную способность откладывать яйца, и рабочая особь, получившая возможность размножаться, никогда не может быть уверена, что самая старая оса в ее гнезде – это действительно ее близкая родственница, особенно если эта оса – основательница гнезда. Даже если новая матка – ее сестра, каждая из ос все равно добилась бы большего успеха, став маткой и оставляя собственное потомство (r = 0,5), чем помогая растить племянниц и племянников (r = 0,375).

Создается впечатление, будто эмпирическое правило пацифистской геронтократии делает такую систему уязвимой для обманщиков, гены которых предпочли бы, чтобы их носители рискнули вступить в битву за трон, а не растили выводок неясной степени родства. Однако мы знаем, что происходит на самом деле, благодаря работе моего аспиранта Бена Тейлора, который провел сотни увлекательных часов за просмотром в замедленном темпе видеосъемок, запечатлевших, как рабочие особи Polistes dominula борются за место матки. Мы надеялись, что в замедленном темпе удастся увидеть незамеченные признаки жесточайшей конкуренции и поймать претенденток на корону на коварных и безжалостных преступлениях, на которые они идут ради завоевания трона.

«Игру престолов» в осином варианте можно сравнить с системой подсчета очков, используемой в шахматных турнирах (и проанализировать аналогичным образом). Каждая оса начинает с одного и того же произвольного стартового количества очков (скажем, 1000), как в шахматном турнире. После каждого парного взаимодействия есть победитель и проигравший; оценки, которые они получают, зависят от того, насколько неожиданным оказался результат. Неожиданные результаты приносят высокие баллы. Я – стабильно посредственная шахматистка, а моя дочь – до обидного сильная. Вообще она обыгрывает меня в большинстве игр для двух игроков, не только в шахматах. Я бы набрала непропорционально высокий балл, если бы выиграла у нее, потому что ожидаемый результат состоит в том, что победит она. И наоборот, когда побеждает она (что бывает часто), ее выигрыш в общем счете не так уж велик, потому что мы, отталкиваясь от ее предыдущего выступления, ожидаем от нее побед. Осы не двигают пешки по шахматной доске – вместо этого они сражаются друг с другом, пользуясь собственными антеннами[174]. Видеомарафон Бена показал, что в дуэлях на антеннах участвуют лишь самые старшие осы; молодые занимаются своими обычными делами, поддерживая течение жизни в колонии и передачу собственной косвенной генетической приспособленности. Простых правил (вроде геронтократии), а также редких и недорого обходящихся драк на антеннах ради уточнения размытых границ дозволенного вполне достаточно, чтобы группы могли избежать издержек, связанных с конфликтом, – затрат, которые в конечном счете понесут все особи, обладающие общими вариантами генов.

Не все осы ведут себя так умно. Динамика домашней жизни ос Polistes canadensis, уютно устроившихся среди заброшенных стен панамской осиной мекки, поведала совсем другую историю. У подобных тропических видов Polistes агрессия явно стала частью семейной жизни. Конфликты могут иметь серьезные последствия. Соседей по гнезду, которые пытаются (безуспешно) подняться выше своего положения, наказывают – их кусают и жалят; им отрывают конечности, повреждают антенны в состязаниях по борьбе, исход которых часто оказывается смертельным. Если какую-то осу не кусают и не гоняют по гнезду, значит, кусает и гоняет всех она сама.

Боевой задор тропических ос-полистов впервые описала Мэри Джейн Уэст-Эберхард (уже известная нам по работе с осой Zethus). В 1960-е годы она описала жестокие драки, которые следовали за пропажей яйцекладущей особи, – драки, в результате которых трон наследовали далеко не самые старые осы[175]. Так что же, никакой геронтократии? Или эти осы не читали свод правил этикета, который так ревностно соблюдают их родственники из умеренных широт или их коллеги-стеногастрины из Юго-Восточной Азии? Почему они предпочли соглашениям конфликт, особенно когда конфликт обходится так дорого?

Я была полна решимости узнать больше о сражении за право стать маткой у Polistes canadensis, поэтому в самом большом бойцовском клубе насекомых в Панама-Сити я занимала место в первом ряду. Я спрашивала себя: были ли рабочие особи уже на взводе, готовые к драке, едва лишь матка проявит какие-либо признаки слабости? Ведь матку можно подставить: обмануть ее рабочих и заставить их думать, что она уже недостойна короны, просто нагло выкрадывая ее яйца из гнезда. В течение нескольких минут пытливые усики амбициозной рабочей особи обнаружат, что яйцо пропало, и на репродуктивную силу матриарха падет подозрение.

Однократная потеря яйца прощается, но повторные случаи не остаются незамеченными. Гармония в обществе нарушается: активность в гнезде растет, осы толкаются, в движение приходит вся их масса. Всякая видимость (относительно) спокойного и упорядоченного общества уступает место анархии и агрессии, и соседи по гнезду раскрывают всю двойственность личности Джекилла и Хайда, превращаясь из покорных тихонь в воинственных гладиаторов. Антенны танцуют, жвалы подергиваются, брюшки колышутся. Если есть шанс занять трон, к этому стоит быть готовым. Даже в присутствии матки ее рабочие – ее дочери – готовы отреагировать на малейший признак слабости.

Настоящее веселье начинается, когда матка исчезает. Уже через час рабочие принимаются метаться, поиск пищи приостанавливается, настроение меняется. Начинается толкотня. Пульсирующие брюшки выстукивают ритм. Гнездо – это их боевой барабан, а враг находится внутри. Вчерашние товарищи – это сегодняшние конкуренты. Они нарушают все правила, установленные полистами умеренных широт; они рвут узы сестринства и размазывают их об гнездо. Прежние подчиненные сопротивляются; в ответ они получают укусы. Жала колют беспощадно, втыкаясь между щитками тела. Сцепившиеся гладиаторы корчатся. Сжимая друг друга в объятиях, тела падают, а колющие удары жала соскальзывают; где же то мягкое местечко, чтобы вывести сестру из игры?

Однако в этой борьбе участвуют не все. Есть и пассивные сестры, которые отсиживаются в сторонке. Неужели они не видят всего этого? Некоторые чуть отворачиваются, с легким презрением признавая неудобство, причиняемое этим конфликтом. Другие отступают за гнездо; они не видят своего места в этой битве. Соседство резни с безразличием производит жутковатое впечатление: анархия с всеобщего попустительства.

Это «Голодные игры» и «Игра престолов» в одном флаконе. Шоу затягивается на несколько дней. Я озадачена их стремлением склонить аудиторию к участию. (Пока я сижу и смотрю, осы летят в меня, слово пушечные ядра на поле боя, как и положено в месте их обитания, выщербленном ударами пуль.) Действующие лица просто переполнены яростью или же действительно считают меня частью своих состязаний? Надев шляпу пчеловода, я сижу неподвижно, пока они жалят шляпу, карандаш и блокнот. Я разочаровываю их отсутствием реакции, и вскоре они понимают, что я не стою их усилий. Я вновь могу фиксировать те ремарки, которые они оставляют для меня в своем бумажном театре.

10:35 утра. Гнездо 105. № 46 выходит на сцену слева; наносит укус № 23; № 23 отступает по сцене направо; № 46 бегает по сцене, интенсивно барабаня брюшком.

Восстание рушит все правила соглашения. Мятеж нарушает законы иерархии. Правила геронтократии выброшены на помойку. У старых ос нет желания становиться матками. Это трусы, которые избегают борьбы, наблюдают за ней с пренебрежением, прячутся за гнездом, продолжают свою работу, чтобы молодняк был хорошо накормлен и защищен от анархии, царящей вокруг. Восстание – это игра молодежи, и до начала состязаний невозможно предсказать, кто победит. Может пройти неделя или больше, прежде чем новый монарх надежно утвердится на троне. Общественный порядок восстановлен. Очевидно, в вопросах преемственности власти нет особых правил. Если в поведении, возрасте или размере участниц борьбы закодированы какие-то секретные послания, то нам еще предстоит их расшифровать. Наш грубый анализ показывает лишь то, что новой маткой станет одна из молодых ос, но что именно определяет, кто ею станет, пока остается тайной осиных обществ.

Почему эти тропические осы так отличаются от своих собратьев из умеренных широт? Честно говоря, у нас недостаточно данных, чтобы с уверенностью заявлять, что это поведение типично для всех тропических ос-полистов. Надлежащие эксперименты были проведены на слишком малом количестве видов. Но если не принимать во внимание эту оговорку, объяснение может заключаться в относительной долговечности самих ос и их колоний. Рабочая особь из области умеренного климата, которой удается стать маткой, никогда не будет править дольше, чем ее мать, потому что колония всегда распадается в начале зимы. Однако в случае рабочей особи тропического вида социальная группа может существовать очень долго – от многих месяцев до года и более, – и поэтому прямая приспособленность, которой можно добиться, оспаривая положение матки, значительна, а косвенная приспособленность, которую можно потерять, если свергнуть свою мать или старшую сестру, относительно невелика.

Но я думаю, что здесь замешано нечто большее. Даже когда в порядке эксперимента старую осу наделяют положением матки в гнезде[176], удаляя всех ее сородичей, она предпочитает подождать, пока из куколки не выйдет ее младшая сестра, которая и становится маткой. Возможно, у старых ос в какой-то степени снижена плодовитость. Неужели это та цена, которую они платят за жизнь в роли усердного охотника? Если да, то почему такую же цену не платят виды, обитающие в местах с умеренным климатом? Другое возможное объяснение может быть связано с размером группы. Polistes canadensis живут большими группами из 50–200 ос. Только представьте себе, насколько разрушительной была бы смена матки, если бы в этой борьбе приняли участие все осы. Возможно, естественный отбор был направлен на то, чтобы более старые осы (которые так и не побывали яйцекладущими особями) частично (или полностью?) утратили плодовитость, что вывело бы их из соревнования и сократило количество конкурентов: своего рода менопауза для насекомых? У нас нет ответов на эти вопросы. Мы даже не знаем, насколько широко распространено это явление среди тропических ос Polistes. Что мы знаем точно, что эти осы разыграли чертовски хороший эволюционный спектакль.

По соглашению или через конфликт, в тропическом или умеренном климате – ясно, что распространение своих вариантов генов путем воспитания родственников хорошо объясняет причины альтруизма в обществах Polistes. Семейная группа, работающая как единое целое, обеспечивает альтруистам подходящие условия, чтобы распространять копии своих вариантов генов через тела близких родственников и противостоять манящему соблазну одиночного гнездования. Когда положение матриарха пошатнулось, ее наследие сохраняется под властью преемницы из числа ее родственниц. Не имеет значения, был ли период конфликта или обошлось без него[177], – вклад семьи в семью сохраняется и тем самым гарантирует генетическое вознаграждение всем членам семьи, даже если кто-то из них умирает. Они сотрудничают не на благо группы, а на благо собственных эгоистичных генов, скрытых в осином теле.

VI

Было бы довольно скучно, если бы загадку альтруизма решили еще в 1960-е годы при помощи простого уравнения, – хотя бы потому, что у ученых вроде меня оказалось бы меньше поводов изучать ос. Хотя ранее я говорила, что полисты – это хрестоматийные примеры социальной эволюции, несмотря на некоторый беспорядок и нарушения закона, теперь я собираюсь раскачать лодку, сообщив вам кое-какие тревожные новости. Эти несговорчивые осы иногда вызывающе дерзко попирают правила альтруизма, заставляя нас сначала ломать голову, сомневаться, а затем исследовать границы области нашего понимания.

Вернемся в мой разрушающийся осиный дворец в Панаме. Ежедневная перепись гнезд помогала нам выяснить, кто к какому гнезду принадлежит и сколько усилий вкладывает в сбор пищи, и давала некоторое представление об иерархии доминирования. Переписью занимается человек в шляпе пчеловода и перчатках, сидящий на лестнице, которую обычно небрежно приставляли к выветренной стене, изрытой ударами пуль. Его взгляд прикован к телам помеченных краской ос, кишащим в гнезде прямо перед ними. Обитатель лестницы выкрикивает метки краской на каждой отдельной осе.

ОБИТАТЕЛЬ ЛЕСТНИЦЫ: Красный-зеленый-желтый-синий.

Помощница, стоящая внизу, ставит галочку напротив осы в переписном листе.

ОТМЕТЧИЦА: Есть!

ОБИТАТЕЛЬ ЛЕСТНИЦЫ: Синий-синий-оранжевый-оранжевый.

ОТМЕТЧИЦА: Отлично. Это матка.

ОБИТАТЕЛЬ ЛЕСТНИЦЫ: Желтый-белый… Нет, погоди, это желтый-желтый-синий-розовый.

Или нет? К розовому пятну прилипла какая-то гадость, а желтое пятно краски почти отвалилось. Сейчас сидящему на лестнице нужная оса не видна, потому что она ползает по задней части гнезда.

ОТМЕТЧИЦА: Э-э, в этом гнезде нет осы с отметками желтый-желтый-синий-розовый. Может быть, это желтый-желтый-синий-красный?

ОБИТАТЕЛЬ ЛЕСТНИЦЫ: Хм… может быть. Не знаю. Уползла.

Отметчица медлит, прежде чем записать «желтый-желтый-синий-розовый».

Просматривая переписные листы, она замечает, что оса с метками «желтый-желтый-синий-розовый» обычно держится в гнезде номер 32, которое находится на стене с непристойными граффити, примерно в трех метрах в стороне.

Понятно, сколько мелочей тут могут обернуться ошибкой. Особенно когда вам жарко, вы обливаетесь потом, стоя на шаткой лестнице, а у вашего лица висит гнездо, кишащее осами.

Из наших переписей быстро стало очевидно, что иногда не те осы оказывались не в тех гнездах. Это не очень хорошо: чтобы максимально повысить косвенную приспособленность, рабочие особи должны быть верны своей семейной группе и сосредоточить свои усилия на повышении благосостояния тех, кто передает их варианты генов будущим поколениям. Самым вероятным объяснением было то, что мы оказались несколько небрежными: в конце концов, все мы люди. Возможно, виной тому была тропическая жара или обильные возлияния джина накануне после заката. Тем не менее эти несоответствия, безусловно, присутствовали: около 10 % ос были замечены не в своих гнездах.

Обеспокоенная этим, я вернулась в Панаму через несколько месяцев, вооружившись высокотехнологичным решением: я планировала наклеить на спины отдельных ос метки радиочастотной идентификации и доверить технике выяснить, была ли неверность своему гнезду реальным явлением или просто результатом человеческой ошибки. Теперь мои осы, оснащенные электронными рюкзачками, сновали туда-сюда в каждом гнезде в округе. Красота! Почти исчерпывающие записи о том, кто, где, когда и сколько времени проводил, полученные автоматическим путем, подтвердили, что человеческая ошибка здесь ни при чем: осы определенно делали что-то не так – около 40 % рабочих особей нарушали правила и проводили время в чужих гнездах.

Более того, они еще и работали в тех гнездах, которые посещали, – приносили корм и ухаживали за выводком. Сам Гамильтон замечал ос Polistes canadensis, кочующих между гнездами, и забеспокоился о последствиях этого наблюдения для своей теории. Благодаря преимуществам, которые дают генетические маркеры, нам удалось показать, что эти так называемые бродяги[178] явно посещали гнезда, с которыми были связаны родством, и игнорировали гнезда неродственных ос. Напомню, что у этих тропических видов новые гнезда создают группы сестер, устраивающие свой дом достаточно близко к материнскому гнезду. Получающиеся в итоге скопления расширенных семейных групп фактически могут создавать осам подходящие условия[179] для совместного использования их помощи в нескольких родственных гнездах. Тем не менее зачем делиться своими альтруистическими усилиями с дальними родственниками, когда можно просто вкладывать их в семейную группу? Это совсем не стыковалось с теорией Гамильтона.

У нас было несколько мыслей насчет того, почему так происходит. Возможно, осы играли в игры инвестиционных банкиров. Любой хороший биржевой маклер знает, что инвестирование всех активов в один портфель – это стратегия, чреватая высокими рисками. Распределение активов по нескольким портфелям гораздо более безопасно, так как смягчает последствия от банкротства любого отдельного фонда[180]. Возможно, рабочие особи Polistes вкладывали свои средства (усилия по заготовке корма) в несколько гнезд, потому что риски вложений всего лишь в одно гнездо были слишком высокими.

Не ограничивая все свое косвенное воспроизводство одним гнездом, альтруисты могут в итоге передать больше своих вариантов генов следующему поколению, даже если эти гнезда просто связаны отдаленным родством. Эта стратегия может быть эволюционно стабильной только в том случае, если для любого отдельно взятого гнезда в их скоплении существует высокий риск гибели. В тропиках разрушение гнезд и гибель выводка – обычное дело. Во время своего первого полевого сезона в Панаме я со слезами отчаяния наблюдала, как птицы трапезничали в гнездах, за которыми я наблюдала на протяжении трех месяцев. Несколько лет спустя мы с аспирантом могли лишь стоять и наблюдать, как бродячие муравьи массово извлекают расплод из гнезд, с военной точностью сокращая в разы выборку для эксперимента моего аспиранта. Год спустя объединенные усилия мух-саркофагид, плотоядных гусениц и паразитических ос втихую подточили ход еще одного эксперимента, выедая наши драгоценные данные изнутри. Теперь я не принимаю роковые стечения обстоятельств близко к сердцу; я всегда к ним готова и страхую себя от ущерба путем закладки эксперимента на нескольких участках. Может быть, осы делают то же самое?

Или, возможно, осы-бродяги просто помогали там, где помощь была больше всего необходима. Мы видели, как то же самое происходило по всему миру в 2020 году, когда наши общества впервые потрясла пандемия коронавируса. Мы искали, как помочь своему ближайшему окружению, делились с соседями драгоценными рулонами туалетной бумаги[181] или доставляли еду тем, у кого не было возможности купить продукты. Мы распределяли свою помощь в соответствии с потребностями. Возможно, «бродяги» делают то же самое: если в их родном гнезде сборщицы корма и няньки находятся в избытке, то они предпочитают обратиться со своим предложением помощи в другое место, где это может принести пользу.

Мысль, что предельная выгода, получаемая рабочей особью, уменьшается по мере увеличения числа таких особей в колонии, впервые высказал в 1960-е годы Чарльз Миченер – американский энтомолог, чья работа с галиктидными пчелами определила наши представления на ранних этапах развития социобиологии. До тех пор, пока у «бродяг» больше общих вариантов генов с гнездами, которым они помогают, чем с популяцией в целом, кочевание между гнездами можно объяснить снижением отдачи от помощи рабочей особи в крупных колониях.

Спустя десять лет после того, как была помечена первая оса Polistes, благодаря героическим усилиям двух целеустремленных аспирантов у нас появились кое-какие ответы. Тибо Ленгронн – студент, вместе с которым я была свидетелем резни, устроенной бродячими муравьями, – в своем эксперименте снабдил радиометками более 1000 ос из 93 колоний. Он неделями отслеживал их перемещения (порядка 30 000) в гнезда и из них; после этого он аккуратно манипулировал численностью их потомства и рабочих особей, чтобы проверить гипотезу о снижении отдачи как причине кочевания рабочих.

А потом появились бродячие муравьи (муравьи-кочевники). Он потерял почти треть своих гнезд. Бродячие муравьи охотились не за взрослыми осами, а только за их потомством. Но в эксперименте вроде этого, где соотношение числа рабочих особей и потомства было тщательно рассчитано, а некоторые гнезда подверглись манипуляциям с целью увеличения или уменьшения потребности в помощи, съедение всего выводка армией наступающих муравьев было, мягко говоря, неприятностью. Мы прибыли к этому конкретному скоплению гнезд в середине налета и лишь беспомощно наблюдали за происходящим. Никто не рискнет встать между бродячими муравьями, занятыми грабежом, и их добычей. Мы были не единственными наблюдателями: все взрослые осы Тибо сидели рядом со своими гнездами и смотрели, как их потомство забирают на убой. Баланс сил изменился: эволюция снабдила этих ос отравленными мечами для битвы с более крупными хищниками, однако они были беспомощны против крошечных воителей.

Осы, студент и научный руководитель – все мы пребывали в беспомощной растерянности. В тот день Тибо выкурил немало сигарет.

Несмотря на бродячих муравьев и ряд других неудач, случившихся в ходе полевых работ, эксперимент Тибо оказался успешным: осы активнее кочевали в гнезда, где в их помощи нуждались больше всего. К сожалению, понадобилось еще шесть лет, чтобы это исследование, после пяти отказов из научных журналов и множества повторных рецензий, было наконец принято к публикации. Рецензенты ставили под сомнение его новизну или скептически оценивали анализ социальных сетей, который мы провели на основе данных, поэтому мы повторно анализировали данные всеми способами, о которых они просили, и отстаивали наш скромный размер выборки (черт бы побрал этих бродячих муравьев). Однако боги публикаций по-прежнему не хотели улыбаться нам. В конце концов исследование было опубликовано в 2021 году – через 12 лет после того, как бродячие муравьи пошли в наступление на эксперименты Тибо. К тому времени он предпочел образ жизни, более выгодный в материальном плане, чем роль ученого – исследователя ос. Из-за того, как затянут бывает процесс публикации научных материалов, многие молодые ученые слишком поздно пожинают плоды своих исследований; система подводит их слишком часто.

Тем временем в мою дверь постучал Патрик Кеннеди. Верный последователь Гамильтона, недавно получивший степень бакалавра в Оксфордском университете, он был очарован кочеванием у Polistes canadensis. Могут ли рабочие осы расценивать скопление гнезд по соседству как портфель банкира? Или же их поведение объяснялось балансом потребности в помощи? И пока эксперименты Тибо по уши увязли в липком бульоне бесконечного рецензирования, Патрик атаковал проблему ос-бродяг с помощью математики, моделирования и изнурительных полевых сезонов в Панаме. У него не было ни единой возможности повторить ту изнурительную полевую работу, которую выдержал Тибо: получение выборки такого же размера, учитывая мух-паразитов, хищных бродячих муравьев и огромные временные и материальные затраты на снабжение радиометками 1000 ос, было невыполнимым делом. Нам был нужен другой способ разобраться с вопросом снижения отдачи.

Патрик решил отправиться в Панаму, чтобы подсчитать ос и пронаблюдать за развитием выводка у ос-полистов на протяжении нескольких месяцев. После четверти миллиона наблюдений за выводковыми ячейками (к этому не смог бы придраться из-за размера выборки ни один рецензент), неописуемого количества уколов жалом и огромного объема сложного моделирования удалось получить результат: по мере увеличения количества ос в колонии их полезность снижается. Если говорить языком эволюции, естественный отбор, по-видимому, способствует тому, чтобы осы помогали соседям, когда в родном гнезде ценность их помощи снижается, но при условии, что соседи в какой-то степени родственны им.

За те месяцы, что Патрик провел со своими никому не нужными осами на задворках Панамы, ему в голову пришла еще одна блестящая идея. Распределение рисков может и не объяснить конкретного случая расширенного альтруизма среди ос-бродяг в Панаме, но что, если оно служит объяснением явлению альтруизма в целом? Через пятьдесят четыре года после прорыва Уильяма Гамильтона и после долгой и упорной битвы с математикой и моделированием Патрик понял, что в правиле Гамильтона действительно не хватало ключевого компонента: изменчивости окружающей среды.

Правило Гамильтона фокусируется на измерении среднего репродуктивного успеха исполнителей (альтруистов) и получателей. А что, если на самом деле помощь не изменяет среднее значение, а просто уменьшает разброс – ту величину, в пределах которой различаются значения вокруг среднего? Именно по этой причине инвестиционные банкиры распределяют активы по нескольким портфелям – это может и не увеличить их прибыль, но безусловно снижает вероятность, что они понесут убытки или, что еще хуже, потеряют все свои инвестиции. Бинго. Введя в правило Гамильтона параметр, отражающий колебания окружающей среды, модели Патрика показали, что альтруизм легче возникает в изменчивой среде. Это означало, что альтруизм мог эволюционно развиться, когда средние генетические преимущества оставались неизменными, и, как это ни парадоксально, даже когда степень родства была очень низкой.

Сто лет кропотливых исследований показали, как осы меняют свое поведение, когда меняются условия в гнезде и вокруг него: на альтруизм влияет количество рабочих особей, численность потомства, жизненные силы матки, величина ущерба, наносимого гнезду паразитами. Эти сообщества ос представляют собой первые этапы эволюции альтруизма и показывают, как гибкость в их поведении позволяет им использовать различные стратегии для распространения генов в зависимости от того, какие изменчивые параметры подбрасывают им экология и эволюция. Вы не оса, но вы каждый день играете в игры, похожие на осиные, – в игры, которые определяют, насколько вы щедры, кому стоит оказать свою помощь, а когда лучше повести себя эгоистично.

А теперь скажите мне, что вас совсем не тронуло то, что можно увидеть, просидев всего лишь час перед гнездом ос-полистов.

5

Ужин с Аристотелем

Что же касается способа происхождения родственных им животных, например антрен и ос, то оно до известной степени происходит так же, как у всех, и необыкновенного ничего не представляет, и вполне понятно, так как в них нет ничего божественного, как у пчел[182].

Аристотель, 384–322 гг. до н. э.

Аристотель – первый энтомолог, труды которого были изданы, славился своей страстью к медоносным пчелам. Он превозносил их организационные и поведенческие достоинства и в своем труде «История животных» посвятил им больше страниц, чем любому другому живому существу, помимо человека. Его увлеченность осами-веспинами была не так известна. При помощи своих учеников из афинского Ликея Аристотель представил впечатляющее изложение их естественной истории и поведения как минимум в трех книгах «Истории животных» (книги 4, 5 и 9)[183], где с поразительной точностью описал жизненный цикл и развитие колоний обычных ос (sphex) и шершней (anthrene), противопоставляя их медоносным пчелам.

Он разобрался в их кастовой системе и обнаружил, что их общества состоят из вождей, или metrae (маток, то есть цариц), и рабочих особей. Он писал, что матки «много крупнее и более кротки» и живут дольше, чем рабочие особи. Он также заметил, что матки впадают в зимнюю спячку, в то время как рабочие особи погибают, и что в цикле существования колонии рабочие особи появляются на свет раньше, а способные к половому размножению (то есть самцы и девственные матки следующего сезона) – позже. Он понимал их брачное поведение лучше, чем другие классические писатели, такие как Овидий (50 до н. э.), Вергилий (30 до н. э.) и Плиний Старший (60 н. э.) – те верили, что осы возникают из разлагающихся лошадиных трупов.

Аристотель заметил, что осы отличаются от медоносных пчел тем, что не роятся, а вместо этого дают начало новым колониям поодиночке. Опять же, в противоположность пчелам они не запасали пищу. Он признавал, что осы, хотя и посещают цветы, главным образом охотятся на других насекомых вроде мух, которых они часто обезглавливают, прежде чем отнести в гнездо. Он был немного неточен в том, у каких видов ос есть жало, но в остальном его наблюдения отличаются удивительной глубиной понимания вопроса. Осы явно заинтриговали Аристотеля.

Несмотря на высокую оценку, которую Аристотель давал осе, он описывал ее как существо, которое «необыкновенного ничего не представляет». В его время медоносные пчелы и человечество уже были хорошими друзьями, поэтому он подошел к изучению этой темы, обладая значительными базовыми знаниями. Тем не менее Аристотель несколько запутал биологию пчел, особенно в том, что касается их каст и способа размножения. Он говорил, что у медоносных пчел есть три «касты»: цари, рабочие и трутни, и не видел заметных анатомических половых различий между ними. Будучи человеком своего времени, он сделал вывод, что рабочие пчелы не могут быть самками, потому что у них есть жала, «ведь ни одной самке природа не дает оружия для защиты». Но рабочие пчелы не могли быть и самцами, поскольку «ни один самец обыкновенно не заботится о детях», а то, что они этим занимались, он, конечно же, наблюдал. Кем же тогда были рабочие особи? И как могло появляться потомство, если, по его словам, цари и трутни были мужского пола?

В целом Аристотель был глубоко увлечен вопросами полового размножения и способами воспроизводства, и пчелы привели его в замешательство. Он рассуждал о том, что три касты образуют иерархию: цари наверху, за ними рабочие, а трутни – внизу. Цари воспроизводили себе подобных, а также рабочих. Рабочие воспроизводили трутней, а трутни не воспроизводили никого. Репродуктивная прогрессия два-один-ноль очень понравилась Аристотелю. Ее математическая красота восхищала его (он был неравнодушен к числу три), и философы полагают, что именно по этой причине он говорил, что в пчелах есть нечто «божественное». Это подкрепило его утверждение о том, как порядок, пропорции и рациональность пронизывают весь мир природы[184], вплоть до «низших» (простейших) животных.

Конечно же, Аристотель ошибался со своими трехкастовыми пчелами. Но он не ошибся насчет того, что в размножении у пчел есть что-то особенное. Как мы узнали в главе 4, гаплодиплоидная система определения пола перепончатокрылых – это просто сумасшедшая штука, как у пчел, так и у ос с муравьями. У общественных пчел, как и у муравьев и общественных ос, есть царицы, но в царях нет необходимости, поскольку весь мужской генетический материал, необходимый матке для оплодотворения яиц, хранится в ее брюшке после спаривания[185]. Матки производят рабочих особей и девственных маток из оплодотворенных яиц, а самцов – из неоплодотворенных яиц. Мы по-прежнему называем пчел-самцов трутнями, но они, безусловно, не бесплодны. Именно фантастическое представление Аристотеля о том, как размножаются пчелы, заставило его заявить, что осы «лишены» тех «необыкновенных особенностей», что присущи пчелам, и что в них «нет ничего божественного, как у пчел».

Если бы я смогла пригласить одного человека явиться с того света и разделить со мной ужин, это был бы Аристотель. Я бы постаралась изо всех сил, чтобы приготовить его любимые древнегреческие блюда, следуя примеру тех пиршеств, которые долго хранили память жарких споров о мире природы, какие Аристотель вел со своим учителем Платоном и со своими учениками в Ликее. За бокалом любимого Аристотелем вина лимнио[186] (конечно же, разбавленного водой по его вкусу, чтобы в наших рассуждениях сохранялась ясность) мы рассказывали бы друг другу истории о мире, о науке, почерпнувшей вдохновение из его труда, и об открытиях, которые выходили за рамки его самых смелых фантазий. Я бы сделала все, что в моих силах, чтобы рассказать ему, как последние два тысячелетия развития науки помогли ответить на многие из заданных им вопросов, а также о том, как многое из его мудрости сохраняет актуальность и в наши дни.

Наверное, я бы сильно краснела и, конечно, слишком часто прикладывалась к лимнио еще до того, как мы покончили бы с закуской из кориандра и капусты, ведь Аристотель был величайшим философом из когда-либо живших. За основным блюдом из запеченной баранины (или козлятины, если бы мне удалось ее раздобыть) с костным мозгом по-александрийски мы перешли бы к сути дела и делились мыслями, касающимися нашей общей страсти – наблюдений за насекомыми. Я бы осторожно разобрала до основания красоту его схемы воспроизводства пчел два-один-ноль и понадеялась бы, что он не расплескает слишком много вина, когда услышит о гаплодиплоидии. Думаю, он нормально воспринял бы новость, что самки могут и защищать потомство, и обладать жалом, – ведь он бы уже знал, как изменилась с его времени роль женщин в человеческих обществах.

Я бы с удовольствием поговорила с ним побольше о скрытых гендерных предубеждениях, которые до сих пор глубоко укоренены в нашем обществе, но мне пришлось бы сменить тему беседы, иначе мы не успели бы дойти до ос к тому времени, как вниманием философа всецело завладеют козленок, костный мозг и вино. Для начала я бы поблагодарила его за точное описание жизненных циклов sphex (обыкновенных ос) и anthrene (шершней)[187] и от всей души поздравила бы его с тем, насколько он оказался прав. Он, наверное, рассмеялся бы от удовольствия, услышав, что его записи об осах оставались самыми точными и полными на протяжении более 2000 лет. В конце концов, это может смягчить для него новость, что пчелы не такие уж и божественные существа. Вероятно, Аристотель был бы несколько удивлен, что я так увлечена обсуждением ос, а не пчел, но думаю, что он проявил бы здоровый интерес к тайнам ос-веспин, которые мы раскрыли за последние пару тысячелетий.

В этой главе я приглашаю вас подслушать мои застольные беседы[188] с Аристотелем об осах[189]. Возможно, к их концу вы вместе с Арисом (он не против, чтобы я называла его Арисом, лишь бы мы иногда упоминали в нашем разговоре медоносных пчел) убедитесь, что как раз осы заслуживают эпитета «божественные» – не из-за какого-то непостижимого спонтанного способа размножения или творческих способностей, достойных божества, но из-за их сложных обществ, созданных эволюцией. Придвиньте стул, налейте себе бокал доброго лимнио, как любит Арис, и давайте посмотрим, смогу ли я доказать вам и ему, что осы-веспины действительно достойны такого же почтения, как пчелы.

I

Я разглядываю своего гостя[190]. Он строен и красив, несмотря на то что ему уже за 2400 лет. По сегодняшним меркам, его одежда выглядит бледновато. Я слышала, что Аристотель, возможно, был несколько тщеславен и заботился о том, чтобы его прическа всегда соответствовала последним модным веяниям. Может быть, в другой день он щеголял бы аккуратными пучками, но его светлые кудри распущены и ниспадают длинным каскадом. Над тонкими скулами блестят умные глаза; он прищуривается, разглядывая меня: он в недоумении. Почему меня так интересуют осы? Неужели меня не пугают их жала? В конце концов, осы «имеют жало, воинственнее других [пчел], и укус их болезненнее, ибо и жало у них соответственно больше [чем у пчел]»[191]. Похоже, за последние тысячелетия репутация ос мало изменилась. С чего же начать?

Представьте себе школьный класс для насекомых. Медоносная пчела в нем – примерно как занудная отличница. Я-то знаю, потому что сама в школе обычно сидела рядом с занудной отличницей. Она была любимицей учителя, пенал у нее был в идеальном порядке, она знала ответ на любой вопрос и, что самое неприятное, поглядывала на всех немного свысока. А еще она была моей лучшей подругой, поэтому я не могла слишком сердиться на нее; пожалуй, на самом деле я втайне восхищалась ее талантами.

В нашем ползучем классе медоносные пчелы – безусловные любимчики учителя: их называют «величайшими друзьями человечества среди насекомых»[192]. Их гнезда отличаются наибольшей упорядоченностью среди всех насекомых (по крайней мере, когда мы помещаем их в ульи), их идеальные ряды шестиугольных ячей расположены с математической точностью (Арис улыбается), и по сравнению с ними даже идеальный пенал моей подруги выглядит как бардак после хорошей вечеринки. К тому же ученице-пчелке добавляет очков репутация ее трудолюбивых сестер, известных как неутомимые труженицы. Любой пчеловод скажет вам, что медоносные пчелы не только знают ответы – они сами являются ответом на массу вопросов. И в довершение всего это деловитое и монотонное жужжание как будто пронизано снисхождением к менее способным одноклассникам. Ну точно отличница на первой парте.

Неподалеку от медоносной пчелы сидит самая обычная общественная оса – Vespula vulgaris (sphex, уточняю я для Ариса). Она чувствует, что ее незаслуженно обходят вниманием по сравнению со звездой класса. И у нее на то есть веские причины. Она тоже обитает в хлопотливом высокоорганизованном гнезде, полном целеустремленных и трудолюбивых сестер, а ее мать является таким же авторитетом в доме, как и мать медоносной пчелы. Наша ученица Vespula точно так же прилежна и старательна. Она знает ответы не хуже, чем ее одноклассница-пчела, но учитель редко ее спрашивает, поэтому у осы мало возможностей проявить себя. Проблема в том, что ее репутация возмутительницы спокойствия всегда опережает ее – из-за хулиганства, к которому под конец года питают склонность и она сама, и ее сестры.

Хулиганистая, но умная – раньше в школе таким ученицам не светило ничего хорошего. Аристотель вряд ли потерпел бы такое поведение от своих учеников в Ликее. Однако, объясняю я ему, благодаря прогрессивным подходам в школьном образовании мы научились замечать и ценить таланты тех, кому нелегко соответствовать узким рамкам общественных ожиданий. Обыкновенная оса заслуживает таких же изменений в нашем восприятии, чтобы она тоже могла рассчитывать на нашу поддержку. Обществу следует быть более снисходительным к ее социальным особенностям и уделять больше внимания ее необыкновенным качествам.

С чего же следует начать, чтобы исправить репутацию этого оклеветанного существа? К счастью, научный план действий уже заложила та самая всеобщая любимица – медоносная пчела. Порожденные эволюцией сообщества медоносных пчел и ос-веспин представляют собой замечательный пример параллельной эволюции: в обеих линиях в ходе эволюции независимо друг от друга из одиночного предкового состояния возникла самая сложная форма социальности – суперорганизм.

Существует восемь видов медоносных пчел, но лучше всего нам известен (полу)одомашненный вид Apis mellifera. Люди тысячелетиями собирали мед из колоний диких пчел, некоторые общества охотников-собирателей до сих пор занимаются этим, однако связь между людьми и пчелами постепенно начала меняться почти 4500 лет назад – более чем за две тысячи лет до рождения Ариса – в то самое время, когда мед был ключевым ингредиентом в древнеегипетской кулинарии, а пчеловодство стало важной отраслью хозяйства. Замечательные археологические находки, каменные барельефы 2400 г. до н. э. (сейчас они выставлены в Новом музее в Берлине), показали, как египтяне научились содержать пчел в ульях и использовать дым для успокоения насекомых, чтобы добывать мед. Еще более примечательны 3000-летние ульи, раскопанные археологами в израильском городе Тель-Рехов в 2007 году[193]: радиоуглеродный анализ зерна, рассыпанного вокруг ульев, показал их возраст – 970–840 гг. до н. э.

Долгая история пчеловодства как отрасли хозяйства заложила основы для научного исследования пчелиных колоний, их поведения и устройства. Мы знаем, что пчелы умны: разные особи специализируются на выполнении различных работ (уход за выводком, гигиена, сбор корма), однако они реагируют на потребности колонии – например, по мере необходимости переключаясь с ухода за расплодом на сбор корма. У них есть система утилизации отходов, они заботятся о санитарном состоянии улья. С помощью затейливого танца-кода они сообщают своим соседям по гнезду о местонахождении и даже типе корма. Многочисленные книги о пчелах свидетельствуют о том, что эти насекомые и их поведение вызывают у нас восхищение, удивление и огромный интерес, в том числе научный.

Мой гость одобрительно кивает. Ему приятно слышать, что он положил начало тенденции возрастом две тысячи лет. В конце концов, он был первым специалистом по биологии пчел, чьи труды опубликовали.

Я рассказываю Арису, что колонии ос-веспин такие же большие и впечатляющие, как колонии медоносных пчел, и в ходе эволюции они приобрели множество не менее удивительных форм поведения. Например, они решают разногласия, связанные с размножением, так же как медоносные пчелы: одна матка берет на себя главенство в размножении, а рабочим особям не дает нарушать этот порядок «полиция нравов», ползая по гнезду и поедая яйца, «без разрешения» отложенные рабочими. Их брачное поведение схоже с поведением медоносных пчел: во время единственного брачного полета новая матка спаривается со многими самцами.

Также осы-веспины прекрасно умеют собирать корм. Достаточно попытаться устроить пикник, чтобы убедиться в том, как умело они находят пищу, а заодно и способны организовать своих соседей по гнезду (хотя вскоре мы узнаем, что они, вероятно, в этом отстают от пчел, и разберемся, почему так происходит). Осы-веспины точно так же пользуются феромонами для общения и не уступают пчелам в уме (а то и превосходят их): они умеют запоминать ориентиры и цвета, а также использовать предыдущий опыт, чтобы принимать более эффективные решения. Сходство налицо: вполне возможно, что в ходе эволюции у ос-веспин возникли многие из тех удивительных качеств, за которые мы так горячо любим медоносных пчел. Несмотря на то что осы-веспины принадлежат к числу самых узнаваемых насекомых (готова поспорить, что осу вы легко узнаете, зато вам придется поломать голову, чтобы распознать медоносную пчелу вне контекста улья), ученые пока еще не нашли ответов на многие из ключевых вопросов о биологии ос: наши знания об осах отстоят от таковых о пчелах, как детский сад от университета.

Аристотель тянется за очередным ломтиком сочной козлятины. Я подливаю ему вина. После более чем двухтысячелетнего поста он заслуживает угощения. И в любом случае ему нужно хорошо поесть, чтобы переварить то, о чем я расскажу ему далее. Я объясняю, что даже если поведение медоносных пчел и ос-веспин схоже по своим целям, механизмы, посредством которых они приобретают эти сложные особенности, различаются. Эволюции хорошо удается изобретать велосипед по многу раз подряд, в каких-то случаях используя одинаковые структуры, а в иных – совершенно различные.

Эволюция? Да, как же я забыла. Откуда Арису было узнать о Дарвине? Я рассказываю ему, как работает естественный отбор и как организмы способны изменяться поколение за поколением, чтобы наилучшим образом соответствовать окружающей среде. Арис хмурит брови, когда я говорю, что эволюция не нуждается в помощи разумного творца вроде богов. Я рассказываю, как эксперименты Грегора Менделя с горохом показали нам, что единицей наследственной информации является нечто под названием ген, что гены – это что-то вроде глав большой книги, которую называют геномом и которая представляет собой инструкцию по сборке и обслуживанию строительных кирпичиков жизни, и что у каждого вида есть собственная книга-геном, причем эта инструкция редактируется и обновляется, чтобы соответствовать различным ситуациям.

Арис весьма заинтригован тем, что пчелы представляют собой «отредактированную» версию похожего на осу предка и поэтому благодаря процессу эволюции приобрели схожие с осами особенности поведения и жизненного цикла. Изменения в жизненном цикле могут повлиять на естественный отбор. Однако я вижу, что мне нужно будет представить логичное и обоснованное сравнение этих двух впечатляющих летающих суперорганизмов, чтобы убедить Ариса в том, что осы являются столь же божественными созданиями, как и пчелы. Когда беседуешь с отцом европейской логики, аргументы должны быть убедительными. Я использую знаменитый трехступенчатый рецепт убедительной риторики Аристотеля – logos (логос, логический аргумент), ethos (этос, убедительность) и pathos (патос, эмоциональное воздействие) – и надеюсь, что он (вместе с вами) поймет, что осы-веспины – это такие же звезды в насекомьем классе, как и пчелы.

II

Ужин проходит хорошо, несмотря на обескуражившую моего собеседника новость, что эволюция обошлась без божественного вмешательства. Выясняется, что нас с Аристотелем объединяет любовь к эмпирическим наблюдениям и экспериментам. Вскоре мы уже обмениваемся историями о том, как изучаем осиные гнезда. Он приходит в изумление, услышав, с какой легкостью можно, пользуясь социальными сетями, получить от совершенно незнакомых людей информацию о местонахождении осиных гнезд. Далее я показываю ему, как можно затем с помощью сервиса Google Earth проверить, легко ли будет добраться до потенциального гнезда. Похоже, Ариса выводит из душевного равновесия функция просмотра улиц (хотя, может быть, его просто укачало от быстрой смены изображений). Я спрашиваю, как он сам добывал осиные гнезда; он даже не знает, что ответить. Они просто появлялись, когда он об этом просил. У него в Ликее были предприимчивые ученики, которые не досаждали ему практическими подробностями такого рода. Зато ему было что рассказать о постройках внутри осиного гнезда:

«У всех у них ячейки шестиугольны, так же, как у пчел. Сделаны они не из воска, а из какого-то вещества, похожего на кору и паутину»[194].

Я улыбаюсь и рассказываю, что осиное гнездо – это нечто большее, чем просто паутина и мусор, хотя осы в самом деле очень хорошо умеют перерабатывать материалы.

«У нас на чердаке осиное гнездо! – задыхаясь, восклицает мой сосед. – Оно вам нужно?» (Подтекст: пожалуйста, заберите этот адский шар!) Именно так встречают меня по осени многие мои друзья и соседи. Я объясняю, что гнездо уже мертво, и поэтому вы сами, дорогой сосед, можете спокойно пролезть между паутиной и завалами старья и убрать его собственными руками. Лицо соседа омрачает замешательство. Это довольно распространенное заблуждение – будто гнезда общественных ос (как, впрочем, и любых других ос подсемейства веспин) существуют по многу лет. В конце концов, именно так обстоят дела у медоносных пчел.

Второе заблуждение: будто остатки гнезда – это неразорвавшаяся бомба, полная спящих ос, которые совершенно недвусмысленным образом выразят свое мнение, если их потревожить. В конце концов, именно так обстоят дела у медоносных пчел.

Колонии медоносных пчел всегда многолетние: иногда они существуют не один десяток лет. (Несомненно, тот факт, что очень плодовитая пчелиная матка способна прожить до 20 лет, – это удивительное и замечательное достижение эволюции, поскольку обычно за бурное размножение приходится платить продолжительностью жизни. Тем не менее пчелиные матки в течение всей своей жизни исторгают из себя миллионы яиц, однако принадлежат к числу самых долгоживущих насекомых. Они явно игнорируют так называемое правило компромисса между долголетием и плодовитостью.)

В противоположность им цикл гнездования осиной колонии обычно укладывается в один год: каждый год молодая оплодотворенная матка (в местностях с умеренным климатом – перезимовавшая) строит новое гнездо. Эта одиночная матка строит первые ячеи, откладывает несколько яиц и обеспечивает их добычей, на которую охотится самостоятельно. (Обратите внимание, что у медоносных пчел матка и не подумала бы добывать пищу самостоятельно, для этого рядом с ней всегда есть группа прилежных рабочих особей, даже в только что основанной колонии.) Этот выводок станет первыми рабочими осами, и после того, как они выведутся, осиная матка никогда больше не покинет гнездо: она становится матриархом, откладывающим яйца – точно так же, как матка у медоносных пчел.

Далее гнездо разрастается в геометрической прогрессии по мере того, как в течение весны ее рабочие отпрыски выращивают больше и больше сестер-рабочих. Как только их численность становится достаточно большой (порядка нескольких тысяч рабочих ос), матка переключается на выведение потомства, способного к половому размножению: это самцы и девственные матки следующего сезона. В конце цикла (в районах с умеренным климатом – ранней осенью) царица-мать, ее рабочие и потомство мужского пола умрут. Останутся в живых только успевшие спариться молодые самки – они станут основательницами колоний в следующем сезоне. Вот почему осиное гнездо на вашем чердаке или в сарае к началу зимы полностью опустеет, оставив на память о былой славе населявшего его сообщества лишь бумажную оболочку.

Иногда колонии веспин существуют дольше года: это чаще всего бывает в регионах, где осы рода Vespula являются инвазивными видами; хорошие примеры – Новая Зеландия и Австралия, где более теплый климат и веспинам не угрожают хищники. В местах естественного обитания этих ос изредка бывают случаи, когда в особенно уютных домах гнезда сохраняются на протяжении нескольких лет: в социальных сетях примерно раз в год всплывает фотография гнезда общественных ос, поглотившего кровать в сильно натопленной гостевой спальне у пожилой английской дамы. Однако, как правило, если на вашей территории появилось гнездо общественных ос, оно пробудет там только один сезон, и в конце осени вы сами (дорогой мой сосед) можете спокойно убрать его со своего чердака.

Арис вскакивает на ноги, опасно размахивая бокалом лучшего лимнио. Он не может поверить своим ушам: как эти люди могут быть такими невежественными! Разве они не читали его «Историю животных», в которой он объяснял, что в отличие от пчел цикл жизни общественных ос укладывается в один год? Он очень четко сформулировал это более 2400 лет назад.

«Работницы же не живут двух лет, но все умирают, когда настанет зима, – говорит он, – вождей же, называемых матками, можно видеть в течение целой зимы, и они скрываются под землей, ибо при вспахивании и копании земли зимой вождей видели многие, работниц же никто не видел».

Я усаживаю Ариса на место (совершенно незачем расплескивать вино) и объясняю, что из его обширного наследия рассказы об осах переводились очень редко. В XXI веке не так уж много людей умеют читать по-древнегречески, говорю я, но я сделаю все возможное, чтобы помочь внести ясность от его имени.

Вернемся к моему соседу и его чердаку. Прежде чем он обрушит мощь пылесоса на старое гнездо, я прошу его помедлить пару минут, чтобы полюбоваться его устройством, потому что это одно из чудес инженерного искусства эволюции – даже большее чудо, чем гнездо медоносных пчел. На протяжении тысячелетий пчеловоды, философы (в том числе сам Аристотель) и ученые восхищались строгим порядком устройства пчелиного сота: идеально выстроенные шестиугольники, расположенные с математической точностью, что позволяет улучшить прочность ячей и свести к минимуму усилия на их строительство.

Классический школьный математический эксперимент: определить, почему пчелы строят именно шестиугольные ячеи, а не круглые или восьмиугольные. Причины в том, что это облегчает строительство, дает возможность оптимально использовать стенки ячей и минимизирует потери пространства. Шестиугольник – это самый большой многоугольник, которым можно замостить плоскость без добавления другой фигуры. (Попробуйте сложить в мозаику восьмиугольники или круги, и вы сразу обнаружите, что вам нужны дополнительные фигуры, чтобы заполнить промежутки.) В природе пчелиные гнезда не бывают квадратными или прямоугольными – они круглые или овальные. Таким образом, они должны состоять из ячеек с как можно большим количеством сторон. Теоретически пчелы могли бы делать и квадратные ячейки (и соты были бы квадратными), но это требует значительно больше усилий на строительство ячейки, чем в случае шестиугольников. И в любом случае потомство, которое в них будет находиться, – объект округлой формы, поэтому оно лучше вписывается в шестиугольник, чем в квадрат. Пчелы умные, правда? Может быть.

Оказывается, пчелы не такие хорошие математики, какими мы их считаем (по крайней мере, не в строительстве ячей), зато таковыми вполне могут оказаться осы. Та самая идеально шестиугольная пчелиная ячея начинает свою жизнь как довольно обычная круглая конструкция, сделанная из размягченного воска, который пчелы разминают, нагревают и формируют. Рациональное шестиугольное совершенство возникает, когда образуется «тройное соединение» – то есть в месте встречи трех круглых сосудов. Для этого пчелы просто нагревают воск в нужных местах, без всякой алгебры и тригонометрии. Таким образом, идеальные шестиугольные ячеи пчелиного гнезда – это результат тепловой обработки, выполняемой рабочими пчелами, а не математического гения, который приписали им древние философы. Шестиугольники являются эмерджентной особенностью этого процесса[195]. Интересно, что красивые, аккуратные соты строят лишь медоносные пчелы и некоторые виды безжалых пчел. Шмели невероятно неряшливы, словно студенты-первокурсники в общежитии, – они беспорядочно громоздят свои выводковые ячеи рядом с горшочками для пыльцы и меда. Полный бардак.

Осы-веспины строят свои бумажные гнезда из растительного материала, поэтому у них нет возможности использовать те же эмерджентные методы лепки и тепловой обработки, какие практикуют пчелы для создания идеальных шестиугольных ячей. Кстати, бумажные вариации на тему шестиугольников создают все 74 вида ос-веспин (среди которых – все шершни и общественные осы), почти все среди 1100 видов Polistinae (бумажных ос) и некоторые из 50 видов Stenogastrinae (стеногастрин). Строительство гнезд – затратное занятие для ос: рабочим особям приходится собирать древесную массу, а это довольно рискованно. Просто понаблюдайте за тем, как трудолюбивая оса работает у вас на заборе: она настолько сосредоточена на своем деле, что не замечает вашего присутствия.

Природа порождает практичность. И еще природа порождает изобретения: осы были первыми производителями бумаги – мы украли у них и идею, и способ производства. Старинная китайская легенда о происхождении бумаги рассказывает, что около 2000 лет назад (как раз в то время люди и начали изготавливать бумагу) придворный евнух по имени Цай Лунь, отдыхая под деревом, от нечего делать стал разглядывать осу, которая скребла ствол. Он увидел, как оса набрала комочек из мякоти коры и понесла в гнездо: она разминала кору своими жвалами, пока та не стала влажной и податливой, а затем, сидя на краю ячейки в гнезде, размазывала пережеванную массу в тонкий, словно облатка, лист и надстраивала ячейку. Так постепенно и получалось гнездо – прочное, легкое, гибкое и защищенное. Идеальное место для развития ее потомства. Цай Лунь с изумлением наблюдал за происходящим. А потом и сам повторил это. Так около 2000 лет назад человек научился изготавливать бумагу.

Вилка моего сотрапезника настораживающе тихо ложится на тарелку. Он ведь ничего не знает о бумаге. С Аристотеля семь потов сошло, пока он выцарапывал свои слова на сотнях папирусных свитков, заботливо занесенных в каталог его библиотеки в Ликее. Папирус изготавливается из полосок, нарезанных из стебля растения папируса Cyperus papyrus. Тонкие перекрывающие друг друга полоски сердцевины укладывают в один ряд; сверху выкладывают такой же лист перпендикулярно первому, и оба слоя отбивают молотком, соединяя вместе. Это не так уж далеко от бумаги, но папирусу не хватает гибкости и тонкости бумаги, и он недолговечен.

Из двухсот с лишним трудов Аристотеля сохранился лишь 31; считается, что большая часть их была утрачена после падения Рима. Я выражаю Арису свои соболезнования, но он машет рукой и говорит, что все равно это в основном были заметки к лекциям и черновики трактатов, рассчитанные на чтение вслух, – он никогда не предполагал, что их будут читать или издавать. Я делаю вид, будто не замечаю тень растерянного сожаления, омрачившую его лицо. Будь в распоряжении Аристотеля бумага, значительно большая часть его наследия сохранилась бы и оказала бы еще большее влияние на цивилизацию. То, что всего через несколько сотен лет после того, как он царапал свои труды на хрупкой сердцевине растения, в каких-то 6000 километров от него китаец Цай Лунь изобрел бумагу, оказывается слишком щедрой порцией соли на рану.

Бумага невероятно универсальна – весело рассказываю я, надеясь рассеять печаль Ариса. Без нее человеческая цивилизация не продвинулась бы так далеко. Мы применяем ее не только для книг – мы делаем из нее картон и даже используем для изготовления мебели[196]. Но осы вывели универсальность бумаги на совершенно новый уровень. Их бумажные гнезда бывают похожи на веревки, футбольные мячи, теннисные ракетки, пирожные, ночные горшки, колыбельки, пеньки и даже дизайнерские платья. Одни скрыты под землей или внутри деревьев; другие гордо красуются на ветвях, зданиях и мостах. Одни заключены в защитную бумажную оболочку; другие открыты и легкодоступны. Будучи бесконечно разнообразными по форме, они одинаковы по функциям: как и ваш дом, осиное гнездо служит для защиты семьи – матки, взрослых рабочих особей и развивающегося расплода. Но это разнообразие возникает из одной и той же базовой конструкции, шестиугольных ячей – как у медоносных пчел, только из бумаги, а не из воска. Если у ос нет возможности просто подогреть восковые сосуды, чтобы превратить их в шестиугольники, то как же они их делают?

Как и в любом строительном проекте, важную роль здесь играет экономика. Затраты осы на строительство новой ячейки могут быть сведены к минимуму благодаря использованию уже существующих стенок ячеек. Первая ячейка – самая затратная, потому что осе приходится строить все шесть ее сторон, но даже на этой ранней стадии ячейка напоминает шестиугольник, а не бесформенный горшок, как у пчелы. Это дает основание полагать, что осы с самого начала были архитекторами и что шестиугольная форма не является эмерджентным свойством набора ячеек. Для второй ячейки требуется построить всего лишь пять стенок, а для третьей – только четыре, если расположить ее встык с двумя имеющимися. Последующим ячейкам нужно будет достраивать всего по четыре стенки, если располагать их оптимальным образом, так, чтобы пользоваться уже построенными стенками других ячеек. Это половина затрат на постройку шестистенной камеры. И действительно, осы предпочитают добавлять новые ячейки в углах, где уже построены три смежные стенки. Оптимальный рост гнезда объясняется простой алгеброй, и большинство видов ос придерживаются этого правила, строя круговые соты из ячеек. В случае ос подсемейства веспин соты располагаются в несколько слоев, как в многоэтажном жилом доме. Осы даже следят за размером ячеек в процессе их постройки: они измеряют ширину камер с помощью своих антенн.

При упоминании математики Аристотель оживляется. Его учеба у Платона была тесно связана с математикой, и его интересовало, как можно объяснить природу с помощью простой математики, особенно если речь идет о числе три. Шесть граней как раз кратны трем. Ему это очень понравилось, и он, разумеется, первым описал шестиугольные ячеи осиного гнезда. Мы поднимаем бокалы, запивая остатки жаркого из костного мозга и козлятины. И после этого я огорошиваю его новостью: осы достойны называться математическими гениями не больше, чем медоносные пчелы.

Гениальная конструкция осиного гнезда объясняется значительно проще, но эта простота как раз и впечатляет. Десятилетиями гнездовые постройки общественных насекомых привлекали внимание теоретиков, архитекторов и специалистов по эволюционной биологии. Но чуть более 50 лет назад произошло знаковое событие – в 1959 году французский биолог Пьер-Поль Грассе ввел для объяснения устройства гнезд насекомых понятие «стигмергия». Стигмергия описывает механизм спонтанной координации между биологическими агентами, оставляющей следы в окружающей среде – в данном случае в виде конструкции гнезд.

Это довольно неуклюжий термин для описания красоты и величия природных сооружений, от термитников и пчелиных сот до муравьиных и осиных гнезд над и под землей. Зачастую они выглядят очень эффектно и всегда поражают своей функциональностью. Гнезда общественных насекомых – это настоящие цитадели, бастионы и жилые комплексы, оснащенные кондиционерами и системами терморегуляции, построенные из материалов, способных противостоять болезням, хищникам и непогоде: в нашем человеческом мире все они являются источником вдохновения и решений для инженеров и архитекторов.

Как хорошо известно Арису, термин «стигмергия» происходит от греческих слов stigma («жало» или «укол») и ergon («работа»). Грассе использовал этот составной термин для описания опосредованного общения, которое происходит между насекомыми-архитекторами. Причем это общение настолько опосредованное, что на самом деле общением даже не является. Здесь нет ни главного архитектора, ни прораба, ни даже чертежа. Вместо этого следующий шаг насекомого определяется предыдущим действием, установил Грассе. «Стигмергируют» не только насекомые – у нас это тоже встречается. Хороший пример – возведение кирпичной стены: положение каждого нового кирпича будет зависеть от тех, что уже уложены на место. Кирпич кладется таким образом, чтобы перекрывать два других, поскольку это делает конструкцию более прочной: следуя этому простейшему правилу, достроить стену с тем же успехом может и другой человек, и робот. При этом какого бы то ни было прямого общения не потребуется: он просто отреагирует на расположение уже имеющихся кирпичей. Единственное условие – чтобы ему было известно правило.

Возвращаясь к осиному гнезду: каждый уже имеющийся сегмент, стенка ячеи, оболочка или складка гнезда подсказывает рабочей особи, что ей полагается делать дальше. Иногда подсказкой служит сама физическая структура (как кирпичи в стене для нашего робота); иногда конструктивная часть дополнена феромоном или химическим сигналом. Пока каждый индивид следует своим инструкциям на месте, в «генеральном плане» нет необходимости: сложная конструкция создается посредством простых механизмов самоорганизации. Это был важный шаг к тому, чтобы рассматривать колонию общественных насекомых как «суперорганизм». Догадки Грассе помогли связать действия отдельной особи и колонии, представляющей иной уровень эмерджентной индивидуальности[197].

Работа Грассе о стигмергии оставила след в виде небольшой, но весьма захватывающей области биомиметических исследований. За последний десяток лет математика коллективного поведения очень много выиграла от достижений в области робототехники и компьютерного моделирования, раскрыв секреты групповой жизни рыб, тараканов, муравьев, людей и даже ос. Используя компьютерного бота-«осу», который следует набору простых вычислительных правил, исследователи сумели воссоздать множество типов устройства гнезд, которые очень напоминают характерные для различных видов ос. Осы-боты следуют базовому набору правил, которые указывают им, как реагировать на конкретную конфигурацию формирующейся вокруг них структуры. Каждая из них случайным образом блуждает в гексагональном трехмерном пространстве и действует исключительно на основании механизма «стимул-реакция», который использует сетку пересекающихся путей, некий «рой решеток». Боты могли обнаруживать лишь первые 26 ячеек, примыкающих к точке начала строительства; они не могли удалять ячейки, и ни у одного из них не было инструкций, описывающих строение гнезда в целом.

Результатом работы по этим правилам стала постройка сложных гнезд, похожих на те, что существуют в природе. Никакого генерального плана нет; осы действуют в ответ на свое непосредственное окружение, следуя небольшому количеству очень простых правил. При определенных условиях, например в толпе, люди следуют аналогичным правилам. Закономерности, возникающие у насекомых в процессе самоорганизации, часто используются в наших обществах для таких целей, как городское планирование и контроль людских потоков на мероприятиях. Находясь в толпе, мы движемся, как муравьи: мы пытаемся найти самые практичные маршруты, следуя простейшим правилам, которые сообразуются с тем, что делают другие вокруг нас.

Мы с Аристотелем надеемся, что теперь моему соседу и вам, дорогой читатель, станет любопытно рассмотреть пустое осиное гнездо поближе, когда встретите его на чердаке. Но имейте в виду, что с ним нужно обращаться бережно, – пока осы жили в гнезде, они постоянно увлажняли бумагу, а высохшее гнездо становится очень хрупким и ломким. Прежде чем изучать эмерджентные математические чудеса ячей, вам нужно будет преодолеть несколько слоев бумажной оболочки.

Приглядитесь к ней внимательнее: оболочка сделана из крошечных полосок бумаги, образующих фестоны в форме ракушек, плотно прижатые друг к другу; из них складывается надежный защитный слой. Эти полоски могут быть самых разных цветов – благодаря тем материалам, которые использовали для их изготовления рабочие осы. Ранней весной покой вашего сада, возможно, нарушало поскребывание осиных жвал о доски забора или сарая, когда насекомые заготавливали строительные материалы. В гнезде, от которого я недавно избавила соседей, были полоски синего, зеленого и серого цветов – точь-в-точь как заборы окрестных садов. Если вам интересно поэкспериментировать, дорогой читатель, попробуйте весной покрасить забор разными красками, чтобы у местных ос получился веселый разноцветный декор в стиле пляжного домика.

Подобно облицовке многоэтажного жилого дома, оболочка гнезда берет на себя функции теплоизоляции содержимого и защиты его от врагов и неблагоприятных погодных условий. Многочисленные слои содержат прослойки воздуха и теплоизолируют соты, гарантируя, что находящееся в них потомство будет содержаться при оптимальной для его развития температуре. Более того, оболочка настолько успешно справляется с терморегуляцией[198], что даже тепловизионная камера не может обнаружить гнездо ос Vespula сквозь почву. У гнезда на утепленном чердаке, скорее всего, будет меньше слоев теплоизолирующей оболочки, чем у гнезда в садовом сарае. У медоносных пчел в случае полуодомашненных колоний эту функцию берет на себя конструкция улья, но дикие пчелиные семьи, гнездящиеся в дуплах деревьев, окружают жилье своего рода защитным слоем из смолы (прополиса), замазывая все щелочки, чтобы оптимальным образом поддерживать терморегуляцию в колонии.

Не все осы делают оболочку вокруг своих гнезд. Вообще говоря, оболочка возникла в процессе эволюции лишь у самых сложноорганизованных общественных ос, чьи колонии достигают больших размеров. Она присутствует у всех видов подсемейства Vespinae. Оболочка служит защитой от хищников, паразитов и патогенов, окружая колонию бумажным барьером. Основными врагами ос-веспин являются барсуки, мелкие куньи, медведи и крупные хищные птицы вроде ястребов, коршунов и орлов[199]: осиное гнездо, набитое богатыми белком личинками, – это соблазн, перед которым трудно устоять, а любой из этих грабителей, жаждущий добыть сочных осиных личинок, вполне способен разорвать бумажный барьер в клочья[200]. Конечно же, взрослые осы пытаются защищаться при помощи жал, но хищников, похоже, не пугают эти нападения. Их способны защитить толстая шкура, густой мех или оперение.

Зато оболочка хорошо справляется с мелкими нежелательными гостями. Как мой аспирант Тибо выяснил в главе 4, муравьи могут безжалостно опустошить осиное гнездо, – однако гнезда ос Polistes, которые исследовал Тибо, лишены наружной оболочки, что делает их потомство легкой добычей. Наличие оболочки обеспечивает осам-веспинам некоторую защиту от хищников мелкого размера вроде муравьев, а также от других мелких гнездовых паразитов, таких как личинки мухи-журчалки Volucella и других паразитоидов. Эти крошечные хищники и паразиты не способны преодолеть оболочку, поэтому им приходится пробираться в гнездо через единственный вход. Наличие одной узкой точки входа снижает шансы на то, что незваные гости проникнут в гнездо, а осам так легче обороняться и определять чужаков.

Однако все убедительные предположения относительно оболочки гнезда не получили научного обоснования. К сожалению (и как ни странно), сравнительные исследования на материале многих видов ос, давшие нам большое количество информации об их эволюции, экологии и общественной жизни, не обнаружили подтверждения тому, что оболочка возникла в ходе эволюции как защита от хищников и паразитов.

Одно любопытное альтернативное объяснение, как развились гнездовые оболочки, возвращает нас к понятию стигмергии от Грассе. Оболочка может служить инструкцией, помогающей строить соты: она однозначным образом показывает, где должно завершиться строительство, так что осы «знают», когда и где продолжать строить ячеи, а когда и где прекратить. Оболочка представляет собой динамичную структуру, которую осы расширяют по мере роста колонии. Благодаря тому, что оболочка выступает подсказкой, когда нужно продолжать строительство, а когда остановиться[201], гнездо возводится быстрее – она не дает построить ячейки в неправильном месте в неподходящее время и гарантирует, что соты не получатся слишком крупными или мелкими относительно всего гнезда.

Представьте себе, что вы строите дом в несколько этажей, но не располагаете никакими инструкциями относительно размеров каждого этажа. Без указаний о том, когда следует прекратить строительство, вы рискуете построить этажи слишком большими для такой площади, и тогда здание может стать неустойчивым, либо слишком маленькими, и тогда вы неэффективно используете доступное пространство. Эту теоретическую идею еще предстоит проверить на реальных осиных гнездах; если оболочка действительно обеспечивает инструкции, предписывающие, когда следует прекратить строительство, то эти правила должны быть достаточно гибкими, чтобы обновляться по мере роста гнезда.

Столь же интересно было бы выяснить, влияет ли на конструкцию оболочки внешняя среда, с которой она контактирует. Например, температура воздуха, по-видимому, оказывает влияние на то, как строят свои гнезда муравьи. Дело в том, что температура изменяет скорость испарения веществ, а это, соответственно, отражается на количестве содержащихся в воздухе феромонных сигналов, которые получают рабочие особи, выполняющие инструкции, когда и где строить. Моделирование строительного поведения муравьев-ботов показало, что изменение количества этих феромонов приводит к постройке муравьями-ботами гнезд с разной формой крыши. Крыши различной формы придают гнездам разные термические характеристики, и это гарантирует, что потомство внутри них будет содержаться при оптимальной температуре, в зависимости от условий окружающей среды за пределами гнезда. Если муравьи способны на это, то и осы, вероятно, тоже. Таким образом, бумажная оболочка осиного гнезда у вас на чердаке может скрывать и другие биологические секреты.

Вскрыв оболочку, вы увидите стопку выводковых сотов. В отличие от пчелиного улья эти соты обычно располагаются горизонтально, а выходы из ячей обращены в сторону земли. Один сот может состоять из сотен ячеек, каждая из которых служит колыбелью для развивающегося осиного малыша. Соты расположены один поверх другого, словно этажи многоэтажного дома, разделенные столбиками из уплотненной бумаги. Столбики должны быть прочными, потому что являются единственными связующими звеньями между сотами, а один сот, полный расплода, может весить несколько сотен граммов. Между сотами есть зазор шириной примерно 1 сантиметр, которого осам как раз достаточно, чтобы свободно передвигаться между ними. Как и в гнезде медоносных пчел, жизнь внутри гнезда общественных ос весьма оживленная: рабочие осы ухаживают за выводком, возвращаются с кормом и обмениваются секретной «социальной жидкостью». У медоносных пчел соты также служат «танцполом» для общения; если у ос также есть танец или нечто подобное, то он наверняка исполняется здесь.

Хороший инженер тщательно выбирает строительные материалы в соответствии с требованиями, предъявляемыми к различным частям постройки. Для создания своих гнезд медоносные пчелы выделяют только один вид воска, хотя они также используют в качестве дополнительной изоляции смолу, собранную с деревьев. В этом отношении осы-веспины превзошли пчел, потому что производят различные виды бумаги в зависимости от ее предполагаемого назначения в гнезде. Это разумно, учитывая крайне разнообразные функции конструкций внутри осиного гнезда и механические нагрузки на них.

Задача сотов – быть жилищем для потомства, но поскольку они располагаются как этажи многоэтажного дома, соединенные столбами, соты также выполняют структурную функцию и служат консольными балками для всего гнезда, подвергаясь воздействию сил как сжатия, так и растяжения. Им также приходится выдерживать напряжение, возникающее из-за того, что потомство давит на стенки ячей изнутри. Соответственно, бумага сотов должна быть очень тонкой и обладать высокой прочностью на растяжение.

Столбики же сделаны из гораздо более прочного и твердого материала, поскольку бумага в них сильнее спрессована и в ней меньше воздушных полостей. Иногда осы перерабатывают бумагу из куколочных крышечек и добавляют ее в материал столбиков, что, очевидно, придает им дополнительную прочность.

Бумага оболочки более грубая: она не такая плотная, но более толстая, чем бумага сотов или столбиков, хорошо удерживает воздух и теплоизолирует гнездо. Состав бумаги для оболочки гнезда варьирует у разных видов в зависимости от мест гнездования. У ос, которые гнездятся в дуплах деревьев или в земле[202] – таких, как обыкновенная оса Vespula vulgaris, – бумага оболочки гнезда, как правило, менее прочная, чем у видов, гнездо которых находится на воздухе и открыто всем хищникам и стихиям (например, у ос Dolichovespula).

Как же осы делают бумагу, способную удовлетворять потребностям в столь различных механических свойствах? Их секреты кроются в выборе сырья и методов обработки. Считается, что более грубая и менее прочная бумага для оболочки гнезда изготавливается главным образом из гниющей древесины. Для более прочной бумаги нужны волокна, добытые в источниках более высокого качества, например, таких, что хорошо выдерживают атмосферные воздействия, – вроде сарая. Если вы когда-нибудь пытались сделать бумагу своими руками, то знаете, что для этого требуется много воды и много растирания. Осы изготавливают ее почти так же, как и мы (на самом деле стоит перефразировать: это мы делаем бумагу так же, как осы, потому что скопировали их действия благодаря нашему наблюдательному другу Цай Луню).

Измельченные древесные волокна склеиваются благодаря процессу, известному как образование водородных связей, и мощные жвалы ос как раз прекрасно этому способствуют. Осы обрабатывают древесину и смешивают ее со слюной, что оказывает влияние на механические свойства конечного продукта. В слюне осы также могут быть особые ингредиенты, которые помогают сделать конечный продукт еще прочнее. При производстве бумаги, например как для этой книги, бумажную массу рафинируют – измельчают, чтобы повысить гибкость и связующую способность волокон – благодаря этому увеличивается площадь поверхности их соприкосновения и образуется больше связей между волокнами за счет капиллярных сил. В результате бумажное полотно получается более плотным и однородным. Осы тоже «рафинируют» бумагу, пережевывая сырье[203]: чем дольше его жуют, тем лучше сцепляются растительные волокна, следовательно, тем крепче и прочнее будет бумага.

Эволюция научила ос быть инженерами-конструкторами, архитекторами и материаловедами. В следующий раз, наткнувшись на гнездо общественных ос, вы будете знать, что это замечательное достижение инженерии, воплощенное в жизнь квалифицированными и педантичными рабочими.

Арис ерзает на стуле и задумчиво поигрывает кольцами на пальцах. Возможно, я слишком быстро вывалила на него слишком много логоса. Нелегко разобраться сразу в таком количестве новой информации. Мне до смерти любопытно, что сделает со всем этим его великий мозг. Мы ничего не упустили, Арис? Каким будет ваш следующий эксперимент? Он бросает задумчивый взгляд в окно и поджимает тонкие губы. Но лишь на миг, а потом он снова со мной. Он осушает бокал, с блеском в глазах трясет им передо мной и спрашивает, каким будет следующее блюдо.

III

Теперь я подаю Арису небольшую миску фасолады – простого супа из белой фасоли, который греки обожают по сей день; по всей видимости, рецепт мало изменился за последние две тысячи лет. Затем мне приходится откупорить еще одну бутылку лимнио, и это меня удивляет, потому что у Аристотеля была репутация решительного противника пьянства. Могу предположить, что после 2400 лет трезвости он решил немного расслабиться. Сейчас он рассказывает мне о своей философии биологии животных. «Так как прекрасное – и живое существо, и всякая вещь, которая состоит из частей, – объясняет он, – не только должно эти части иметь в порядке, но и объем должно иметь не случайный»[204].

Он считает, что должно существовать механическое, пошаговое и логическое объяснение поведению животных. Я рада, что он заговорил об этом, потому что это дает мне возможность рассказать, что в настоящее время нам известно о механизме общественной жизни внутри гнезда насекомых, и обсудить с ним некоторые сложные для понимания различия между осами-веспинами и его любимыми медоносными пчелами. Я знаю, что он будет в восторге, услышав, какие строго упорядоченные сообщества существуют у пчел, но его может несколько разочаровать то, что он услышит об осах. Я надеюсь, что он сможет найти объяснение.

В 1776 году философ и экономист Адам Смит произвел революцию в экономике, внедрив на фабриках идею разделения труда – так была изобретена производственная линия[205]. Смит предположил, что при разделении задачи на составные части фабрика повысит производительность: специалисты лучше осваивают свою работу и не тратят время на переключение между задачами, и результатом этого может стать создание машин. Смит был прав: нам хорошо знакомы и разделение труда, и те преимущества, которые оно привносит во все аспекты нашей общественной жизни.

Будь то позиции и задачи, распределенные между игроками в футбольной команде, специализированные операции, выполняемые работниками на производственной линии, или ответственность министров правительства за конкретные аспекты управления страной, разделение труда приносит свои плоды, потому что каждый может сосредоточиться на конкретных задачах и добиться ощутимых успехов в их выполнении. Многократное выполнение одной и той же задачи приводит к появлению успешных работников, которые совершают меньше ошибок, прежде чем продукт их труда будет передан следующей группе специалистов. Возможно, роль винтика в машине скучна, но если каждый специалист предан своему делу и следует инструкциям, значительную выгоду получают все. Введение Адамом Смитом разделения труда в Британии индустриальной эпохи ознаменовало рождение современного капитализма почти 250 лет назад.

Арис кивает. О разделении труда в осиных гнездах он знает все. Metrae (матки) являются вождями: «После того как родятся в сотах осы-работницы, вожди уже не работают, но работницы приносят им пищу». – «Совершенно верно», – отвечаю я и рассказываю ему, как такое же репродуктивное разделение труда проявляется у всех общественных насекомых, включая многие другие виды ос, вроде Polistes с их открытыми гнездами (из нашей главы 3), которых он наверняка видел в свое время в Афинах – возможно даже, что они гнездились прямо на карнизах его Ликея. Но сейчас, говоря о фабрике у насекомых, я имею в виду то, как организованы задачи, не связанные с воспроизводством. Это разделение труда внутри рабочего класса, и речь о том, как распределяются задачи внутри касты рабочих особей.

Давайте начнем с рабочих пчел. Среди них есть воспитательницы (няньки), специалисты по снабжению продовольствием (сборщицы), коммунальные службы (строители сот), те, кто ищет места для новых гнезд (разведчицы), специалисты по гигиене, похоронные бригады, команда по защите от грабежей (охранники) и правоохранительные органы (полиция). Каждая рабочая пчела специализируется на отведенных ей функциях, знает свое место и придерживается (большей частью) своих обязанностей. Неудивительно, что в нашем языке пчела стала образцом усердия и трудолюбия и мы сравниваем с ней прилежных, работящих людей. Рабочие пчелы – это воплощенное царство Адама Смита, если не считать того, что они появились на 100 миллионов лет раньше Адама.

Организована ли осиная фабрика с такой же упорядоченной и безупречной точностью, как общество медоносных пчел?

По-видимому, нет.

Похоже, что рабочая особь у общественных ос – это «и швец, и жнец, и на дуде игрец». В ходе исследования 2007 года, когда были обследованы примерно 800 рабочих ос из двух колоний Vespula germanica[206], выяснилось, что лишь 10 % из них специализировались только на одной из задач, выполняемых вне гнезда, тогда как 61 % рабочих ос в течение своей жизни выполняли больше двух таких задач. В другом исследовании ученые прикрепили радиометки к 1000 вновь выведшимся рабочим особям[207] и следили за их вылетами и прилетами в течение примерно одного месяца. Они выявили лишь очень слабое разделение труда внутри колоний: отдельные особи, как правило, не специализировались на выполняемой работе и на протяжении всей своей жизни не демонстрировали никаких последовательных «смен профессии».

Единственный признак отчетливо выраженной специализации в работе у общественных ос появляется на первой неделе жизни, когда они все без исключения находятся в гнезде, занимаясь уходом за выводком и строительством гнезда. Через неделю они начинают вылетать за кормом. Такой возрастной полиэтизм характерен для большинства общественных насекомых. Напомню, что даже простые общества ос Polistes демонстрируют такого рода разделение труда между рабочими особями, так что вряд ли это признак совершенства их социального устройства.

Почему же осиное общество не работает как фабрика Адама Смита, а общество медоносных пчел – работает? Одно из мнений на этот счет заключается в том, что преимущества специализации для ос-веспин не перевешивают затрат на это приспособление. Вспомните секрет Смита: специализированные работники делают фабрики более производительными, чем работники широкого профиля. Десятилетиями ученые полагали, что разделение труда у рабочих особей общественных насекомых также объясняется соображениями производительности: насекомые-специалисты должны лучше справляться со своей работой, чем универсалы. И лишь в 2008 году кто-то потрудился проверить это на практике.

Гнездящегося внутри гниющих бревен муравья Temnothorax albipennis можно встретить практически в любом европейском лесу. Он крошечный, поэтому его легко не заметить. В 2008 году немецкий ученый Анна Дорнхаус пометила краской 1142 таких муравья[208] и сняла их действия на кинопленку, чтобы определить, сколько времени требовалось каждому из рабочих муравьев, чтобы начать и завершить такие задачи, как перемещение выводка или переноска к выводку капли меда или кусочка мухи. Некоторые рабочие муравьи специализировались на определенных задачах, а другие – нет, поэтому у Анны была неплохая смесь специалистов узкого и широкого профиля.

В отличие от фабрик Смита муравьи-специалисты справлялись со своей задачей не лучше, чем универсалы. Более того, иной раз специалисты оказывались менее результативными, и это означало, что они не совершенствовались в выполнении своей задачи и не были естественным образом к ней приспособлены. Полученные Анной результаты оказались впечатляющими: мы все предполагали, что специализация приносит насекомым такую же пользу, как и людям. После этого аналогичные эксперименты провели на шмелях и общественных осах и выявили те же особенности: специализированные рабочие особи оказались не более производительными, чем рабочие «широкого профиля». Причем у обыкновенных ос специализация, по-видимому, даже является помехой! Осы-специалисты, как правило, совершают больше вылетов, их вылеты более длительные, чем у их коллег-универсалов, а в целом у узкоспециализированных ос-сборщиц продолжительность жизни на 6 % короче, чем у универсалов; получается, что ценой специализации является продолжительность жизни[209].

Рацион может объяснить, почему пчелам, а не осам выгодно приобретать в процессе эволюции четкое разделение труда между рабочими особями. Если вы отправляетесь по магазинам, намереваясь купить джинсы определенного фасона или марки, вы проведете в магазинах больше времени, чем если бы вас устроили любые брюки. Из-за того, что вы дольше находитесь вне дома и слишком разборчивы, у вас возрастают шансы стать жертвой какого-нибудь неприятного события (например, у вас могут украсть кошелек, вы опоздаете на последний автобус в сторону дома или слишком проголодаетесь, чтобы сделать правильный выбор покупки). Если учесть, что типы добычи у этих ос могут быть весьма разнообразными, хищному сборщику пищи скорее выгодно (с точки зрения результативности) быть специалистом широкого профиля, чем узкого: просто бери то, что сможешь найти, вместо того, чтобы искать добычу строго определенного типа.

Другое возможное объяснение связано с продолжительностью жизни колонии ос-веспин и рабочих в ней. Как мы уже знаем от Аристотеля, осы-веспины – однолетние виды: каждый год колония начинается с нуля, и за несколько месяцев количество рабочих ос должно быстро вырасти настолько, чтобы поддерживать воспроизводство способного к половому размножению потомства. Жизнь в колонии насекомых должна течь динамично, чтобы справляться с внезапными потрясениями, поджидающими за стенами гнезда: сборщики корма попадают под ливни, их опрыскивают инсектицидами, ловят хищники, а порой они, проникнув внутрь транспортных средств, уезжают за много миль от своей колонии.

Чрезмерно развитая специализация может означать, что колония окажется неспособной реагировать на внезапные и быстро меняющиеся потребности. Хотя рабочие пчелы, как правило, специализируются на конкретной задаче, в составе колонии в целом они очень хорошо приспосабливаются к тому, кто что должен делать в кризисной ситуации, по мере необходимости перенаправляя нянек на поиск пищи, и наоборот. Никто не проверял, что происходит с рабочей нагрузкой в колонии Vespula при катастрофических потерях в рядах рабочих ос. Но если помнить, что в большинстве своем рабочие особи являются универсалами, это, пожалуй, не имеет значения: все просто продолжают выполнять свои многочисленные обязанности, как и раньше (пусть даже рабочей силы стало меньше). Однако в колониях медоносных пчел изрядный запас рабочих особей имеется всегда, потому что они существуют не один год. Даже когда королева-мать решает улететь и основать новое гнездо, ее сопровождает целый рой рабочих, которые помогают ей. Поскольку гнезда ос-веспин в основном однолетние и они обычно не роятся, на протяжении значительной части цикла существования колонии они представляют собой небольшое сообщество, однако им все равно нужно динамично реагировать на изменения.

Сами рабочие особи Vespula также недолговечны – в среднем они живут 14 дней, что означает примерно одну неделю жизни внутри гнезда и одну неделю за его пределами, прежде чем придет пора отправиться в осиный рай. Возможно, времени на специализацию у них просто нет. Наилучшей стратегией борьбы с кризисом представляется вложение ресурсов в быстрое воспроизводство недолговечных рабочих-универсалов, а не специализированных особей с большей продолжительностью жизни. Выбор стратегии «и швец, и жнец, и на дуде игрец, и во всем доме хозяин» может оказаться производственным секретом ос-веспин: возможно, именно так их обществу удается динамично реагировать на необходимость вырастить суперорганизм из нескольких тысяч элементов за считаные месяцы.

Все это время я расхаживаю по нашей террасе, где проходит ужин, не находя себе места от злости из-за досадного отсутствия ответов. Я сажусь и смотрю Арису прямо в лицо. Я – преступница, готовая предстать перед своим судьей, и моя вина доказана. Я говорю, что мы просто не знаем, как осам-веспинам удается поддерживать существование своих больших, сложных и скоординированных сообществ, представляющих собой суперорганизмы, когда у них, по-видимому, нет такой специализации на конкретных задачах, которой славятся пчелы. Ученые исследовали гнезда ос при помощи технологии, которую вы в Древней Греции не могли даже вообразить, однако мы до сих пор не объяснили, как осам удается согласовывать деятельность своих сложных сообществ. Мне неловко, что мои доводы не покоятся на эмпирическом столпе, как того требует аристотелевская риторика. Прошло уже более 2400 лет, мы должны были добиться несколько более заметных успехов.

Арис чувствует мою тревогу. Он говорит, что способность видеть «различия и сходства в жизни есть одно из свойств, отделяющих тех, что подлинно живут, от тех, что просто существуют»[210][211]. Параллельные миры обществ медоносных пчел и ос-веспин прекрасны (он бы сказал «божественны», но не хочет спровоцировать меня на очередную лекцию об эволюции). То, что они пришли к одному и тому же решению разными путями, – прекрасно и интересно. Он напоминает мне, что у нас все-таки есть предположения, что именно может быть причиной неодинакового социального устройства пчелиных и осиных обществ. Это может быть их резко различающаяся экология: охотники за белком против сборщиков пыльцы. Или демография: продолжительность жизни колонии и рабочей особи.

«Продолжайте искать, продолжайте изучать, продолжайте задавать вопросы», – говорит он. На мгновение я чувствую на себе, как Аристотель воодушевлял и ободрял своих учеников в Ликее. Мы многого не знаем об осах-веспинах, но, возможно, именно поэтому они так меня очаровывают. Сейчас они для нас – такая же загадка, какой было размножение медоносных пчел для Аристотеля более 2400 лет назад. Мы разгадали медоносных пчел; осы будут следующими.

IV

Нам с Арисом нужно прерваться. Наконец он возвращается на обеденную террасу, исполненный восторженного волнения. Вызвано оно туалетом. И я беспокоюсь, что яркие впечатления от современной санитарии могут помешать дальнейшим разговорам об осах-веспинах. Туалет Ариса наверняка был самым современным для той эпохи (около 300 года до н. э.), ведь сам он занимал высокое положение в обществе. Скорее всего, ему не приходилось сидеть над дыркой размером с обеденную тарелку, вырезанной в ужасно вонючей каменной скамье, и тужиться в обществе 40 с лишним других людей. У него вполне мог быть личный туалет – возможно, с какой-нибудь примитивной формой смыва. Может быть, он даже освоил подтирание с помощью шерсти и розовой воды для чистоты и свежести.

Древние греки были одними из первых людей, которые жили в плотной городской среде, и они на собственном опыте убедились, что антисанитарные условия и невнимание к системе канализации связаны с плохим состоянием здоровья и смертностью. Если учесть, сколько времени Арис провел в моем туалете, я почти уверена, что его больше впечатлили достижения санитарии, чем прогресс, которого мы за последние 2400 лет добились в понимании жизненных циклов ос. Но кажется, я вижу возможность перевести разговор с туалетов XXI века на ос-веспин. Вперед!

Хорошая гигиена жилища имеет решающее значение для общественного насекомого. Борьба с болезнями жизненно важна для защиты колонии, поэтому неудивительно, что в ходе эволюции у многих таких насекомых возникли невероятные системы защиты и организации работы, призванные сдерживать распространение болезней. Важная часть гигиенического поведения – это выявление мертвого или зараженного паразитами потомства и его безопасное удаление. Медоносные пчелы – настоящие чистюли: они выносят из жилища своих мертвых, очищают ячеи, из которых вывелся молодняк, и вообще делают все необходимое, чтобы свести к минимуму количество болезней и патогенов в улье.

Как и фермер, разводящий любых других животных, пчеловод должен хорошо разбираться в болезнях своих подопечных и способах их лечения. Такие патогены, как грибок Nosema, поражающий взрослых пчел, и паразиты вроде клеща Varroa destructor, которые питаются и размножаются на расплоде, представляют самую большую угрозу для промышленного пчеловодства. Ради содействия защите и сохранению здоровых колоний пчеловоды и специалисты, изучающие пчел, сделали первостепенной задачей изучение гигиенического поведения медоносных пчел. У медоносных пчел существует два типа специализированных «санитаров»: те, кто обнаруживает и вскрывает крышечки на ячейках с «некачественным» выводком, и те, кто его удаляет. Результатом этого тонкого разделения труда оказывается появление «суперсанитаров»[212]: пчелы, которые специализируются на вскрытии крышечек ячеек, делают это гораздо быстрее, чем специалисты по очистке, и наоборот.

Личинка медоносной пчелы окукливается внутри ячеи, запечатанной воском. Окуклившись, молодняк не нуждается в кормлении, и рабочие пчелы больше не могут заглянуть внутрь, чтобы проверить, все ли с ним в порядке. Если куколка погибнет и это останется незамеченным, то она станет приманкой для патогенов и подвергнет риску молодняк по соседству. К счастью, у медоносных пчел есть система, позволяющая избавиться от невидимых мертвецов: запах. Мертвые куколки выделяют летучее химическое вещество – бета-оксимен. Рабочая пчела, опытная в похоронном деле, отреагирует на это химическое вещество и вскроет проблемную ячею, чтобы чистильщики ячей смогли прийти и удалить мертвую куколку.

Кажется, что это невероятно продуманный механизм, но на самом деле бета-оксимен – это то же самое химическое соединение, которое выделяют личинки пчел, чтобы подать сигнал рабочим, что они нуждаются в кормлении. Все, что делает в данном случае эволюция, – это перераспределяет существующие механизмы реагирования на сигналы для использования в иных целях. Подача этого же сигнала в иной точке развития (а именно в конечной точке, каковой является смерть) запускает работу пчел из похоронных команд, активируя молекулярные пути в их мозге.

«Знаки смерти» – это преимущество, которое есть не только у медоносных пчел: они были обнаружены у шмелей и разных видов муравьев. Начиная разлагаться, муравьи выделяют жирные кислоты, призывающие похоронные команды заняться уборкой. Некоторые насекомые вроде красного огненного муравья Solenopsis invicta вызывают уборщиков, даже не дожидаясь конца: умирающие особи посылают предупреждающие сигналы, чтобы их быстро обнаружили и уничтожили до того, как они станут источниками заражения.

У видов, которые живут в земле – в частности, у многих муравьев, – существуют специализированные могильщики, которые держатся на «свалке смерти» за пределами колонии. Туда сбрасывают трупы вперемешку с экскрементами. Едва рабочий становится могильщиком, пути назад уже нет. И на то есть веские причины. Работа с умершими сопряжена с профессиональным риском – заболеванием. Чтобы избежать заражения колонии какими-то болезнями, которые могут таиться на свалке, похоронные команды выносят своих мертвых собратьев и складывают, не доходя до кладбища, рядом с ним. Затем за дело берется могильщик. Члены похоронных команд и могильщики никогда не соприкасаются. Более того, если особь из похоронной команды случайно оказывается на кладбище, она обречена работать могильщиком всю оставшуюся жизнь.

К сожалению, нам мало известно о том, как обращаются со своими мертвыми осы. Что касается «удобных для наблюдений» видов ос вроде Polistes, не имеющих внешней оболочки гнезд, у них часто наблюдается каннибализм в отношении потомства и удаление расплода из ячеек. Рабочие осы обычно вытаскивают расплод из ячеек и сбрасывают на землю, но иногда пережевывают извлеченную из ячейки личинку и скармливают выводку ее братьев и сестер. Неясно, почему имеет место каннибализм в отношении собственных братьев и сестер: возможно, это способ утилизации менее значительного потомства в целях стимуляции роста остального выводка. Этого мы просто не знаем.

Другие осы выработали более масштабную форму гигиенического поведения: они бросают или срезают зараженные соты вместе с потомством и начинают все сначала. Такие радикальные меры, по-видимому, оказываются единственным эффективным способом борьбы с заражением гнездовыми паразитами вроде мух-горбаток (Phoridae). Массовый геноцид собственного больного потомства – довольно радикальная форма генеральной уборки, и это показывает, насколько большой риск несут для этих насекомых паразитизм и болезни.

Было бы удивительно, если бы такие виды, как обыкновенные осы и шершни, не располагали таким же впечатляющим набором химических и поведенческих инструментов, как медоносные пчелы. Любое общество – это рассадник болезней, и осам хорошо знакомы паразиты, патогены и нежелательные гости в гнездах. Как ни странно, в гнездах ос Vespula поддерживается чистота: как правило, там нет мусора вроде бумажных отходов, выброшенной добычи, испражнений, погибших личинок и взрослых особей, хотя организация домашнего хозяйства может дать сбой, когда в гнезде мало рабочей силы или оно близко к гибели. Осы, безусловно, обладают способностью контролировать болезни. Один из немногих примеров такого рода дает нам исследование Vespula vulgaris, в котором колонии, потерявшие матку, чаще гибли от грибковых инфекций, чем потомство в колониях, где матка есть. Авторы исследования предположили, что это происходило из-за того, что после гибели матки рабочие осы уделяли меньше времени уходу за выводком и поддержанию чистоты в гнезде.

Молодняк с готовностью удаляют рабочие особи, которые «контролируют» размножение других рабочих. Некоторые ученые высказывали предположение, что удаление яиц является одной из форм гигиенического поведения – избавления от нежизнеспособных яиц, отложенных рабочими, но до сих пор не было получено никаких данных, которые бы это подтвердили[213].

Еще один лакомый кусочек скрывает в себе книга американского биолога и педагога Маргарет Уорнер Морли (1858–1923) «Осы и их повадки» (Wasps and their Ways) 1900 года издания. Получив хорошее образование и окончив аспирантуру по биологии, Морли стала учителем, но больше всего она прославилась своими книгами о природе и биологии. Они были написаны главным образом для детей и занимали важное место в школьных программах в те времена, когда изучение природы только начиналось. Ее книги написаны живым, ярким языком, и легко понять, почему дети с удовольствием и интересом их читали. В какой-то момент она даже говорит: «Оса – это философ»[214]. (Это заставляет Аристотеля усмехнуться.)

В своей книге об осах Маргарет предполагает, что трутни (самцы) «поддерживают чистоту в веспиарии, убирая весь мусор и вынося трупы»[215]. Но самцы появляются лишь к концу жизни колонии: так кто же делает уборку до этого? Мне нравится мысль, что на фабрике, где трудятся только самки, складывается ситуация, когда беспорядок становится слишком большим, поэтому они выращивают нескольких самцов, чтобы те прибрались за ними. Но реальность, вероятнее всего, окажется куда сложнее. Возможно, самцы действительно помогают (хотя бы для того, чтобы не подвергаться притеснениям со стороны рабочих ос), но вопрос, является ли поддержание гигиены в доме просто задачей для неспециализированной рабочей силы или же представляет собой часть системы поддержания чистоты вроде той, что существует у их родичей-вегетарианцев с более сложным общественным устройством, пока остается без ответа.

Я вижу, как замечательный мозг Ариса работает на пределе возможностей. Его поразило гигиеническое поведение медоносных пчел и других общественных насекомых. Он не разделяет моего разочарования по поводу неполноты наших знаний о гигиене у ос. Он говорит, что нужно просто присмотреться повнимательнее: у них явно существуют механизмы борьбы с болезнями. Но, памятуя о слабо выраженном разделении труда у рабочих особей ос-веспин, он соглашается с тем, что у них вряд ли есть преданные своему делу гигиенисты, как у медоносных пчел и муравьев. Эти известные неизвестные его воодушевляют. Думаю, не будь ему две с лишним тысячи лет, он бы и сам отправился изучать этот вопрос.

V

Теперь мы с Арисом стоим на террасе, наслаждаясь видом с вершины холма Ликавитос, самой высокой точки в центре Афин. Арис в восторге. В его время на этот холм отваживались забираться только рабочие каменоломни. Там, где поверхность холма не оголилась от добычи камня, рос лес, в котором заправляли вечно голодные волки. По крайней мере, так ему говорили. Хотя его любимый Ликей отделяла от этого холма всего пара километров, сам он никогда туда не поднимался. Он рассказывает, что холм сотворила Афина, богиня мудрости и войны, покровительница Афин, – она несла на Акрополь камень, но уронила его наземь, услышав дурные вести от вороны.

Я ловлю взгляд Ариса: он же понимает, что ему больше не нужно бояться оскорбить олимпийских богов? Он хорошо знал, что за неуважение к богам его предшественник Сократ был приговорен к смертной казни. Арис и другие философы вроде Платона пошли более дипломатичным путем, стараясь не сеять сомнения в отношении богов. Подергивание его точеного подбородка говорит мне, что он предпочел бы больше не обсуждать эту тему. Мы обращаем все наше внимание на чудесную панораму внизу.

Мне не пришлось долго уговаривать священника из прекрасной церкви Святого Георгия на холме Ликавитос, чтобы он организовал мой конфиденциальный ужин с Аристотелем (последние несколько часов священник провел в церкви, взволнованный, словно подросток за кулисами на концерте любимой группы, в надежде подслушать наш разговор). В Афинах многое изменилось с тех пор, как Арис видел их в последний раз. Город сильно расширился и стал гораздо более шумным по сравнению с тем, каким он его помнил. Я указываю на его Ликей на юге; он растерянно прищуривается. Остались лишь руины, расположенные в небольшом парке, над которыми высится приземистое, кубических очертаний, здание Афинской консерватории. Руины Ликея были обнаружены лишь в 1996 году. Я не стану подводить его ближе – раскопанные руины напоминают заброшенный пустырь и мало похожи на тот интеллектуальный центр, который он основал более 2000 лет назад.

Звякнув кольцами на руках, Арис ведет пальцем по линиям дорог и с большим волнением указывает на какую-то улицу в нескольких кварталах от руин.

– Глядите! Вон там! Вот где он был! – восклицает древний грек. Я в замешательстве. Неужели археологи ошиблись с местоположением Ликея? Известный нам Ликей находится прямо на юге, но Арис указывает на перекресток в полумиле к востоку.

Арис и не подозревает, что, возможно, выявил серьезную ошибку современной археологии.

– Магазинчик, где я любил покупать гастрин! – восклицает он. – Это было лучшее заведение в городе. Старик, его звали Спиро, готовил его и продавал прямо из входной двери. Я узнал об этом местечке только благодаря ученикам – они всегда знали, где вкуснее всего кормят. Все лучшие советы по части гастрономии я получал от них. А у вас, случайно, нет гастрина?

Кажется, он успел немного проголодаться.

Разумеется, гастрин у меня есть. Нельзя устроить греческую трапезу и не подать гастрин. Сегодня он больше известен как пахлава. И я, положившись на авторитетное суждение моего нового друга-священника, собираюсь угостить Ариса лучшей пахлавой, какую могут купить афиняне в наши дни.

Подавая пахлаву, я размышляю о том, как мы с Арисом получали информацию от окружающих людей: Арис от своих учеников, а я – от священника. Это напомнило мне, что я должна рассказать Арису, как насекомые используют социальную информацию. Ему понравится.

Социальная информация – это, по сути, сплетни. Она позволяет быстро распространять новые сведения среди отдельных особей и считается особым преимуществом жизни в группе. Это прямая противоположность приватной (или личной) информации. Общественные насекомые известны своим использованием социальной информации. Хороший пример возникшего в процессе эволюции сигнала, передающего социальную информацию, – виляющий танец медоносных пчел, с помощью которого они направляют соседей по гнезду в то место, где нужно поработать. Когда пчела-сборщица обнаруживает новое место с замечательными цветами, она возвращается в улей и «танцует» перед «царским двором» своих соседок по гнезду. Этот танец сообщает внимательной публике расстояние и направление до местонахождения цветов.

Если знать, что искать, то расшифровать танец и точно определить, где пчелы собирают пищу, сможет кто угодно (даже человек). Все очень просто: танец состоит из пробежек и движений по кругу, причем во время его исполнения танцовщица виляет задом из стороны в сторону и жужжит крыльями. Продолжительность пробежки сообщает, насколько далеко находятся цветки: в среднем одна секунда отражает примерно один километр (медоносные пчелы явно придерживаются метрической системы). Сот служит сценой для этого представления и помогает отразить важную информацию о направлении, в котором находятся цветы: если виляющая пчела идет в танце по соту ровно снизу вверх, это означает, что цветы находятся в том же направлении, что и солнце. Если она танцует на 30 ° левее этой вертикали, принимающие информацию пчелы должны лететь, отклонившись от положения солнца на 30 ° влево.

Пользуются ли осы социальной информацией, когда собирают пищу? Существует ли осиный эквивалент виляющего танца? Мобилизация при помощи социальной информации имеет очевидные преимущества: колония может быстро воспользоваться ресурсами, существующими непродолжительное время. Но эволюция такой сложной вещи, как виляющий танец медоносной пчелы, – это затратный процесс. Кроме того, мобилизация может быть адаптивной (то есть распространяющей большее количество копий ваших вариантов генов) только в определенных социальных или экологических условиях.

Сосед Дарвина, сэр Джон Леббок, 1-й барон Эйвбери, одним из первых исследовал мобилизацию у ос Vespula. Этот викторианский джентльмен из состоятельной семьи был не только бароном, но еще и банкиром, а также президентом Линнеевского общества с 1881 по 1886 год. Леббок внес важный вклад в науку как биолог и археолог, а также, будучи членом парламента, продвигал изучение естественных наук в английских школах. Именно ему мы обязаны терминами «палеолит» и «неолит».

В 1888 году у него вышла восхитительная книга «Муравьи, пчелы и осы»[216], где он собрал свои труды за десять лет, многие из которых публиковались в Журнале Линнеевского общества. Основной темой книги было исследование «душевного состояния и способностей к восприятию» у этих насекомых, и она была новаторской не только благодаря вопросам, которые он ставил перед своими насекомыми, но и потому, что он снабжал их индивидуальными метками, что позволяло ему наблюдать, как они учились на предыдущем опыте. Первоначально он планировал проводить свои эксперименты на пчелах, но обнаружил, что работать с муравьями гораздо проще. В результате главными героями 9 из 11 глав книги «Муравьи, пчелы и осы» оказываются муравьи. Нам повезло, что в книге есть глава об осах, потому что в ней Леббок описал несколько потрясающих примеров умственной деятельности ос, а также игры, в которые он играл с ними в своем доме в Кенте.

Лабораторией Леббока была его гостиная. Он прикармливал медом своих меченых ос и часами просиживал в комнате, записывая время, которое тратила каждая на возвращение за добавкой. На нескольких страницах его записной книжки подробно рассказывается о прилетах и отлетах для каждой из ос особо: один из отчетов начинается в 4.15 утра и продолжается непрерывно почти до 8 часов вечера того же дня, фиксируя точное время прилета и отлета одного-единственного объекта наблюдения, – эта оса так никого и не мобилизовала на посещение своего медового тайничка. Это мало обнадеживало ученого, искавшего признаки использования социальной информации.

Однако вполне возможно, что Леббок применял неподходящий стимул. Пчелы делятся со своими соседками по гнезду информацией о расположении участков с цветами, чтобы мобилизовать как можно больше «покупательниц», доставить в гнездо больше пищи и накормить потомство. Осам не нужно делиться информацией о сахаре: это товар индивидуального пользования, который ценен лишь для отдельной особи, но не для общей работы по выращиванию потомства всей колонии. Если осы и мобилизуют сородичей к источнику пищи, то таковым, скорее всего, будет кусок мяса.

У ос Vespula есть два пути использования социальной информации для поиска мяса. Один из них – через информацию о том, что происходит вблизи источника пищи. Люди ориентируются на такого рода сведения постоянно: если на рынке вокруг какого-то прилавка собралась целая толпа, это признак того, что там хорошие продукты (или низкие цены). Толпа становится признаком «усиления места» (англ. local enhancement). Осы в какой-то степени поступают так же, но лишь при благоприятных условиях. Когда у источника пищи собирается слишком много других ос, они обходят его стороной – при условии доступности других источников. Они активно избегают конкурентных взаимодействий с представителями своего же вида – осы раньше нас открыли необходимость соблюдения социальной дистанции в магазинах.

Действие признака «усиления места» также зависит от типа пищи: у одних видов присутствие других ос привлечет к пище, только если это сахар, тогда как у других видов – только если это белок. Еще больше усложняет ситуацию тот факт, что осы по-разному реагируют на «усиление места», если взаимодействие происходит между разными видами: например, если на кормушке находится оса более крупного вида, сборщице-разведчице стоит дважды подумать, прежде чем вмешиваться в ситуацию. И признаки «усиления места» внезапно диаметрально меняют смысл, превращаясь в признаки «подавления места».

Нам еще многое предстоит узнать о том, как осы воспринимают эти подсказки и как на их использование влияет контекст. Мы даже не можем быть уверены, какую информацию несет признак «усиления места»: о наличии хорошей пищи (например, как наш прилавок на уличном рынке) или об отсутствии хищника. Но использование осами информации, которую несет «усиление места», не требует такого сложного механизма коммуникации, как виляющий танец; для этого просто нужна способность распознавать знаки, и в данном случае знаком является то, что источник пищи занят.

Второй способ использования осами Vespula социальной информации в ходе поиска пищи, – из информации внутри гнезда. Эксперименты с Vespula pensylvanica на Гавайях показали, что на посещение тарелки вкусной курицы было мобилизовано больше рабочих ос из тех колоний, где сборщицам корма разрешалось возвращаться в гнездо, чем из колоний, где им запрещалось туда возвращаться. Это подсказывает, что информация о добыче была каким-то образом передана не знавшим о ней соседям по гнезду уже дома[217].

Информативным признаком выступает не зрительный образ осы, вернувшейся домой с полным ртом курятины, а запах пищи. Ученые обнаружили, что рабочих ос в гнезде можно мобилизовать на поиск корма, воздействуя на них такими простыми пищевыми запахами, как ароматизированная сахарная вода, при отсутствии самой сборщицы. Это говорит нам о том, что сборщиц можно мобилизовать без какой бы то ни было поведенческой стимуляции и совершенно без информации, которая могла бы указывать на направление или расстояние[218]. Это не так уж и удивительно. Для мобилизации пчел запах пищи также важен: медоносные пчелы получают образец запаха пыльцы или нектара с тела танцующей особи, а также усваивают информацию о направлении движения и расстоянии до кормового участка. Шмели также пробуют запахи нектара, которым наполняют медовые горшочки возвращающиеся сборщицы корма, и пользуются этим запахом как подсказкой в поиске кормового участка.

Арис перестал набивать рот пахлавой. Он поражен. «Танцуют? – недоумевает он. – Пчелы действительно танцуют ради пищи?» Ну да, говорю я, ради пищи для младших сестренок. Арис не может поверить, что танец, а тем более танец с математическим кодом может так точно указывать другим пчелам, где найти пищу. Я облизываю испачканные медом пальцы и объясняю, что виляющий танец медоносной пчелы был открыт только в 1945 году и что ученый, сумевший его расшифровать, Карл фон Фриш, был удостоен Нобелевской премии за это открытие.

Ах, конечно, Арис же не знает о Нобелевской премии. Я рассказываю ему, что она присуждается за выдающиеся открытия или достижения в области естественных наук, литературы, экономики и борьбы за мир. Эти открытия должны тем или иным образом приносить огромную пользу человечеству. Первая премия была присуждена в 1901 году, и каждый год их присуждается шесть. «Вы, Арис, наверняка получили бы ее, если бы она существовала в Древней Греции», – уверяю я его. И Арис улыбается мне с благодарным видом ребенка, только что получившего первый приз за бег в мешках. Интересно, получал ли он когда-нибудь награды и мог ли величайший философ мира страдать от синдрома самозванца?

«А что у ос? У них есть что-то такое же впечатляющее, как этот танец у пчел?» Полный оптимизма, Арис вновь набрасывается на свой сочащийся медом десерт.

Самая похожая на виляющий танец способность, которой располагают общественные осы, – это способность барабанить брюшком. Взрослые осы стучат задом по поверхности сота, как барабанными палочками. Открытие перкуссионных свойств осиных гнезд относится к 1895 году, когда французский инженер и биолог Шарль Жане[219] заметил, как личинки европейского шершня Vespa crabro издавали отчетливо слышимые звуки[220] – вибрации, – извиваясь в своих ячеях.

В середине XX века появилось сразу несколько сообщений о том, что личинки по всему гнезду синхронно скребут жвалами по стенке ячеи. Поместив гнезда в звукоизолированные ящики, удалось установить, что гнезда ос-веспин – это настоящие акустические камеры: каждый сот служит амфитеатром для симфонии звуков, поскольку соединительные столбики позволяют ему двигаться ровно настолько, чтобы вибрации усиливались, и в то же время уменьшают искажения. Убедившись, что эти звуки реальны, ученые начали задаваться вопросом об их назначении, и очевидный вопрос был таков: общаются ли осы с помощью вибрационных звуков? Считается, что поскребывание жвалами – это «сигнал голода», который личинки издают, сигнализируя рабочим особям, что их необходимо покормить.

Сам по себе барабанный бой при помощи гастера был открыт лишь в 1960-е годы, когда японские ученые сажали ос в звуконепроницаемые коробки для записи вибраций сот и обнаружили, что эти звуки издают рабочие осы, которые наносят своим брюшком быстрые одиночные удары по соту или выбивают мелкую дробь. Барабанный бой оказался заразительным: как только одна рабочая оса начинала трясти задом, к ней присоединялись другие, предположительно «усиливая» какой-то сигнал, закодированный в этом движении. Барабанный бой приводил к усилению общей активности в гнезде[221].

Ученые, которые, несомненно, стремились отыскать у ос эквивалент виляющего танца, назвали его «танцем пробуждения», потому что в основном он наблюдался ранним утром, а также усиливался, если ночью на гнездо направляли свет. Исследователи предположили, что коллективный барабанный бой нужен, чтобы «будить» личинок, а также мотивировать рабочих активнее заниматься заготовкой корма.

Пятьдесят лет спустя американские ученые Боб Джин и Бенджамин Тейлор проверили наконец эти идеи с использованием аудиотехнологий, которые принес с собой XXI век. Они записали вибрации внутри гнезд Vespula germanica с помощью акселерометра и далее экспериментировали, воспроизводя у гнезда его запись, чтобы посмотреть, какой будет реакция колонии. Они не получили подтверждения тому, что барабанный бой брюшком означает необходимость покормить голодное потомство. Более того, когда потомство голодало, интенсивность барабанных сигналов падала почти до нуля. Но они обнаружили некоторые доказательства, что барабанная дробь гастером способствовала мобилизации сборщиц корма: при воспроизведении звуков барабанной дроби большее количество ос начинало искать корм[222], и это позволяет предполагать, что данная форма поведения возникла в процессе эволюции, чтобы сигнализировать: «дамы, пора лететь за кормом»[223].

Здесь стоит уточнить разницу между знаком (англ. cue) и сигналом (signal). В обиходе эти слова часто взаимозаменяемы, но в эволюционной биологии это совершенно разные термины. Знаки – это конструкции или действия (например, химические вещества, формы поведения), которые не имеют своей целью передать информацию, но делают это непреднамеренно. То, что может использоваться в качестве знака, не было путем естественного отбора специально для этого приспособлено, однако живые существа сами интерпретируют знаки, получая от них информацию. Так, присутствие других ос у источника пищи является знаком.

Сигналы же – это конструкции, в ходе естественного отбора возникшие для передачи информации от одного существа другому; виляющий танец медоносной пчелы – пример сигнала. По результатам экспериментов Боба Джина и Бенджамина Тейлора, барабанная дробь брюшком у Vespula может представлять собой сигнал. Усиление интенсивности барабанного боя побуждает рабочих ос бегать по гнезду, натыкаясь на других рабочих. Встречаясь с другой рабочей особью, они устраивают обмен жидкостями, во время которого соединяются жвалами (своего рода французский поцелуй в исполнении насекомых), но это лишь знак, а не сигнал. Нам известно, что спровоцировать поиск пищи у Vespula можно при помощи одного лишь запаха, поэтому, возможно, пищедобывающее поведение запускают именно знаки, полученные через «французский поцелуй», а сигнал барабанного боя брюшком может быть лишь косвенной частью процесса мобилизации. По этой логике, непосредственной мобилизации сборщиц корма у общественных ос, наблюдавшейся к настоящему времени, способствуют преимущественно знаки, а не сигналы, и это позволяет предположить, что в процессе эволюции у ос-веспин мог и не возникнуть наглядный сигнал, подобный виляющему танцу медоносной пчелы[224].

Из всего этого есть одно исключение, настолько же жуткое, насколько изящен виляющий танец. Рабочие особи пчел и шмелей оставляют на источнике пищи пахучие метки, указывающие на него соседям по гнезду. Считается, что эти метки представляют собой случайные химические «следы ног», а не возникший в ходе эволюции механизм передачи социальной информации, и это означает, что они являются знаками, а не сигналами. До настоящего времени почти ничто не свидетельствовало о том, что осы-веспины оставляли химический след такого же рода, спонтанный или возникший эволюционным путем, для указания соседям по гнезду на наличие корма; исключением, как выяснилось, является гигантский азиатский шершень Vespa mandarinia. Сборщицы корма этого шершня устраивают набеги на пчелиные ульи, убивают рабочих пчел и расплод и уносят к себе в гнездо, чтобы накормить собственный выводок.

Для мобилизации соседей по гнезду осы-сборщицы с помощью брюшка размазывают выделения, вырабатываемые их железами, по пчелиному улью – это привлекает еще больше соседей по гнезду для участия в бойне. Почему же сигналы, мобилизующие на поиск пищи, возникли в процессе эволюции у Vespa mandarinia и у общественных пчел, но не у прочих общественных ос? Скорее всего, это своего рода эволюционное положительное сальдо: выгоды от появления в ходе эволюции такого сигнала должны перевешивать затраты на его возникновение. Гигантский азиатский шершень необычен тем, что совершает набеги на целые колонии медоносных пчел. Хотя другие осы-веспины тоже охотятся на медоносных пчел и даже добывают их прямо у входа в улей, мало кто отважится устроить налет на целую колонию[225]. Для успешного налета нужно много сборщиц корма, поэтому появление в ходе эволюции эффективного способа мобилизовать других налетчиков даст большое преимущество. Этот шершень – редкий среди ос пример перехода от охотника-одиночки, сравнимого с тигром, к общественному охотнику наподобие стаи волков, которым для того, чтобы вволю попировать, необходимо взаимодействие множества особей.

Арис поглаживает подбородок.

«Скажите мне, – говорит он, – почему так получается, что в большинстве своем эти великолепные осиные сообщества, столь же славные, как у медоносной пчелы, не используют социальную информацию о пище, подобно пчелам?»

Думаю, наиболее вероятное объяснение этого кроется в различиях их экологии. В отличие от цветов у пчел пищевые ресурсы общественных ос, как правило, эфемерны, неоднородны или локальны. Это означает, что мобилизация других сборщиц принесет мало пользы, поскольку ресурсы небольших источников пищи будут быстро исчерпаны. Большие участки встречаются редко, и выгоды от возможности их эксплуатации недостаточно велики, чтобы направить эволюцию в сторону возникновения сложных механизмов мобилизации сородичей. Лучшая стратегия для общественных ос – распределять своих сборщиц корма по всем окрестностям и оставаться неспециализированными охотниками[226].

«Да-да! – Сейчас выдающийся мозг Ариса работает с опасной скоростью. – Помните, в главе 42 книги 9 своей “Истории животных” я описал охотничье поведение ос-веспин? – говорит он. – Что они “живут, не собирая с цветов, как пчелы, а в большинстве случаев плотоядны… так как охотятся там на больших мух и, когда поймают, то, оторвав голову, улетают, унося остальное тело”. Я понимаю, что эти различия в экологии между пчелами и осами действительно могут быть важны для… как ее назвал господин Дарвин? Для эволюции. Помню, я видел, как осы охотятся на навозе, потому что это место, где встречаются мухи. Осы – это неспециализированные охотники, и они, вне всяких сомнений, должны обладать великолепными способностями к восприятию, чтобы быстро находить новые участки, где есть пища. Вот что я видел: они обыскивают навозные ямы, ловят мух, однако уходят на другое место, когда все мухи обезглавлены, и до того, как конкуренция с другими хищниками станет слишком велика. Теперь припоминаю. Но потрясающе, что вы еще так до конца и не разобрались в том, как охотятся осы, верно?»

Сейчас Арис скачет по террасе. Интересно, не собирается ли он исполнить собственный виляющий танец?

«Все не так уж и грустно! – горячо восклицает он. – У вас уже есть доказательства, что осы-веспины способны использовать социальную информацию для мобилизации соседей по гнезду к источнику пищи – вы рассказали мне о запахах, о наблюдении за другими осами и об этих самых вибрациях их американских брюшек. Может быть, это и несопоставимо с величием медоносных пчел и их математических танцев, но здесь есть золотые нити, которые нужно сплести воедино. Помните: “природа напрасного ничего не делает”[227]. Вам еще предстоит потрудиться, чтобы выяснить механизмы, как осы обмениваются информацией и почему природа устроила все именно таким образом. Секрет успеха сосуществования ос-охотников в сообществе может заключаться в том, что активные сигналы типа барабанного боя брюшком переплетаются с пассивными обонятельными указаниями, исходящими от возвращающейся в гнездо осы-сборщицы. Может быть, в гнезде ос по соседству прячется Нобелевская премия, которая ждет, когда ее найдут», – Арис усмехается, и его глаза блестят.

Есть в этом древнем философе что-то дерзкое, и мне это очень нравится.

VI

Эта приторно-сладкая пахлава добила меня, но Арис, похоже, не страдает отсутствием аппетита после 2400-летнего поста. Я уже начинаю спрашивать себя: а есть ли у него вообще пищеварительная система? Кажется, будто еда исчезает в нем как в черной дыре. К счастью, я испекла чизкейк. Я воспользовалась рецептом древнеримских времен, придуманным через несколько веков после смерти Аристотеля, но ему, кажется, не до этого. Он набрасывается на свой кусок и вскоре переходит к следующему вопросу.

«Вы много рассказывали, как пчелы и осы сообщают сородичам о пище, – говорит он, – но ничего не упомянули о том, как им вообще удается отыскивать пищу. Как пчелы находят первый цветок, прежде чем рассказать об этом своим соседям по гнезду? И как осы находят первую муху или гусеницу?»

Безусловно, для того чтобы научиться охотиться, обновляя поисковые образы и приметы в зависимости от условий, осы должны обладать достаточно развитыми когнитивными способностями. Пчелам это дается легко: их «добыча» (цветки) остается на одном месте и никуда не убегает от них. И, напротив, охота на спрятавшийся или движущийся бело́к – это задача, более сложная для познавательных способностей, дающая больше нагрузки на органы чувств по сравнению со сбором «статичной» добычи – такой, как у пчел, собирающих пыльцу. Арис не читал предыдущих глав моей книги, поэтому я рассказываю ему о невероятном охотничьем мастерстве одиночных ос и наездников из главы 2[228], о том, что они, как правило, являются крайне избирательными хищниками, причем осы из разных семейств или родов специализируются на добыче строго определенного типа.

Очевидно, в ходе эволюции ос от одиночного образа жизни к общественному ключевым изменением в образе жизни стало превращение специализированного хищника в неспециализированного. Таким образом, механизм поиска пищи у неспециализированных ос-веспин может сильно отличаться от такового у осы-наездника, специализированной на охоте на пауков или гусениц. И в отличие от пчелы осам-веспинам нужно уметь добывать пищу различных видов: углеводы (сахара из цветков) и живую добычу, а также падаль. Иногда они ищут угощение для себя лично – немного полезных углеводов или сахаров из растений или гниющих фруктов. В иное время они заняты общественными делами – разыскивают бело́к для кормления личинок.

Это означает, что для поиска источника пищи им требуется разноплановый инструментарий органов чувств, который даст возможность реагировать на сочетание тактильных, визуальных и обонятельных знаков, зависящих от вида пищи и контекста. Эволюция поработала над сенсорными механизмами ос, сделав их гибкими, чтобы реагировать на конкретную задачу и тип доступных ресурсов. В ходе поиска углеводов (сахаров) сборщицы корма, как правило, опираются на визуальные подсказки ближнего радиуса действия. Это имеет смысл, поскольку цветы или опавшие с дерева фрукты (или места для пикника), как правило, распределены в пространстве неравномерно, поэтому запоминать их точное местоположение не так важно. В процессе заготовки пищи на статичных источниках белка вроде падали сборщицы больше полагаются на визуальные ориентиры, чтобы отыскивать свою добычу повторно. Это логично, поскольку падаль редко меняет место расположения (по крайней мере, не самостоятельно).

Но наличие подходящего сенсорного инструментария – это лишь часть способности успешно использовать ресурсы. Сборщицы корма должны уметь обрабатывать информацию, получаемую органами чувств, и действовать в соответствии с ней, а также иметь возможность изменять и адаптировать ее таким образом, чтобы адекватно реагировать на постоянно меняющееся окружение. Для этого требуются когнитивные процессы вроде обучения – способности обновлять информацию и проявлять ответные реакции на основе опыта.

Я останавливаюсь, чтобы подать Арису еще кусочек чизкейка. Он ему потребуется. Я собираюсь начать с рассказа о познавательных способностях пчел, поскольку прогресс, которого наука достигла с аристотелевских времен, еще удивительнее, чем математические танцы.

Медоносных пчел можно обучить решать сложные визуальные задачи – например, научить ассоциировать определенные визуальные указания (скажем, зеленый цвет или круглую форму) с чем-то приятным (например, с сахаром), а другие сигналы – с чем-то неприятным (ученые чаще всего используют хинин, который насекомые считают таким же неприятным, как и мы – если без джина[229]). Еще пчелы способны распознавать сложные визуальные подсказки вроде человеческого лица или даже стилей живописи[230]: например, шмели предпочитают подсолнухи Ван Гога вазе с цветами Гогена, исполненной в пастельных тонах.

Ничего удивительного: эволюция пчел была направлена на улучшение способности распознавать сложные визуальные сигналы цветков (и обновлять информацию о них), чтобы избегать цветков-обманщиков, которые не вознаграждают пчелу за услуги по опылению. Пчелы оперируют формой цветка, его структурой, окраской и даже различают переливы цвета. Эти способности легко принять как должное – в конце концов, наши домашние собаки и кошки узнают хозяев, а ворон и даже рыб научили различать лица. Но в мозге этих животных существуют специальные нейронные схемы для распознавания лиц, появившиеся в ходе эволюции специфических структур мозга. Мозг насекомого значительно проще (всего лишь 1 миллион нейронов по сравнению примерно с 86 миллиардами в человеческом мозге) и меньше (около 1 кубического миллиметра по сравнению с 1,1–1,2 кубического дециметра у людей), однако у них также имеются специфические области, которые задействуются для определенных когнитивных процессов.

В последние годы медоносная пчела стала важной моделью для изучения когнитивной обработки визуальной информации у насекомых, и большая заслуга в этом принадлежит Мартину Жюрфа, аргентинскому специалисту по биологии медоносной пчелы, который расширил границы исследований когнитивных способностей у насекомых. Он совершил судьбоносный прорыв в 2001 году, показав, что пчелы способны усваивать относительные понятия, опираясь на абстрактные взаимосвязи между знаками, например применяя в одной реальной ситуации информацию, полученную в другой.

Он обнаружил, что пчелы способны различать понятия «такой же, как…» и «не такой, как…» для несвязанных и контрастирующих объектов. Что это значит? Вы пользуетесь таким механизмом каждый день, даже не задумываясь об этом: AA = BB, а CD = EF. Мартин проверил, способны ли пчелы построить такую связь, воспользовавшись Y-образным лабиринтом с выбором цвета (желтый и голубой) и полосами – горизонтальными или вертикальными. Y-образные лабиринты проверяют, влияет ли то, что вы видите у входа в лабиринт (нижнее ответвление Y), на то, какую из ветвей (верхних ответвлений Y) вы выберете.

Ему удалось показать, что пчел можно обучить выбирать соответствие: если на входе в Y-образный лабиринт пчеле встретился желтый цвет, а затем ей нужно сделать выбор между желтой и голубой «ветвями», то она выбирает желтое ответвление (то есть следует правилу «одинаковости»), если она уже усвоила, что соответствие по цвету вознаграждается положительно (например, сахаром). С таким же успехом пчелу можно обучить искать соответствие для голубого цвета – к цвету как таковому это не имеет никакого отношения. Аналогичным образом пчелу можно научить выбирать определенную ориентацию полосок (например, вертикальные или горизонтальные), руководствуясь тем же правилом «одинаковости»: я видела вертикальные полоски на входе и усвоила, что увиденное мной там указывает, где находится награда, поэтому при выборе между коридором с вертикальными полосками и коридором с горизонтальными я выберу коридор с вертикальными полосками. Используя аналогичный подход, пчел можно было обучить следовать правилу «различия»: если у входа они видели желтый цвет, то выбирали не желтую ветку, а какую-то иную (в данном случае голубую).

Это уже довольно показательно, однако это была всего лишь фаза обучения. В следующем эксперименте тип сигнала был изменен. Если понятию «одинаковое» пчелу обучали при помощи цветовых сигналов, то на этот раз ей был представлен лабиринт, где отличия заключались в ориентации линий. Пчелы сделали правильный выбор: то есть если они усвоили, что одинаковое означает вознаграждение, через цвета (желтый + желтый = награда или, соответственно, голубой + голубой = награда), то они выбирали одинаковую ориентацию полосок (то есть горизонтальная + горизонтальная или, соответственно, вертикальная + вертикальная), хотя их до этого не учили ориентироваться по полоскам.

Аналогичным образом, если они усвоили, что вознаграждение приносит различие в цвете, они выбирали комбинацию различных ориентаций линий (горизонтальная + вертикальная или, соответственно, вертикальная + горизонтальная). Но еще поразительнее оказалось то, что визуальные сигналы можно было заменить запахами – и пчелы продолжали применять на практике усвоенное правило «одинаковости» или «различия». Просто удивительно: эти эксперименты показывают, что после усвоения результата знакомства с подобным и разным пчелы могут перенести свое понимание этих абстрактных отношений на совершенно иные визуальные и обонятельные знаки[231].

С тех пор Мартин и его команда продемонстрировали, как пчелы усваивают и другие абстрактные отношения: «больше» и «меньше», «над» и «под». Он показал, что пчелы умеют считать, а также имеют представление о том, что означает ноль. Их можно обучить проявлять суммарную реакцию – то есть если их научили тому, что голубой – это хорошо и что желтый – хорошо, то при демонстрации и голубого, и желтого они реагируют с удвоенным энтузиазмом. Эта форма обучения, когда воздействие оказывают на неявные связи между двумя или более стимулами, а не на индивидуальный опыт в отношении любого из этих стимулов по отдельности, известна как конфигуративное обучение. Поистине удивительно было обнаружить это явление у насекомого, поскольку считалось, что для такого реляционного обучения требуется нейронная сложность мозга позвоночного.

Арис перестал есть и наблюдает за движением моих губ, пока я говорю.

«Как это возможно?»

Его голос едва слышен.

Хорошо, что вы спросили, Арис. Ведь мы знаем, как пчелам это удается. Нам давно известно, что отдел мозга насекомых под названием грибовидное тело (названное так из-за того, что по форме напоминает гриб) представляет собой ту самую область, которая задействована в выполнении когнитивных функций более высокого порядка – таких как хранение и воспроизведение воспоминаний. Мартин Жюрфа и его коллеги определили, какие нейроны – эти нервные клетки сообщаются при помощи электрических сигналов и присутствуют в организме почти у всех животных – в грибовидном теле отвечают за реакции обучения.

Для этих экспериментов они срезали кутикулу (твердый покров) на голове пчелы, вскрывали ее и вводили блокатор нейротрансмиттеров для прерывания нервной активности. Потом пчел проверяли при помощи сложных задач на усвоение закономерностей, которые показывали способности пчел к конфигуративному обучению. Такова функциональная нейробиология, она не всегда приятна, но лучшего способа определить, важен ли конкретный нейрон или нет, просто не существует[232]. Используя данный подход, ученые определили, что для того, чтобы пчела могла научиться реагировать на несколько стимулов на основе их комбинации, необходимы нейроны определенной части мозга. Это было первым доказательством того, что у насекомых, подобно млекопитающим, существуют определенные части мозга, необходимые для сложного обучения.

Лаборатория Мартина Жюрфа – одна из немногих в мире, представившая убедительные доказательства, что мозг пчелы не примитивный и не рудиментарный. Пчелы – это не просто машины с ассоциативным обучением, они такие же мыслящие организмы, способные считать и воспринимать, обладающие сложными познавательными способностями, как и мы сами. Несмотря на маленький мозг и ограниченное количество нейронов, они обладают концептуальным мышлением. Как и человек, они способны связывать воедино данные из прошлого опыта для взаимодействия с миром в будущем. Эти наработки заставили ученых задуматься над тем, какое минимальное количество нейронов окажется достаточным для когнитивных функций «более высокого порядка».

Арис бледен.

«Пчелы совсем как мы, – шепчет он. – Их политика и разум – такие же, как у нас? Сократ был прав. Не такие уж мы и особенные».

Мы некоторое время задумчиво молчим.

Затем…

«А что у ос?» – выдыхает он.

Если мы поймем, как крошечный, простой мозг насекомого справляется с такими сложными познавательными процессами, это позволит осуществить прорыв в области разработки искусственного интеллекта. (Этот любопытный факт я упомянула для вас, читатель, на тот случай, если вам интересно, для чего еще нам изучать познавательные способности насекомых; но должна признаться, что я перешла на шепот, надеясь, что Арис не услышит, – мне кажется, он сейчас не осилит информацию об искусственном интеллекте, компьютерах и роботах.)

Но нам нужно выходить за рамки изучения медоносной пчелы, чтобы позаимствовать лучшие идеи из экспериментов, которые эволюция повторяла в разных систематических группах. И вот тут-то осам-веспинам есть что нам предложить. Натуралисты конца XIX и начала XX века были помешаны на разуме насекомых – возможно, из-за кажущейся сообразительности медоносных пчел, о которой люди так много узнали за тысячелетия содержания их в полуодомашненном состоянии.

Первым человеком, который написал об уме общественных ос в 1888 году, был наш старый друг – сэр Джон Леббок, сосед и приятель Чарльза Дарвина. В лаборатории Леббока, которая была устроена в гостиной, окна выходили на две стороны: он поочередно открывал разные окна, чтобы проверить, насколько хорошо пчелы и осы могут приспособиться к изменяющимся маршрутам входа и выхода. Он отметил, что общественные осы сумели решить те задачи, с которыми не справились медоносные пчелы.

Один из его любимых экспериментов состоял в том, чтобы поместить насекомое в коническую колбу и развернуть ее отверстием от окна: пчелы тупо жужжали на «солнечной стороне», где выхода не было, тогда как осы быстро находили выход, скрытый в тени. Означает ли это, что осы умнее пчел? Конечно, нет: это просто говорит нам о том, что они реагируют на разные стимулы. Пчелы инстинктивно движутся в сторону света – в конце концов, в солнечных местах больше шансов найти клад пыльцы, чем в тенистых. В свою очередь, добыча ос часто прячется в таких темных местах, как нижняя сторона камней или норы в земле: первые эксперименты Леббока показали, что осы уверенно чувствуют себя в темных и неуютных расщелинах и что визуальные стимулы, вероятно, чрезвычайно важны им во время охоты.

Немногим позже, в 1900 году, американская натуралистка Маргарет Морли размышляла о природной сообразительности ос-веспин в своей книге «Осы и их повадки» (Wasps and Their Ways). Она рассказывает об экспериментах с цветной бумагой и осами. Неясно, проводила ли она их сама, но это, несомненно, были одни из первых экспериментов, демонстрирующих способности к обучению у общественных ос и подтверждающих их способность различать цвета. Когда у входа в гнездо общественных ос размещали кусочек красной бумаги, это вызывало у возвращающихся сборщиц корма значительное возбуждение – они начинали в замешательстве летать туда-сюда, вместо того чтобы вернуться в гнездо с четкими намерениями и целью.

Через три часа осы привыкали к украшенному входу и входили и выходили через него, словно ничего не изменилось. Если после этого красное украшение меняли на синее, осы опять приходили в возбуждение, но привыкали к переменам быстрее, чем в первый раз. А когда бумагу убирали совсем, возвращающиеся осы опять приходили в замешательство. Маргарет рассказала о еще более хитром эксперименте, в ходе которого красное украшение переместили почти на метр в сторону. Осы поначалу летели к красному входу, за которым гнезда не было, а не к настоящему входу в свое гнездо, но без украшений. Если цвета меняли несколько раз, осы со временем переставали на это реагировать и в итоге, словно уставший от игр ребенок, игнорировали любые изменения украшений.

Это сообщение показывает нам, что осы воспринимают различия между красным и синим цветами, могут научиться устанавливать ассоциации с цветом и использовать визуальные ориентиры, а также способны с легкостью обновлять информацию по мере ее изменения. Но если информация, которую содержит этот стимул, становится ненадежной, осы приучатся игнорировать его и, вероятно, будут использовать иной стимул, который не анализировался или не подвергался манипуляциям. Маргарет заключила, что «осы способны к обучению» и что они «обладают более разносторонним, хотя и более низким интеллектом по сравнению с пчелами». Она рекомендовала изучение процесса обучения у ос как «новую область для эксперимента».

Это было 120 лет назад. Она была бы слегка разочарована тем, как мало мы с тех пор продвинулись вперед. Ученые доказали, что осы обладают хорошей пространственной памятью и памятью на запахи. Они способны сохранять в голове пространственные карты в течение как минимум 24 часов без дополнительного подкрепления[233], а воспоминания о запахах сохраняют до 30 дней[234]. Поэтому вполне вероятно, что осы способны обучаться, используя информацию, поступающую различными путями – зрительную и обонятельную, – для того, чтобы ориентироваться в окружающей среде и использовать ее ресурсы. Но нас ждет еще очень много новых открытий, связанных с их способностями к познанию и обучению; мы сильно отстаем от исследователей медоносных пчел.

Арис вздыхает – возможно, он тоскует по тем дням, когда мог бы предложить подобные эксперименты своим ученикам. После смерти своего наставника Платона Аристотель активно занимался эмпирическими исследованиями. Он ценил доказательства, считая их краеугольным камнем логики и убедительных аргументов.

Я рассказываю Арису о том, что мы узнали из главы 4 – как осы Polistes учатся различать отдельных сородичей по отметинам на лицах. Успехи ос-веспин в распознавании отдельных индивидов в лицо значительно скромнее: чем сложнее общество, тем меньше потребность в распознавании на уровне индивида. Это поможет объяснить небольшая ролевая игра. Представьте себе, что вы вместе с тысячами коллег занимаетесь дистанционными продажами и работаете в гигантском колл-центре, где нет ни единого шанса получить повышение. Там действует система незакрепленных рабочих мест – каждый занимает первый попавшийся стол. Вы редко оказываетесь рядом с кем-то из коллег, знакомым вам лично, потому что вас слишком много и вы все одеты в одинаковую униформу, так что в любом случае узнать какого-то определенного человека очень сложно.

Даже если вы сумели бы узнать коллегу, пытаться произвести на кого-либо впечатление нет смысла, потому что в этом колл-центре нет работы лучше (или хуже), чем та, которую выполняете вы. Каждый день вы с радостью болтаете на общие темы с разными коллегами, не рассчитывая ни на дружбу, ни на взаимность, ни на соперничество: у всех вас есть работа, которую нужно выполнять, и она такая же, как у человека за соседним столом, независимо от того, кто он.

Точно так же, как вам не принесет никакой пользы способность узнавать в лицо ваших коллег, способность распознавать сородичей на уровне индивидов не даст никаких преимуществ рабочей особи медоносной пчелы или общественной осы, потому что возможностей занять лучшее положение в колонии у них попросту нет (став рабочим, остаешься им навсегда); нет причин проявлять к кому-то особую любезность, потому что маловероятно, что вы вновь столкнетесь с тем же самым индивидом, так что никакие взаимоотношения не формируются. Поэтому неудивительно, что осы-веспины (и медоносные пчелы, если уж на то пошло) точно так же не в состоянии отличить одного соседа по гнезду от другого – если, конечно, это не матка.

Я принадлежу к числу тех людей, которые иной раз испытывают трудности с распознаванием человеческих лиц. Это называется лицевой слепотой. У меня она не сильная. Друзей и родных я узнаю без проблем, но мне трудно вспомнить или запомнить малознакомого человека в большом скоплении людей, например на вечеринке или конференции, особенно если со времени нашей прошлой встречи у этого человека что-то изменилось во внешности (прическа, одежда, очки). Из-за этого я иногда попадаю в неловкое положение, и некоторые, наверное, считают меня невежливой. Зная о своей проблеме, я иногда могу переусердствовать: мне случается оживленно, словно со старым другом, разговаривать с незнакомцем, потому что мне показалось, что мы виделись раньше. Еще это доставляет неудобство при просмотре фильмов: я не всегда могу понять, кто есть кто, если персонажи переоделись.

У лицевой слепоты есть клиническое название – прозопагнозия. Ею страдает около 2,5 % населения, и ученые, сравнив мозг людей со слепотой на лица и тех, у кого нет проблем с распознаванием и запоминанием лиц, смогли установить конкретную часть мозга, участвующую в распознавании лиц, – это веретенообразная извилина. Она позволяет людям распознавать лица лучше, чем неодушевленные предметы аналогичного уровня сложности. По-видимому, встречаются также и «суперузнаватели» с превосходно развитыми способностями к распознаванию лиц.

Похоже, что медоносные пчелы и осы-веспины распознают человеческие лица лучше, чем я. Натуралисты прошлого отмечали эти способности. Маргарет Морли рассказала, как одно осиное гнездо настойчиво атаковало одного молодого человека, и сделала (необоснованное) предположение, что, «возможно, от него пахло обманом». Недавно ученые установили, что медоносные пчелы и общественные осы используют механизмы обработки зрительного образа, схожие с нашими, и именно поэтому способны различать нас – да, вы поняли меня правильно: осы и пчелы узнают человеческие лица.

Мы узнаем лица, собирая воедино различные ориентиры – нос, рот, уши, глаза – и составляя из них общую картинку; это называется «целостной обработкой». У нас эта способность улучшается с опытом. Используя методы, аналогичные тем, что применяются для обследования людей на лицевую слепоту, ученые предъявили изображения человеческих лиц медоносным пчелам и общественным осам. Они обучили насекомых ассоциировать заданное лицо (взрослого белого мужчины) с вознаграждением в виде раствора сахара, тогда как другое лицо («отвлекающий ответ», лицо другого взрослого белого мужчины, в целом очень похожее на первое) было связано с «наказывающим» раствором, содержавшим хинин. Затем обученных пчел подвергли проверке[235], не давая им ни награды, ни наказания, чтобы посмотреть, какое лицо они выберут.

От 80 до 90 % прошедших обучение пчел выбирали правильное (целевое) лицо, а не отвлекающее, однако если лица были перевернуты, пчелы выбирали лицо случайным образом. Это указывает на то, что они умеют различать похожие человеческие лица, что они могут научиться этому через выработку условных рефлексов и что они используют физические ориентиры на лицах для их распознавания – точно так же, как поступаем мы сами. Тот же эксперимент повторили на общественных осах – со сходными результатами[236].

Это весьма удивительно, особенно если учесть, что не существует никаких эволюционных причин для развития у этих насекомых способности распознавать человеческие лица. Возможно, тот факт, что медоносные пчелы обладают комплексными способностями к обучению, не так уж и удивителен, поскольку распознавание и запоминание цветков является ключевым моментом экологии их пищедобывающего поведения. Менее очевидны причины, по которым такой способностью обладают общественные осы, потому что они – охотники-универсалы, которые ловят практически любое встречающееся им беспозвоночное, поэтому работа с визуальными образами и обучение на том уровне, который мы наблюдаем у пчел, им не требуются. Возможно, черты лица для них – лишь физические ориентиры: просто у некоторых людей носы напоминают скалы, а волосы похожи на кусты больше, чем у других.

Похоже, что Арис слегка осовел. Не могу сказать точно, что стало причиной этого – вино, возраст, переваливший за 2400 лет, или потрясение от того, что насекомые способны узнавать людей. Чтобы поднять ему настроение, я рассказываю, что получила несколько сообщений от разных людей, которые (в точности как у Маргарет Морли) жаловались, что их по многу раз преследуют общественные осы из определенных колоний, предпочитая именно их, а не их друзей.

Понятно, что такой человек чувствует, будто осы избрали его своей жертвой. Он убежден, что осы что-то имеют против него лично. Возможно, в его лице есть что-то такое, что эти конкретные осы научились ассоциировать с угрозой, или дело в его одеколоне. Здесь важно другое: эксперименты показывают, что мозг перепончатокрылых, несмотря на наличие в нем менее одного миллиона нейронов, способен выполнять удивительно сложные задачи – такие, которые, как нам казалось ранее, под силу лишь людям или как минимум позвоночным животным. Для обработки сложных стимулов явно можно обойтись и без большого мозга. Экология может направить развитие крошечного мозга на решение сложных задач познавательного характера.

VII

Наступает ночь, и похоже, что Аристотель наконец-то насытился. Сейчас мы пьем лучшую в Афинах питьевую воду из-под крана. Конечно, во времена Аристотеля водопровода в доме не было. Женщины каждый день ходили за водой к источникам. Воду тогда ценили высоко и уважали как хороший напиток; греки особенно любили ее и часто добавляли в вино, чтобы не опьянеть.

Разумеется, опьянение совершенно ни к чему для обсуждения с Арисом последней из запланированных мной тем: закона и порядка.

В Древней Греции закон и порядок во многом основывались на инициативе снизу. Возможно, причина в том, что это родина демократии. Правосудие и социальная сплоченность в значительной степени обеспечивались гражданами (к которым не относились рабы, иностранцы, женщины и дети). Если проступок требовал суда, то собиралась группа обычных граждан – никаких профессиональных юристов, адвокатов или официальных судей. Две «стороны спора» (уважаемые и влиятельные люди) дискутировали о том, было ли деяние действительно незаконным, а коллегия присяжных из 500 граждан решала, виновен ли ответчик.

Коллегия присяжных получала полномочия сроком на один год и в течение этого времени несла ответственность за принятие новых законов, а также за контроль всех аспектов политической системы. Если за вами закрепилась дурная слава, вы рисковали подвергнуться остракизму: всего 6000 подписей могли отправить вас в изгнание на десять лет. Во времена Ариса Афины несколько отличались от остальной Греции: в афинских судах выступал оратор, который произносил речь, написанную составителем речей. Считается, что эти составители речей были ближе всего к современным юристам.

Безусловно, здесь находила применение аристотелевская триада убедительного красноречия – логос, этос и пафос, равно как и умение вести повествование. Судебные процессы, по сути, превратились в риторические баталии и имели мало общего с законом. А первую демократию иногда омрачали вспышки гражданской войны (stasis) между группами граждан, не согласных друг с другом по социальным, экономическим или политическим вопросам.

Закон и порядок имеют первостепенное значение в любом нормально функционирующем обществе, будь то древние Афины, пчелиный улей или колония ос. Рабочие осы не размножаются; вместо этого, как мы уже видели, они передают свои гены посредством помощи в выращивании близких родственников – своих братьев и сестер. Но это не идеальный вариант, ведь родственники не являются их клонами. Более того, хотя рабочие особи общественных ос не могут спариваться – у них нет мешочка для хранения спермы, как в брюшке у их матки-королевы, – они способны откладывать неоплодотворенные (мужские) яйца[237]. (Я напоминаю Арису, как работает гаплодиплоидия.) Таким образом, способностью откладывать мужские яйца обладает каждая самка в колонии. Это создает конфликт на почве воспроизводства: матки против рабочих особей, рабочие против рабочих. Однако, пока жива матка, рабочие особи размножаются редко. Как же поддерживаются закон и порядок?

Лучший способ свести конфликт к минимуму – убрать оспариваемое благо. Когда мои дети дерутся из-за Xbox (я объясняю Арису, что это нечто вроде очень популярной настольной игры): я могу свести конфликт к нулю, просто выдернув вилку из розетки. (Конфискация, Арис.) Повод для ссоры исчезает: дети просто дуются и молчат. Дело сделано. Поэтому, если бы я была маткой у общественных ос, моей предпочтительной линией атаки в борьбе с самодеятельным размножением рабочих особей было бы помешать развитию их яичников. Тогда никто другой не смог бы откладывать яйца, и потому конфликт просто не возник бы.

Конечно, именно так и поступили в некоторых из самых сложных муравьиных сообществ: у рабочих муравьев-листорезов Atta нет яичников – у них нечему развиваться. Однако полная стерильность рабочей касты у насекомых встречается редко, и у рабочих как в колониях медоносных пчел, так и в колониях общественных ос Vespula могут развиться яичники, что и вызовет конфликт. Это происходит из-за того, что рабочие особи все же могут получить небольшой, но важный кусочек репродуктивного пирога, если им удастся отложить яйца самим.

Наилучшая альтернатива для матки Vespula – это каким-то образом подавлять развитие яичников у рабочих, самой подавая правдивый сигнал о собственной способности к воспроизводству. Матки вырабатывают химическое вещество, которое сигнализирует об их плодовитости и дает им контроль над размножением рабочих. Эти длинноцепочечные кутикулярные углеводороды (мы познакомились с ними в главе 4) действуют как домашний овицид – тормозят появление яичников у рабочих и обращают вспять их развитие на любой стадии. Что еще более примечательно, этот же набор предельных углеводородов также контролирует размножение рабочих особей у целого ряда других муравьев, общественных пчел и ос[238]. Поэтому вполне вероятно, что в сообществах пчел, ос и муравьев одна и та же химическая дубинка позволяет маткам железной лапкой подавлять своих склонных к мятежу подданных. Это больше похоже на игры олимпийских богов, чем на эволюцию.

Но какие бы социальные правила вы ни вводили, уклонисты найдутся всегда. В осином гнезде небольшая часть рабочих ос избежит чар держащего их в узде королевского аромата, у них разовьются яичники, и они произведут некоторое количество яиц, которым судьбой уготовано породить самцов. Для чего им это вообще нужно? В конце концов, рабочие особи весьма неплохо устроились (с точки зрения генетики), помогая своей матери выдать побольше сестренок и братишек.

Тут-то половая жизнь сложноорганизованных общественных насекомых и делает ситуацию интереснее. Точно так же, как у медоносных пчел, матка у общественных ос спаривается с большим количеством самцов. Она сохраняет сперматозоиды всех своих ухажеров (обычно примерно 7–10 самцов) в своем мешочке для хранения спермы и использует их для оплодотворения откладываемых ею яиц. Это означает, что у ее дочерей может быть от 7 до 10 разных отцов. Хотя это идет на пользу самой матке (генетическое разнообразие дает всевозможные преимущества вроде защиты от болезней или улучшенного разделения труда), это не так-то выгодно ее дочерям-пролетариям (тем, кто стал рабочими особями) в отличие от дочерей-принцесс (маток следующего сезона). Если рабочая особь служит матке, спаривавшейся семь раз, то из каждых семи сестер, которых она помогает выращивать, полнородной сестрой ей приходится лишь одна. Остальные шесть – только полусестры, которые с генетической точки зрения представляют собой лишь часть сестры.

Именно здесь и рассеяны семена конфликтов, восстаний и мести среди рабочих. Если рабочей особи сойдет с лапок тайная кладка собственных (мужских) яиц и при этом она и дальше будет выглядеть законопослушной работницей, ее генетическая отдача резко возрастет. Как же получается, что колония не скатывается в пролетарский хаос кладки яиц? Для этой проблемы у эволюции есть афинское решение: блюстителями закона выступают сами граждане. Одни рабочие особи зорко следят за тем, чтобы другие соблюдали правила: они приползают и пожирают большую часть пролетарского потомства прежде, чем оно достигнет хоть какой-то зрелости. И хотя этот способ гарантирует, что большинство самцов в выводке (если не все) будут потомками матки, он сопряжен с издержками для колонии: рабочие особи тратят много времени на поиск и поедание яиц, когда могли бы заботиться о потомстве матки.

Такая «полиция нравов», пожирающая яйца собственных сестер, – один из многих механизмов, призванных поддерживать мир и подавлять конфликты в семье, которыми эволюция наделила сложные сообщества насекомых. Откладывание яйца может показаться не таким уж и агрессивным деянием, но это воплощение пролетарского бунта для рабочей особи в сверхобществе, у которой сохранилась физиологическая возможность развить яичники, особенно если ей удалось остаться незамеченной. «Полиция нравов» впервые наблюдалась у медоносных пчел, но позднее ее обнаружили у всех видов общественных насекомых, в том числе у ос, но в особенности – у муравьев, в чьих колониях многократное спаривание – это обычное явление. Хотя феномен «полиции нравов» поразителен уже сам по себе, тот факт, что эволюция независимо порождала его несколько раз в каждой из этих разновидностей насекомых, дает основание полагать, что в данном случае эволюция действует лишь во благо и подтверждает, что «полиция нравов» является важным механизмом, который регулирует связанные с размножением конфликты в более сложных обществах, где рабочие особи еще могут откладывать яйца.

«Полиция нравов» была обнаружена у ос-веспин. Они не только поддерживают порядок, но и способны адаптировать собственное полицейское поведение в соответствии с брачным поведением своей матери. Брачное поведение имеет значение, потому что количество самцов, с которыми спаривалась матка, вносит свои коррективы в формулу, описывающую степень родства рабочих особей.

Возможно, вечер уже слишком поздний, чтобы даже Аристотелю удавалось за всем уследить. Я решаю рассказать, как брачное поведение влияет на степень родства рабочих особей с потомством мужского пола, с учетом тех сложностей, которые привносит гаплодиплоидия. Я рисую схему прямо на салфетке и объясняю, что, если матка спаривалась только один раз, рабочие обладают большей степенью родства со своими племянниками, чем со своими братьями (сыновьями матки).

Тем не менее, продолжаю я, если матка спаривается много раз…

Арис с большим удовольствием выхватывает карандаш у меня из рук.

«О да, позвольте, я сам попробую! – восторженно восклицает он. Чертя схему, он одновременно говорит: – Когда матка спаривается с несколькими самцами, степень родства рабочих особей с сыновьями матки будет больше, чем с собственными племянниками. И это происходит из-за того, что племянники – это сыновья их полуродных сестер, с которыми у них может быть всего лишь 12 % общих вариантов генов[239]».

Только между нами (мной и вами, дорогой читатель), я начинаю ощущать причудливую смесь беспокойства и восторга, который испытываю, когда понимаю, что мои ученики умнее меня (это случается довольно часто). Теперь науку об осах мне излагает Арис; я больше не учитель.

«Ага, и теперь я вижу, что все просто: мы ожидаем, что в колониях, где матки спариваются однократно, рабочие осы не будут брать на себя функции полицейских, но в колониях, где матки спариваются со многими самцами, полицейские функции у рабочих будут обычным делом. Верно?»

Все верно. Конечно. Не знаю, почему я удивлена, ведь он же гений, и все такое.

Родичи общественных ос Vespula – осы Dolichovespula с более темной окраской тела. Для всех 18 видов этого рода ос характерно одно и то же «вытянутое лицо» (из-за очень большого по сравнению с родом Vespula расстояния между щекой и ротовыми органами), отсюда и их название[240]. Саксонская оса Dolichovespula saxonica – это идеальный вид для наблюдения «полиции нравов», потому что в некоторых случаях ее матки спариваются лишь с одним самцом, а в иных случаях – со многими. Ученые воспользовались генетическими маркерами, чтобы установить степень родства между рабочими (что говорит им, сколько раз спаривалась матка) и выяснить, кто является матерями самцов (это показывает, чьим потомством являются самцы – матки или рабочей осы). Они обнаружили, что в колониях обоих типов рабочие осы откладывали много яиц[241], но рабочие особи по-разному относились к таким яйцам, в зависимости от того, сколько раз спаривалась матка. Как и предсказывалось, «полиция нравов» была обнаружена в гнездах, где матка спаривалась много раз[242], но в меньшей степени в гнездах с однократно спаривавшимися матками.

Арис радостно улыбается. Не могу сказать наверняка, из-за того ли, что на него произвел впечатление эксперимент, или же он просто доволен собой, потому что так быстро угадал, каким будет результат. Он начинает мне напоминать мою школьную подругу-отличницу.

«Полиция нравов», поедающая яйца, встречается и у других видов ос-веспин, но чем глубже мы изучаем это явление, тем больше обнаруживается несоответствий. Например, мы могли бы ожидать, что «полиция нравов» появится у многократно спаривающейся Vespula vulgaris: в средней колонии менее 0,5 % рабочих ос обладают работающими яичниками, и их яйца после кладки успешно удаляются. Более того, когда рабочим особям предоставляется выбор, они способны избирательно удалять яйца, отложенные рабочими осами, а не маткой[243]. Однако генетический анализ показал, что степень родства рабочих особей с яйцами, отложенными маткой, была не больше, чем с яйцами, отложенными самими рабочими. Различия в степени родства не могли объяснить выборочное удаление яиц, которые отложили рабочие осы.

Еще один пример – шершень Vespa crabro. У него матка спаривается лишь с одним самцом, однако (вопреки нашим предположениям о «полиции нравов») рабочие особи все равно поедают яйца, отложенные рабочими. Иными словами, этим насекомым безразлично то преимущество, которое приносит статус матери самцов и которое прекрасно иллюстрируют медоносные пчелы и саксонская оса. Возможно, объяснение заключается в том, что полицейская деятельность помогает сократить число конфликтов на уровне колонии и гарантирует, что рабочие особи работают, а не отвлекаются на кладку яиц; это приводит к созданию более успешных и продуктивных обществ. Успешная полицейская деятельность означает, что меньше особей ведут себя эгоистично, и потому могут помочь в разрешении конфликтов, порожденных эволюцией обществ. Полицейская деятельность встречается не только у общественных насекомых: в группах приматов она помогает контролировать групповые конфликты; у бактерий подавляются клетки, не выполняющие свои функции; и, разумеется, в человеческих обществах охрана правопорядка сдерживает нарушителей закона. Не имеет значения, к какому типу организмов или обществ вы принадлежите: без надзора сотрудничество разваливается. Возможно, в Древней Греции было бы меньше гражданских войн, если бы там существовала полиция.

Перейдя на воду, Арис выглядит посвежевшим.

«Ладно! – Его голос опять взволнован. – Сейчас мы понимаем, зачем действует “полиция нравов”; а не могли бы вы также рассказать, как именно она действует? В чем состоит тот секрет, который используют рабочие осы, чтобы определить степень своего родства с маткой или с яйцами? Как же в самом деле рабочие осы отличают яйцо рабочей особи от яйца матки?»

Арис, разумеется, у нас есть ответы! Ученые обнаружили, что матки выделяют пахучие вещества – феромоны, свидетельствующие об их плодовитости. Но еще с помощью феромонов они метят свои яйца, словно королевской печатью. Например, матки Vespula помечают свои яйца длинноцепочечным углеводородом[244], который придает яйцам запах матки и указывает рабочим осам, что эти яйца уничтожать не следует. Обычно рабочие особи не способны вырабатывать этот феромон, поэтому их яйца пахнут иначе, и это позволяет осиной полиции избирательно поедать отложенные рабочими осами яйца.

Чтобы экспериментально проверить, действительно ли это то самое волшебное химическое вещество, которое управляет полицейским поведением, ученые искусственно заставили рабочих ос вырабатывать его. Как и у всех общественных насекомых, у маток Vespula высокий уровень содержания ювенильного гормона по сравнению с рабочими, и это честный сигнал, говорящий об их способности к воспроизводству. Уровень ювенильного гормона в организме оказывает влияние на состав кутикулярных углеводов данной особи, в том числе на выделение того самого царского аромата. Если обработать рабочих особей Vespula синтетической версией ювенильного гормона[245], то можно добиться того, что их запах будет больше похож на запах матки, и они станут откладывать яйца, которые выглядят (с точки зрения химии) как яйца, отложенные маткой. Одним из соединений, которые в избытке выделяли эти рабочие, был тот самый волшебный длинноцепочечный углеводород, царский аромат, используемый матками для мечения собственных яиц. Яйца, отложенные рабочими особями, подвергнутыми манипуляциям, с меньшей вероятностью уничтожались «полицией», чем яйца, отложенные необработанными рабочими[246]: ученые создали рабочих ос, способных обмануть систему, и раскрыли секрет «полиции нравов».

Арис хлопает в ладоши и делает двойной пируэт на стуле. Он в восторге от всего этого.

«Я так и знал! – восклицает он; вскочив на ноги, он пляшет по террасе в безудержном веселье, теряя сандалии. – Осы и вправду умны! И какая же занятная эта штука – использовать ароматы, чтобы поддерживать порядок в целом городе простых работяг. О! Однако ведь ученые могут создавать рабочих ос, которые обманывают свою матку? Кое-кто сказал бы, что это обман богов».

Я не понимаю, к чему ведет Аристотель. На миг он показался мне слегка испуганным.

«Но я не так глуп! Здесь нет никакого обмана или божественного вмешательства: это всего лишь сила научного метода, раскрывающего нам чудеса природы. Ха-ха!»

Арис имеет право чувствовать себя реабилитированным, поскольку он знаменит тем, что является «отцом научного метода». Он с новой силой начинает расхаживать взад-вперед.

«Вы рассказали мне удивительные вещи, моя дорогая; ваши друзья-ученые раскрыли такие секреты, которых ни я, ни мои друзья даже представить себе не смогли бы. Пчелы, вне всяких сомнений, заслуживают уважения, потому что они умны, изобретательны, находчивы и жизнестойки. Они считают, они учатся, они общаются – я никогда не забуду это виляние!»

С радостным возгласом он виляет задом, изображая пчелу.

«И сколь невероятно то, что они измеряют свою жизнь нитями своего существа – генами, как вы их назвали, – и меняют поведение, чтобы воспроизводить копии собственных вариантов генов в телах своих родственников. Они даже способны производить мужское потомство, не вступая в половую связь! А сколь безупречны их методы поддержания закона и порядка – ведь именно поэтому их общества так благополучны, верно? Насколько лучше была бы жизнь афинян, если бы мы обращали внимание на пчел и их повадки!»

Сейчас он размахивает руками. Пальцы с огромной скоростью теребят его фирменные украшения. Кольца крепко цепляются за костлявые пальцы, отчаянно желая удержаться на них, когда он вскидывает руки в мою сторону в экстравагантном жесте.

«Но что касается ос – я должен признать, что эта риторика убедительна. Сравнивать поведение ос и пчел – это хороший логос. (Пауза.) И почему я сам не додумался до этого?»

Капли пота поблескивают у него на лбу; возможно, он на мгновение отдался сожалениям об упущенной возможности.

«Просто удивительно, как пчела и оса образуют параллельные миры чудес среди насекомых. Осы – это такие удивительные архитекторы; возможно, даже еще более удивительные, чем пчела. Я подозревал, что в организации обществ у них и у пчел будут общие черты. Но вы и ваши друзья-ученые очень четко понимаете все это – как “суперкоманды” экспертов распределяют между собой задачи, но способны вносить изменения в свою работу по мере изменения потребностей. Такая организация намного превосходит работников, делающих гастрин у Спиро, которые спорят о том, кому что делать, тратят уйму времени на жалобы и всегда опаздывают. Спиро следует присмотреться к осам, чтобы научиться управлять своими рабочими! Эй, Спиро, ты это слышал?»

Арис подбегает к краю террасы и выкрикивает это в сторону своей любимой лавки, где продавали гастрин. Он вытирает глаза. Интересно, это слезы смеха от того, что он в приподнятом настроении? Или тоски по друзьям из давно ушедшего мира?

«И такие крохотные мозги с их нейронами (вы ведь так их назвали?) позволяют этим маленьким животным так хорошо обучаться! Мои ученики были бы потрясены, узнав, что осы способны распознавать ориентиры, меняющиеся цвета и даже человеческие лица. В самом деле, мои ученики могли бы кое-чему научиться у этих крошечных мозгов!»

Он усмехается про себя, небрежно опираясь на балюстраду террасы и отдыхая от напряжения сил. А потом вновь срывается с места и скачет по каменным плитам.

«Пчелы и осы так умны, но они умны по-разному. Разве не поэтому они так загадочны и так важны? Осы постигают окружающий мир, но они ощущают иные его аспекты, нежели пчелы. Иногда инструменты, которыми они пользуются для постижения мира, те же самые, что и у пчел, а иногда они различны. Конечно, в этом есть определенный смысл: пчелы и осы занимают разные места в природе. Пчелы ищут цветы, а осы ищут мясо. Эволюция дала и тем и другим нужные приспособления, позволяющие преуспеть в том, чем они занимаются».

Древний философ поворачивается ко мне. Выпучив глаза и сверкая зубами, он старательно выговаривает «эволюция»; он явно доволен тем, что выучил новое слово и понятие, которое помогает объяснить очень многое в мире природы, что в его времена было необъяснимо. Он садится на стул рядом со мной, достаточно близко, чтобы я могла ощутить запах его парфюма – мускусный аромат, который в его времена скрыл бы множество огрехов личной гигиены.

Неожиданно он берет меня за руки, и я чувствую его изящные кости под грубой, шершавой кожей. Я гляжу в бездонные глаза величайшего философа всех времен и удивляюсь: как так может быть, что глаза возрастом несколько тысяч лет блестят так ярко. За этим блеском я чувствую перемену в настроении. Пришло время Аристотелю вынести свое суждение о прогрессе, достигнутом наукой в раскрытии секретов ос после его времени: достойны ли осы того, чтобы их почитали так же, как пчел?

«Моя дорогая, этос, представленный вашими друзьями-учеными, неопровержим».

Я чувствую, что дальше последует «но». Мне интересно, знакома ли Аристотелю техника «сэндвич обратной связи». Я постоянно использую его в работе со своими студентами – укладываю салат из тунца с майонезом и критикой между двумя позитивными и ободряющими ломтиками цельнозернового хлеба.

«Хитроумные эксперименты предоставляют нам множество доказательств, которые, на мой взгляд, заслуживают доверия и вполне убедительны; даже эти американские барабанящие брюшки! – Он добавляет это с усмешкой. – Достижения ваших ученых поистине невероятны: просто поразительно, как им удается манипулировать работой мозга насекомого или обучать ос, чтобы узнать, чему они способны научиться. То, что сейчас ученые могут читать секреты в ткани их тел – в их ДНК, – чтобы объяснить, когда и почему они нарушают правила – этого не дано постичь никому, кроме богов. Но это не тайна, хранимая богами; это наука вашего времени. Я смиренно склоняю перед вами голову».

Крепкое пожатие моих рук убеждает меня в том, что он искренен в своем восхищении наукой об осах. Но в его рукопожатии остается тревога, и зрачки его древних умных глаз расширяются еще сильнее, когда он глядит на меня. Я и моргнуть не смею.

«А теперь о пафосе. Ваша эмоциональная риторика трогательна, моя дорогая. Я чувствую и ваши разочарования, и ваши восторги, потому что вижу, как в вас бурлят эмоции. Я вижу, как пылают ваши чувства, когда вы стремитесь разгадать секреты, скрытые в глубинах мира ос. Я вижу, как страстно вы желаете убедить меня, словно это ваша последняя возможность. Вы чувствуете, что должны произвести впечатление на меня, а возможно, и не только на меня. Вы лично извиняетесь за пробелы в научных знаниях об осах, хотя сами не несете за них ответственности. Вы должны направить эту страсть на то, чтобы убедить других помочь вам нести тот факел, что зажгла наука об осах».

Никто никогда не объяснял мне так ясно, что я чувствую. Аристотель прав. Не останавливаясь и не снижая обороты, я выполняю свою миссию, цель которой – защитить ос, оспорить представления, сложившиеся об осах, а особенно – уравновесить весы науки в пользу осы в противоположность той щедрой порции любви, которую наука даровала пчеле.

Я не уверена, причина ли в потрясающей эмпатии моего 2400-летнего гостя или в том, что я не моргала уже несколько минут, но слезы определенно щиплют мне глаза.

«Моя дорогая, у меня очень давно не было такого восхитительного ужина».

Я стараюсь не думать о контексте, потому что у него уже 2400 лет не было никакого ужина.

«Мир осы, вне всяких сомнений, чудесен. Если бы я мог прожить жизнь заново, мои исследования были бы посвящены осам – наряду с пчелами и людьми. Пожалуйста, поздравьте от моего имени своих друзей-ученых с тем прогрессом, которого вы достигли. Самое главное, не сдавайтесь. Мир заслуживает того, чтобы узнать больше об этих существах, которых не дают разглядеть их жало и сомнительная репутация. Осы – поистине одно из чудес природы, и они должны вдохновлять будущие поколения ученых. Несомненно, грядет век осы».

Я киваю с детской надеждой, заглядывая в сияющие глаза Ариса, и крепче сжимаю его руки. Мне не хочется отпускать этот замечательный костлявый сгусток энергии, мудрости и харизмы, который наполняет меня невероятным оптимизмом и жаждой узнать больше.

«У меня есть одно последнее слово, моя дорогая, которого не хватает вашей риторике об осах…»

Древний философ вскакивает со стула, тащит меня за собой и кружит по террасе с беззаботным ликованием малыша в замке-батуте, вопя во всю мощь своих древних легких…

«Э-Э-Э-ЭВРИКА![247]»

6

Санитары природы

Если ценность природных благ никак не определяется, то с ними обращаются как с не имеющими никакой ценности[248].

Дама-командор ордена Британской империи, профессор Джорджина Мейс, действительный член Лондонского королевского общества (2014)

Я полюбила ос за бесконечное многообразие их форм и завораживающее поведение. Меня увлекла сложная драматургия их мыльных опер и то, как они помогают нам лучше понять эволюцию социального поведения. Последние 20 лет я провела рассказывая об этом людям. Они вежливо кивают, но все же спрашивают: «Да, но какой толк в осах?» На самом деле они имеют в виду следующее: «Чем осы полезны для меня лично? За что их следует ценить именно мне?»

Для меня было достаточно одной лишь загадочной жизни этих насекомых: мне не требовались другие причины, чтобы ценить их. Я избегала мысли, что нам, возможно, придется наделять их ценностью с позиции интересов человека. Прошло двадцать лет, и я понимаю, что не все разделяют мое восхищение осами. Мы обязаны дать людям повод ценить ос[249].

Трактовка природы в ценностном ключе обрела популярность в начале этого века, когда защитники природы переключились с оценки и преодоления угроз, а также борьбы против чрезмерной эксплуатации исчезающих видов на выяснение того, что могут предложить людям экосистемы (взаимосвязанные сообщества организмов и их физической среды). Данный подход уделяет основное внимание функциям этих экосистем, ценности экологических «благ», которые они нам дают, и тому, каким образом экосистемы в конечном счете поддерживают качество нашей жизни и способствуют его повышению. Если делать акцент на ценности природы в этом отношении, то она становится нашим активом, а значит, появляется причина заботиться о ней[250].

Вот некоторые неутешительные статистические данные о состоянии природы и воздействии на нее человечества. Ожидается, что в ближайшие несколько десятилетий из-за деятельности человека вымрет до миллиона видов растений и животных[251]. С 1970 года популяции позвоночных сократились на 58 %; с 1500 года вымерло 322 вида наземных позвоночных[252], а численность остальных видов сократилась в среднем на 25 %. Не лучше обстоят дела и у насекомых: сокращается численность 33 % их видов. В Великобритании (где у наблюдения за численностью насекомых давняя история) за последние четыре десятилетия численность насекомых сократилась на 30–60 %[253].

Вымирание видов – явление далеко не новое: оно происходило на протяжении всей истории жизни на Земле, но нынешние темпы превышают фоновые значения в 100–1000 раз. Это особенно касается насекомых – группы, которая с давних времен демонстрировала удивительную сопротивляемость вымиранию. Виной тому стечение сразу многих неблагоприятных обстоятельств: климатические изменения, утрата естественных местообитаний, распространение чужеродных видов и увеличение масштабов интенсивного землепользования в сельском хозяйстве, в том числе с использованием пестицидов.

Почему же нас должно волновать то, что некоторые виды становятся редкими или вымирают? У каждого вида есть свое место в структуре природных сообществ; каждый вид помогает связывать воедино сложную сеть экосистемы. Изменения в численности ключевых видов могут вызвать эффект домино, распространиться каскадом по всей экосистеме, а в некоторых случаях поставить всю ее на грань краха. Последствия сокращения биоразнообразия гораздо серьезнее, чем утрата луга с дикими цветами, где вы гуляли в детстве, или кораллового рифа, на котором вы побывали во время отпуска в экзотической стране. Природные экосистемы призваны сыграть решающую роль в смягчении последствий климатических изменений, в поддержании качества воздуха, почвы и воды, а также в обеспечении производства продовольствия. Ответственное управление нашими экосистемами и теми услугами, которые они нам оказывают, имеет первостепенное значение.

В начале 2000-х годов изучение экосистемных услуг дало биологам – специалистам по охране природы новую цель для приложения усилий: помимо защиты мест обитания и регулирования сокращающихся популяций, они экстренно занялись оценкой природы с точки зрения того, что она делает для нас. Какова роль конкретного организма в экосистеме? Возможно, это опылитель или хищник; или, может быть, он осуществляет вторичную переработку питательных веществ, обрабатывает почву или распространяет семена? Какими продуктами он нас снабжает? «Ценен» ли он для нас в качестве пищи, топлива или лекарства? Или, может быть, он является неотъемлемой частью нашей культуры и быта, украшая места, где мы живем или отдыхаем.

Один из способов оценить природу – сделать это в экономическом (денежном) выражении. Однако повышение цен на услуги природы может разворошить осиное гнездо (в переносном смысле). Если рыночная стоимость изменится, повлияет ли это на наше отношение к природе или желание ее защищать? Ответ, несомненно, будет положительным. Классический пример – ценность услуг по борьбе с вредителями, которые предоставляли летучие мыши бразильские складчатогубы на американских хлопковых плантациях. До 1990 года складчатогуб считался очень важным видом, поскольку это был основной хищник, истреблявший вредных бабочек на хлопковых полях. Однако в 1990-е годы был введен в культуру хлопок, генетически модифицированный при помощи бактерии Bacillus thuringiensis, – это сделало растения токсичными для насекомых, и услуги летучих мышей по борьбе с вредителями вышли из употребления. В течение следующих двух десятилетий экономическая ценность летучих мышей упала на 78 %. Но с тех пор бабочки начали эволюционировать в сторону приобретения устойчивости к генетически модифицированному хлопчатнику, поэтому экономическая ценность летучих мышей опять возрастет. Так как же возможно обосновать природоохранную программу, основанную на экосистемной услуге, стоимость которой колеблется настолько сильно[254]?

В последнее время акцент смещается с определения цены природы[255] в сторону признания ее пользы для нас в целом. Этот подход по-прежнему учитывает экономическую и экологическую «ценность», но, что особенно важно, он также принимает во внимание, насколько важную и всеобъемлющую роль в оценке значения природы играет человеческая культура, поэтому высоко ставит знания местных жителей и коренных народов. Необходимость оценки и распространения знаний о биоразнообразии и его роли в человеческих обществах была официально признана на глобальном уровне правительствами, научными кругами и гражданским обществом на Межправительственной научно-политической платформе по биоразнообразию и экосистемным услугам (МПБЭУ, Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services – IPBES). Эта деятельность имеет ключевое значение для формирования политики ответственного управления планетой и ее экосистемами.

Мы учитываем не только то хорошее, что может предложить нам природа; важно иметь в виду и негативные стороны, например передачу болезней и хищничество. Но в данном случае контекст имеет решающее значение: при одних обстоятельствах плотоядное животное можно рассматривать как полезное – например, оно помогает контролировать популяции диких оленей, – но при других – как вредное, потому что оно может нападать на домашний скот. Культурный контекст также очень важен: например, когда я работала в Малайзии, макаки сильно докучали индуистским храмам, рядом с которыми находились наши полевые участки для изучения ос. Я видела, как обезьяны уничтожали растительность, разрывали пакеты с мусором, пугали прохожих и даже крали у людей вещи. Однако для местных жителей обезьяны обладают духовной ценностью, потому что для индусов они священны. Кроме того, животные настолько привыкли к жизни при храме, что во время ритуалов и церемоний вели себя мирно и спокойно; тем самым усиливались положительные эмоции верующих по отношению к этим обезьянам. Таким образом, определение ценности природы – это сложная задача. Решающее значение здесь имеет взаимодействие экономики, культуры, контекста и экологии.

А какое именно значение имеют осы? С экономической и экологической точек зрения насекомые хорошо известны тем благотворным вкладом, который они вносят в жизнь людей. Например, 88 % цветковых растений опыляют такие насекомые, как пчелы, бабочки и мухи. Считается, что в масштабах всего мира выгода от такого опыления составляет более 250 миллиардов долларов в год, а это почти 10 % стоимости мировой сельскохозяйственной продукции[256]. Хищные насекомые ценятся как агенты биологического контроля, используемые для борьбы с насекомыми – вредителями сельскохозяйственных культур, и их стоимость оценивается не менее чем в 417 миллиардов долларов США в год. Эти цифры выведены на основе вложений в выращивание продовольственных культур и потому весьма близки к минимальному размеру платы за услуги природы, поскольку здесь не берется в расчет цена опыления и хищничества, которыми эти насекомые занимаются в естественных экосистемах. К сожалению, подобные оценки также упускают из виду роль многих групп насекомых, в том числе ос-охотников.

И еще насекомые играют важную культурную роль: например, наши отношения с пчелами, растянувшиеся на целые тысячелетия, оказали значительное влияние на ту высокую оценку, которую мы им даем, – и это не считая их экономического и экологического значения. Не столь радостная сторона участия насекомых в жизни людей включает их роль переносчиков болезней. Даже без учета показателя смертности ежегодные экономические издержки из-за болезней, переносимых комарами[257], предположительно превышают 12 миллиардов долларов. Многие насекомые считаются «вредными», и культура приучает нас бояться таких «гадких ползучих тварей».

Осы неизвестны в качестве переносчиков болезней человека, и единственный случай, когда они технически заслуживают названия «вредители», – это если мы завозим их в те места, где их не должно быть[258]. Однако, как мы узнали из главы 1, наши культурные отношения с осами непрочны. Поможет ли более глубокое понимание их экологической и экономической ценности побороть те напряженные культурные отношения, которые сложились у человека с осами? Можем ли мы использовать какой-то показатель их полезности, чтобы повлиять на эти отношения и проверить, соизмерима ли польза, которую приносят людям осы и, скажем, пчелы? Во времена, когда нас особенно сильно тревожит состояние популяций насекомых во всем мире, как никогда важно обратить внимание на менее изученную фауну вроде ос, чтобы лучше понять, каково значение природы для человечества.

В 1900 году школьная учительница и писательница-натуралист Маргарет Морли предостерегала нас, предлагая задуматься о том, как мог бы выглядеть мир без ос. «Мир не может позволить себе потерять ос, – писала она. – Откуда мы знаем, что внезапное уничтожение осиного рода не выведет из равновесия всю Солнечную систему и не нарушит общий порядок во Вселенной?»[259]

Возможно, мир без ос и не выведет Солнечную систему из равновесия, но мы как минимум можем быть уверены, что без них нам придется несладко. В последних главах этой книги я объясню, почему это обстоит именно так. Может быть, вас удивит количество положительных моментов, которое вносят осы в жизнь человека. Они – хищники и опылители, они уничтожают мертвую органику и распространяют семена. Они снабжают нас продуктами питания и лекарствами. Они являются показателем здоровья окружающей среды. Чем внимательнее вы будете присматриваться, тем глубже поймете, что осы – это бесценное благо природы. В мире, где смешались люди и природа, они заслуживают лучшего места.

I

«Вот это хорошее – много потомства и не так много самцов!» – стоя на лестнице, крикнул Рубен из-под своей шляпы с сеткой, пропитавшейся потом. Это было в 2019 году в Замбии. Рубен, студент магистратуры, работал вместе со мной. Мы собирали гнезда общественной осы Belonogaster. Мы точно не знали, с каким видом работаем, – африканские осы практически не изучены, особенно эти элегантные общественные осы с удлиненными телами, у которых «осиная талия» доведена до крайности. Мы остановили свой выбор на них в первую очередь из-за того, что они в изобилии устраивают гнезда в сельской местности под карнизами фермерских и надворных построек, и мы видели, как они таскают в гнездо больших жирных гусениц, чтобы накормить свой выводок. Может быть, именно здесь мы найдем один из секретов, как осы помогают людям?

Около 70 % сельского хозяйства в Замбии – это частное производство: семья возделывает на своем участке кукурузу или сорго, ухаживает за ними и бережет, а потом целый год питается за счет урожая. Этого хватает на удовлетворение насущных потребностей, но не более: цены на продукты питания в магазинах такие же, как в Великобритании, однако средняя дневная зарплата составляет менее одного доллара. Неурожайный год становится трудным для всех. Проблемы, с которыми сталкиваются фермеры, ведущие натуральное хозяйство в Замбии, все больше усугубляются. В 2016 году в Африку проникла кукурузная листовая совка. Гусеница этого чешуекрылого – один из основных вредителей сельскохозяйственных культур, в том числе кукурузы и сорго, во всем мире.

Эти гусеницы способны полностью уничтожить урожай. В Северной и Южной Америке фермеры борются с ними десятки лет: они создали устойчивые сорта сельскохозяйственных культур, сложную систему выращивания агентов биологического контроля в промышленных масштабах, и у них есть доступ ко всем новейшим пестицидам. У замбийцев ничего этого нет. Выращивание генно-модифицированных культур запрещено на большей части территории Африки; на континенте отсутствует сельское хозяйство в промышленных масштабах по американскому образцу; доступные (в том числе по цене) пестициды устарели, неэффективны против совки и распыляются вручную, а не через системы распыления – это означает, что воздействию опасного коктейля из химикатов подвергаются и сами фермеры. Правительство Замбии выделяет значительные субсидии на использование этих пестицидов, пытаясь предотвратить голод в стране, и без того влачащей жалкое существование. Давно назрела необходимость в более надежном решении проблемы продовольственной безопасности, которое было бы благоприятно как для людей, так и для природы.

Биологический контроль (или биоконтроль) – это метод уничтожения вредителей, который использует уже сложившиеся отношения «хищник – жертва». Наряду с опылением это важнейшая экосистемная услуга, и ее оценочная стоимость составляет более 400 миллиардов долларов в год. В одних только США стоимость естественного биоконтроля, который ежегодно обеспечивают насекомые, оценивается в 4,5 миллиарда долларов.

Паразитоидные осы-наездники – те, которые редко жалят, – составляют почти 50 % среди 230 видов беспозвоночных, используемых в качестве агентов биоконтроля на коммерческой основе. Эти крошечные контролеры численности вредителей – словно домовые: вы никогда не видите их самих, только результат их работы. Мы кратко упоминали их в главе 1 как средство борьбы с платяной молью. По цене хорошей бутылки вина вы можете стать счастливым обладателем наездников Trichogramma в количестве, достаточном для очистки вашего дома от яиц моли. Просто выпустите их в доме – не волнуйтесь, вы их даже не увидите, ведь размах их крыльев составляет около 0,5 миллиметра, – и в течение нескольких недель вы полностью избавитесь от моли (и от наездников тоже). Эти паразитоиды откладывают внутрь яиц моли собственные яйца, из которых затем выводятся личинки, которые выедают яйцо моли, убивая его. Наездники не могут выжить без моли, поэтому, как только моль будет уничтожена без остатка, они пропадут так же тихо, как и появились.

Если вам не хочется, чтобы крошечные осы-наездники, которых вы не можете разглядеть, наводняли ваш дом, возможно, вы будете не против использовать их вне дома, для борьбы с популяцией гусениц в саду. Можно подобрать по своему вкусу те виды Trichogramma, которые нужны для решения конкретно ваших проблем с вредителями.

Биоконтроль с помощью паразитоидных ос оказался революционным событием в сельском хозяйстве. Возьмем, например, мучнистых червецов из Южной Америки. Мучнистые червецы обожают маниоку, товарную продовольственную культуру, которая питательна и хорошо растет в тропиках, если только до нее не доберутся мучнистые червецы. На своей родине популяции мучнистых червецов держит в узде паразитоидная оса Anagyrus lopezi длиной 1 миллиметр, которая откладывает яйца исключительно в мучнистых червецов. Когда маниоку впервые завезли в Африку и Азию, чтобы помочь накормить голодных людей, поначалу все шло как по маслу – и мелкие фермеры, и крупные сельхозпредприятия пожинали плоды выгоды, как пищевой, так и финансовой, от выращивания этой спасительной культуры. До тех пор, пока не появился мучнистый червец.

Он приехал тайком, никем не замеченный, спрятавшись в продуктах из своей родной Южной Америки, и беспрепятственно расселялся с одной фермы по выращиванию маниоки на другую, что вызвало снижение урожайности на 60–80 %. Маниока в Азии и Африке была спасена только благодаря быстрому ввозу Anagyrus lopezi, которых в течение года вырастили в массовых количествах и выпустили над полями с самолетов, что дало великолепный эффект. Экономическая ценность этой крохотной паразитоидной осы для фермеров всего Азиатско-Тихоокеанского региона оценивается в 14,6–19,5 миллиарда долларов в год[260].

Одиночные осы-охотники (те, которые парализуют добычу уколом жала и уносят ее в нору, чтобы отложить на нее яйцо) похожи на паразитоидов тем, что склонны специализироваться на своих видах добычи. В конце 1800-х годов Жан-Анри Фабр, наш главный «заклинатель ос», заметил, что все гусеницы, на которых охотилась у него в саду песчаная оса Ammophila, принадлежали к одному виду: Noctua segetum, озимая совка, вредитель корнеплодов. Помните, как в главе 2 оса-аммофила научила Фабра находить гусениц, спрятавшихся под землей? Оса барабанила своими усиками по земле, и натуралист копал в указанном месте. Фабр сделал вывод, что земледельцы могли бы воспользоваться услугами этих ос для борьбы с вредителями. «Содействуя ее размножению»[261], мы могли бы получить пользу от этих естественных врагов.

Фабр определенно мыслил в правильном направлении. Будучи специализированными хищниками (подобно паразитоидным наездникам), одиночные осы-охотники обладают большим потенциалом как агенты биоконтроля, если так совпало, что им по вкусу вредитель сельскохозяйственных культур, размножение которого необходимо контролировать. Как ни странно, на сегодняшний день в качестве агентов биоконтроля в коммерческом сельскохозяйственном производстве используются всего лишь четыре вида одиночных ос-охотников. Самой известной является изумрудная тараканья оса Ampulex compressa, с которой мы также встречались в главе 2, – знаменитая колдунья, превращающая тараканов в зомби. Менее известны два вида ос семейства бетилид (Cephalonomia stephanoderis и Prorops nasuta), которые являются естественными врагами кофейного жука-бурильщика, и еще одна оса (Goniozus legneri) из семейства бетилид, которая используется для борьбы с бабочкой-огневкой Amyelois transitella.

В отличие от паразитоидных наездников использование одиночных ос как агентов биоконтроля вне их естественного ареала прошло не слишком успешно. Примеров неудачной интродукции этих видов гораздо больше, чем удачной. Вероятно, это связано с недостаточным пониманием их жизненного цикла и поведения; например, эти осы быстро адаптируются к новым условиям, поэтому, попав в новую среду обитания, они зачастую находят для себя более привлекательную добычу, чем вредитель, с которым борется человек. Если мы планируем поставить себе на службу ту пользу, которую приносят людям одиночные осы-охотники как агенты биоконтроля, наилучшим подходом представляется использование местных, аборигенных видов. Но, когда речь идет о группе таких малоизученных насекомых с таким бесконечным разнообразием, нам просто не хватает знаний для внедрения этой идеи на уровне отдельных стран в коммерчески выгодных масштабах.

Использование естественных врагов для борьбы с насекомыми – вредителями сельскохозяйственных культур стало выходить из моды в 1930-е годы, когда были разработаны синтетические химические соединения для уничтожения обычных сельскохозяйственных вредителей. Горькая ирония заключается в том, что пестициды не просто убивают вредителей, с которыми ведется борьба, – они также оказывают влияние на других диких животных, с которыми контактируют напрямую (например, с пчелами, которые посещают обработанные культуры) или косвенно (например, когда птица поедает пчелу, которая кормилась на обработанных культурах).

Книга Рэйчел Карсон «Безмолвная весна», изданная в 1962 году, привлекла внимание американской общественности к опасности пестицидов. Книга стала знаковой (и остается таковой по сей день) и дала толчок общественному движению, которое призывало к строгому регулированию использования этих химикатов и повлияло на политику применения пестицидов по всему миру. Тем не менее мы по-прежнему используем пестициды и продолжаем спорить о том, насколько именно они вредны, несмотря на огромное количество научных доказательств. Сложно понять, почему кто-то предпочел химикат биологическому агенту, особенно такому эффективному, как осы-наездники.

Однако у ос-наездников и их пользы как агентов биоконтроля есть и обратная сторона. Паразитоиды действуют успешнее всего, когда их используют для борьбы с определенным видом хозяина (вредителя), для эксплуатации которого они эволюционировали. И действительно, зачастую они весьма привередливы в выборе хозяина. Возьмем пример с маниокой, пораженной мучнистым червецом в Африке и Азии: в этих регионах не было ни одного местного вида паразитоидных ос, который был бы приспособлен откладывать яйца в этого чужеродного вредителя, поэтому для решения этой задачи пришлось ввозить ос-наездников неаборигенного вида. А когда вы завозите такой вид, возможны незапланированные последствия. В новых условиях чужеземцы могут повести себя непредсказуемо, потому что в их родной среде обитания было иное давление отбора и иные возможности. В результате они не всегда выполняют ту работу, для которой их завозили, и способны превратиться в инвазивную неконтролируемую популяцию, которая навредит и местному биоразнообразию, и людям.

Также для разведения и распространения ос-наездников необходимы инфраструктура и деньги. Например, в бразильском штате Сан-Паулу паразитоидов разводят в промышленных масштабах для сдерживания популяции кукурузной лиственной совки. Специализированные фабрики работают круглый год, выращивая крошечных наездников, чтобы миллионами выпускать их на огромные поля кукурузной монокультуры точно в срок. Эти фабрики принадлежат богатым транснациональным агропредприятиям, которые могут позволить себе круглый год делать значительные инвестиции, необходимые, чтобы к началу сезона вредителей обеспечить готовность армии ос-наездников.

Это великолепно и печально одновременно: великолепно потому, что мы видим массовое производство естественного биологического врага вредителя, и вследствие этого вероятность использования химикатов в растениеводстве снижается; а печально потому, что выращивать этих миниатюрных агентов контроля промышленным способом могут позволить себе лишь крупные сельскохозяйственные предприятия. Для мелких фермеров, ведущих натуральное хозяйство, которых я встречала в Замбии, это несбыточная мечта.

Общественные осы обладают огромными возможностями воздействия на местные популяции насекомых – хотя бы потому, что ежедневно в окрестные поля, парки и сады отправляются на поиски добычи десятки, сотни или даже тысячи преданных своему делу охотников (сборщиц корма). Поэтому неудивительно, что еще более 150 лет назад появилось представление о том, как эффективно они борются с вредителями.

В 1868 году британский врач Эдвард Лэтем Ормерод написал книгу «Британские общественные осы» (British Social Wasps)[262] – первую монографию такого рода, которая принесла ему награду в виде избрания членом Королевского общества[263]. Это книга, написанная с душой, поскольку Ормерод, который много писал о медицине и естественной истории, явно питал слабость к этим насекомым. Он пошел наперекор моде, чтобы страстно и восторженно писать о той грани природы, которую презирали даже тогда. Ормерод открывает книгу утверждением, которое остается актуальным и в наши дни: «Лишь те, кто научился любить ос подобно тому, как некоторые натуралисты любят пчел, будут стараться понять их»[264].

Скрупулезные описания анатомии веспин, сделанные Ормеродом, его восхищение величественной архитектурой их гнезд, размышления об их общественном хозяйстве и о том, как осы спят, переплетаются с не раз высказанной им мыслью, что мы упускаем выгоду, игнорируя мастерство общественных ос в борьбе с вредителями: «Практический результат уничтожения всех ос в поместье сэра Т. Брисбена состоял в том, что по прошествии двух лет это место, словно Египет, заполонили тучи мух»[265].

Это вполне возможно считать первым документированным экспериментом, показавшим, как общественные осы помогают людям, предоставляя услуги по борьбе с вредителями. Далее Ормерод пишет, что в каждом осином гнезде можно было бы собрать «пригоршни крыльев насекомых»: «Если пользу насекомых для человека измерять количеством других насекомых, которых они уничтожают, то осы, несомненно, должны быть нашими благодетелями»[266].

Следуя линии рассуждений Ормерода, Маргарет Морли в 1900 году ругала своих читателей за то, что они не воздают должное осам за их помощь в избавлении от мух: «Мясник должен привечать ее [осу], поскольку то небольшое количество мяса, которое она потребляет, с лихвой окупается тем значительным количеством мух, которых она ловит, защищая его тем самым от одной из самых больших неприятностей, с которыми ему приходится бороться»[267].

В начале XX века предпринимались попытки использовать общественных ос в сельском хозяйстве. На колониальных плантациях в Индии и Вест-Индии стала достаточно популярной идея использовать общественных ос в качестве естественного способа борьбы с вредителями. В 1913 году на островах Сент-Винсент и Сент-Китс колонисты, основываясь на личных наблюдениях, сообщали[268], что в случае привлечения осиных популяций посадки хлопка оказывались меньше поражены вредителем, бабочкой Anomis argillacae, и испытывали меньшую нужду в пестицидах. Десять лет успешного выращивания хлопка без пестицидов и вредителей на Сент-Винсенте связывали с бумажной осой Polistes annularis[269], чьи колонии переселяли в специально построенные сараи для ос, которые плантаторы строили на полях в 1900 году.

В 1950-е и 1960-е годы агрономы воспользовались той же идеей – они строили на полях деревянные хижины и переносили туда осиные гнезда в попытках сделать их популяцию естественными врагами вредителей. В Японии результатом такого перемещения гнезд Polistes в сараи на полях оказалось сокращение популяций репницы Pieris rapae[270], при этом для борьбы с исходной популяцией плотностью пять гусениц на 100 кочанов капусты за сезон рекомендовалось использовать всего лишь одну колонию Polistes chinensis antennalis[271]. В Америке в 1950-е годы производители табака, которых вынуждали сокращать количество остаточных пестицидов в растениях[272], обнаружили, что оса Polistes является главным естественным врагом табачного бражника (Protoparce sexta). Когда они разместили осиные гнезда в укрытиях, построенных по краям полей, популяция бражника сократилась на 60 %, а ущерб урожаю – на 74 %[273].

Во всех этих примерах предпочтение отдавалось аборигенным осам – тем видам, которые уже встречались в данной местности в изобилии. Использование местных видов в качестве контролеров численности вредителей означало, что отношения «хищник – жертва» уже существовали, и потому не возникало никаких опасений, как в случае с интродуцированными видами, что осы нарушат хрупкое равновесие местной экосистемы или будут охотиться не на того, на кого нужно. Такие данные позволяют утверждать, что выращивание популяций местных, аборигенных общественных ос может помочь сократить численность вредителей в сельскохозяйственных угодьях.

Как бы ни обнадеживали эти примеры, но усилия науки, направленные на оценку масштабов и полезности хищничества со стороны общественных ос, были ничтожными. По моим оценкам, на момент написания этих строк научных работ, посвященных экосистемным услугам, оказываемым пчелами, опубликовано в 40 раз больше, чем таковых об общественных осах[274].

Уделяемое пчелам внимание понятно в свете их доказанной важности как для агроценозов, так и для природных экосистем. Но это вовсе не оправдывает того, что интереснейшие наблюдения об услугах хищников, оказываемых общественными осами, по прошествии более ста лет остаются практически незамеченными. Если бы изучению ос было посвящено столько же исследований, сколько выпало на долю пчел, мы получили бы представление о том, какова ценность их услуг для нас и насколько велик их потенциал, если мы научимся использовать их способности лучшим образом. Если бы в мире не было ос, какие усилия нам пришлось бы затратить на поддержание экосистем сбалансированными и здоровыми? Сколько бы мы потратили на создание инфраструктуры по борьбе с вредителями?

Эта информация полезна, если мы хотим, чтобы люди ценили ос, обитающих рядом с их домом, и критически важна, если мы хотим, чтобы ос-охотников ценили как экономическое и экологическое преимущество для агроценозов и природных экосистем. Во времена, когда биоразнообразие нашей планеты беззвучно умоляет человека о более отзывчивом к ней отношении, нам как никогда важно исследовать и использовать средства, позволяющие работать в союзе с природными активами, а не против них.

Может ли использование общественных ос в качестве естественных регуляторов численности вредителей стать шагом к более рациональному, естественному способу снижения напряженности в отношениях между природой и людьми? Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно знать, что едят общественные осы, сколько они едят и готовы ли люди работать с осами.

II

«Гляди! Так красиво вытягивается, прямо как носок!»

Довольная как слон, я вытянула кишку из груды мягких, сочащихся тканей.

Джорджия посмотрела на меня в ужасе.

Она только что начала работу над магистерским исследованием в моей лаборатории в Университетском колледже Лондона, где ей предстояло провести следующие восемь месяцев за изучением содержимого кишечника личинок ос-веспин. За день до этого она, упакованная в защитный костюм пчеловода, дополнительно укрепленный липкой лентой (осы проникают в такие места, куда пчеле никогда не придет в голову залезть), выкапывала гнезда общественных ос в лондонском парке. Сегодня она училась извлекать кишки у личинок из гнезд, которые она выкопала, а затем ей предстояло препарировать кишки для секвенирования ДНК, чтобы выяснить, чем именно питались эти осы.

Мне кажется, в тот момент она готова была передумать: сравнивая кишку с носком, я, пожалуй, перегнула. Но должна сказать, что наблюдать, как кишка с такой легкостью выскальзывает из святая святых личинки, очень приятно. Если ее удается извлечь целиком и без потерь, вы получаете тонкую трубку осиной кишки, ящик Пандоры, полный частично переваренной добычи. В этих кишках ключ к разгадке: чем (точнее, кем) обедала оса.

Невозможно дать оценку общественным осам как природным регуляторам численности вредителей, будь то агенты биоконтроля в сельхозугодьях или регуляторы их численности в природных экосистемах, если не знать, на кого они охотятся. Напомню, что на самом деле взрослые общественные осы не поедают добычу сами. Они убивают ее, а затем уносят в гнездо на корм потомству.

Наиболее очевидный источник ДНК жертв – это трупы, которые притащили через парадную дверь. Осы – это не самые осторожные убийцы, и они, конечно же, не пытаются заметать следы своих деяний. Но их добыча бывает жестоко изуродована – настолько сильно, что ее не опознать ни по каким отличительным признакам. Часто добыча оказывается слишком большой, чтобы тащить ее целиком. Муравьи решают эту проблему, объединяясь, чтобы унести в гнездо крупногабаритный трофей. Осы не овладели искусством полета строем, поэтому перемещением добычи вынуждены заниматься поодиночке.

Мелкую добычу можно унести целиком, но даже ее охотник немного пожует, подготавливая для скармливания голодным младшим братьям и сестрам. Если жертва крупная, ее придется разгрызать на части; однако и отдельные части тела все равно могут быть тяжелее, чем сама оса, и охотнику, возможно, придется совершить несколько рейсов, чтобы перенести всю добычу по кусочкам. Дополнительный стимул разделать добычу перед транспортировкой – сочная гемолимфа (аналог крови у насекомых), которой охотник может перекусить, прежде чем накрыть стол для выводка в гнезде.

До недавнего времени единственным способом идентифицировать жертв было анатомирование пережеванных останков. Приходилось забирать у сборщиц корма пищевые комки из добычи, перехватывая их у входа в гнездо, а затем нарезать украденную добычу под микроскопом. Этот метод утомителен, но он отчасти помог ученым определить типы жертв общественных ос. Были обнаружены останки мух, дневных и ночных бабочек, пауков, пчел и муравьев; это позволяет предположить, что общественные осы обладают широкими, разноплановыми предпочтениями в охоте. Более мясистые и крупные жертвы (например, жирные гусеницы или длинноногие пауки) чаще расчленялись и разделывались перед доставкой в гнездо, что затрудняло их идентификацию, поэтому данные методы в основном способствовали идентификации более мелкой добычи (например, мух, мелких пчел и муравьев), которая чаще попадает в гнездо целиком.

В настоящее время у ученых есть возможность исследовать природу осиной добычи значительно глубже при помощи исследования ДНК. Точно так же, как место преступления прочесывают в поисках ДНК преступника, пережеванный комок добычи можно изучить на предмет образцов ДНК несчастной жертвы. Этот метод называется эДНК (eDNA), сокращенно от «экологическая ДНК» (environmental DNA), и криминалисты регулярно используют его для выявления следовых количеств улик на местах преступлений. Он позволяет выявлять генетический материал, выделенный из слюны, кожи, мочи, испражнений (практически из всего, что мог оставить визитер) в почве, воде, крови, снеге или даже в воздухе.

Используя метод баркодирования ДНК, при котором секвенируются фрагменты (баркоды, англ. barcodes) ДНК, ученые могут быстро установить, кто присутствовал в том или ином месте. Методы эДНК расширяют этот подход до «метабаркодирования», при использовании которого можно обнаруживать и секвенировать «баркоды» для целого ряда различных организмов. Подход оказался невероятно успешным. Например, секвенирование речной воды демонстрирует сообщество рыб, бактерий, птиц и ракообразных, которые передвигались в ней; секвенирование крови, высосанной пиявками или комарами, позволяет определить, какие виды млекопитающих присутствуют в данном районе; а сейчас ученые секвенируют пыль[275] (Филип Пулман[276] порадовался бы) и даже воздух, чтобы определить, какие животные в нем передвигались.

В одном из первых исследований добычи ос с использованием баркодирования ДНК изучалось содержимое пищевых комков, принесенных в гнездо сборщицами корма бумажной осы (Polistes humilis) и осы-веспины (Vespula germanica), которые устраивают гнезда в одних и тех же районах Южной Австралии[277]. Ученые сопоставили результаты исследования при помощи микроскопа с идентификацией добычи через ДНК и обнаружили, что методы с использованием ДНК добавили важный пласт информации о добыче. Пищевые комки бумажных ос состояли исключительно из чешуекрылых (дневных и ночных бабочек). Это было не так уж и неожиданно, потому что фрагменты крыльев ночных бабочек и куски гусениц легко обнаруживались под микроскопом. Но анализ ДНК подтвердил, что морфологические методы не упустили ничего: в рационе этих ос были только дневные и ночные бабочки. Однако пищевые комки ос-веспин оказались значительно разнообразнее: половину добычи составляли мухи, и только 5–10 % приходилось на чешуекрылых. Добыча также включала пчел, ос, муравьев, пауков, кузнечиков, сверчков и стрекоз. Такие виды добычи, как мухи и чешуекрылые, чаще всего терялись из виду в ходе морфологической идентификации, не говоря уже о неожиданно объявившихся кусочках курицы и кенгуру, которые никто никогда не узнал бы под микроскопом!

Что касается неожиданных кенгуру, это проливает свет на более неприглядную сторону рациона общественных ос. Помимо живой добычи они питаются падалью. Разлагающиеся туши животных – это отличный источник аминокислот, липидов, белков, углеводов, витаминов и минеральных веществ, но падальщик, ищущий те или иные питательные вещества, должен хорошо разбираться в своем «материале», потому что качество этих ресурсов зависит от того, чьи это останки и насколько давно разлагаются.

Общественные осы так ловко добывают пропитание из гниющей плоти, что в Южной Америке бумажных ос Agelaia, гнездящихся там огромными колониями, называют carniceras, что в переводе с испанского означает «мясники». В ходе молекулярного анализа кишечников взрослых ос была выявлена ДНК млекопитающих; ос наблюдали за добычей белка из мертвых рептилий, свиней и крыс, а тушки птиц в результате деятельности общественных ос могут быть обглоданы до костей за несколько часов. У этого грязного секрета есть и светлая сторона: поедание падали делает общественных ос полезными участниками процессов разложения и вторичной переработки питательных веществ. Вдобавок они охотятся на яйца и личинок мясных мух, которые заселяют туши, и вносят тем самым дополнительный вклад в регулирование численности популяции мух там, где много гниющего мяса.

Секвенирование содержимого пищевых комков – это превосходный метод, но пока что довольно трудоемкий и не застрахованный от искажений, возникающих на этапе отбора проб. Приходится сидеть возле гнезда, вручную отлавливать сборщиц корма по мере их возвращения, похищать у них добычу и надеяться, что осы не примут это близко к сердцу. Количество собранных пищевых комков будет зависеть от времени суток и погодных условий во время сбора образцов учеными. Но есть и другие способы сбора ДНК добычи.

Самое замечательное в личинке осы то, что она не испражняется, пока не начнет свой метаморфоз через стадию куколки во взрослую осу. Это означает, что в кишке личинки находятся остатки всего, что она съела за свою недолгую жизнь. Таким образом, гнездо общественной осы – это великолепный набор из сотен или даже тысяч кишок, усердно занимающихся пищеварением, которые удобно распределены по отдельным личинкам и могут раскрыть тайны добычи этих насекомых, особенно если мы воспользуемся для этого некоторыми современными молекулярными технологиями.

Вот почему мы с Джорджией вытягивали кишки из осиных личинок.

В последние годы кишечники беспозвоночных стали предметом многочисленных проектов по секвенированию ДНК: путем секвенирования кишок были установлены хозяева ос-наездников и последние жертвы клещей. Но в кишечнике этих беспозвоночных содержится лишь один вид. А в кишках ос-веспин обнаружится частично переваренный коктейль видов из множества разных групп. Чем сложнее сочетание групп, которое содержит пул секвенирования, тем труднее разобраться в данных.

Методы метабаркодирования успешно применяли к кишечникам пауков – они представляют собой универсальных хищников, поскольку их паутина ловит все, что пролетает мимо. Четырнадцать гнезд, 500 кишок и несколько уколов жала позволили нам узнать, на кого охотится обыкновенная оса (по крайней мере, на юге Англии). Как и ожидалось, осы Vespula совершенно точно являются такими же неспециализированными охотниками: мы выявили ДНК пауков, жуков, мух, дневных и ночных бабочек, клопов, пчел, других ос, муравьев, кузнечиков, вшей, златоглазок, стрекоз, ручейников и сенокосцев. Все, как и ожидалось, даже сверх того: ручейников и сенокосцев до этого не выявляли среди добычи ос. Оставалось только задуматься, а есть ли кто-то такой, на кого эти осы не охотятся?

Пока мы занимались вытягиванием осиных кишок в Южной Англии, на другом конце света, где общественные осы вполне заслуженно считаются нежелательными, разрабатывался любопытный метод анализа осиного рациона. Здесь стоит сделать небольшое отступление и посочувствовать Новой Зеландии, где рацион ос Vespula вызывает некоторые проблемы.

Новая Зеландия – это страна исключительной природной красоты и родина множества видов, которые не встречаются больше нигде в мире, но, к сожалению, ее наводнило множество чужеродных видов, в том числе ос. Обычно я бы сильно завидовала тому, кто живет в местах, где так много общественных ос: Великобритания ими сравнительно бедна. Но нашим друзьям-антиподам пришлось несладко, когда к ним из Великобритании случайно завезли ос Vespula. Осы в неподходящем месте могут вызвать экологическую (и социальную) катастрофу, и причина этого кроется в их охотничьем поведении. Случай с Новой Зеландией – яркий тому пример.

Первые осы Vespula vulgaris были замечены в Новой Зеландии в 1921 году. Более того, это было первое упоминание об этом виде за пределами его европейского ареала. Но популяция окончательно закрепилась там лишь в конце 1970-х годов. За 50 лет эти захватчики полностью нарушили экологическое равновесие в одном из самых ценных местообитаний Новой Зеландии – в буковых лесах[278][279]. До появления ос эти леса изобиловали биоразнообразием, пронизанным экологическими связями – основой жизни беспозвоночных, микробов, растений, почвы и позвоночных, и главной их защитой были древние буковые деревья и крошечное невзрачное эндемичное насекомое с неэстетичной привычкой.

Ultracoelostoma assimile из отряда полужесткокрылых выделяют из зада богатую сахаром медвяную росу, которая привлекает всевозможных беспозвоночных и позвоночных, желающих полакомиться капельками сахара; они, в свою очередь, защищают сахароносных червецов от хищников[280]. Фактически сахар производит растение: насекомое втыкает свои ротовые органы в дерево и сосет богатый сахаром сок.

Этот раствор сахара всасывается в тело насекомого под таким высоким давлением, что его избыток (весьма обильный) капает из заднего прохода и свисает оттуда сверкающей аппетитной капелькой на кончике длинной трубочки. Стволы бука покрыты такими белыми трубочками, словно застывшими в воздухе росинками; на самом деле это чрезвычайно длинные анальные отверстия – анальные трубки насекомых. Прекрасные, напитанные сахаром трубки, длина которых помогает удерживать охотников за сахаром – летучих мышей, птиц, муравьев, пчел – на безопасном расстоянии от самого насекомого.

Та медвяная роса, которую не съели любители сладкого, капает на кору букового дерева, где создает идеальную среду для размножения черного сажистого грибка – отсюда и название, которое получил Ultracoelostoma assimile в английском, буквально означающее «сажистый буковый червец»[281]. Грибок поддерживает существование другой цепочки этой замечательной биоты: они и его секретный микробиом микроорганизмов служат пищей жукам и ночным бабочкам. Те, в свою очередь, привлекают птиц и ящериц, многие из которых водятся только в этих буковых лесах. Это прекрасно сбалансированная трофическая сеть, в центре которой находится эндемичная букашка с длинной сладкой попкой.

Но тут появляется чужеродная оса Vespula: она обожает сахар до безумия и не упускает случая полакомиться им, поэтому она пирует, словно голодный подросток в суши-баре, который знает, что не ему платить по счету. Она поглощает медвяную росу, а заодно и белковые закуски – других насекомых, у которых (в отличие от нее) есть эволюционное право питаться на дереве, увешанном сахарными нитями. Эта чудесная, уникальная экосистема эволюционировала не для того, чтобы удовлетворять потребности жадного чужака. Популяции ос в этих местах могут достигать плотности около 10 000 рабочих особей на гектар, что составляет биомассу около 3,8 килограмма ос! В разгар основного «осиного сезона», который длится пять месяцев в году, они изводят на корню свыше 90 % урожая медвяной росы.

Экологическое доминирование ос оказало каскадное воздействие на пищевую сеть: они вытесняют других насекомых вроде медоносных пчел[282], которые питаются медвяной росой; они так жадно охотятся на других беспозвоночных, что шансы выжить в осиный сезон у тех практически нулевые; они собирают так много медвяной росы, что местным птицам мало что достается – это делает медвяную росу невыгодным ресурсом для птиц, и получается, что осы вынуждают птиц изменить пищедобывающее поведение, а в некоторых случаях и вовсе переселиться из леса[283][284].

В начале этой главы я упоминала о том, что при определении ценности природы важно учитывать и темную, и светлую стороны ее участия в жизни людей. Если не считать того, что осы несут незначительную угрозу нашим летним пикникам, существенное пагубное воздействие на людей и экосистемы они оказывают только тогда, когда они становятся инвазивными видами, как это случилось в буковых лесах Новой Зеландии. В их защиту можно сказать, что виноваты в подобных вещах не только осы. В масштабах всего мира ущерб от инвазивных насекомых составляет как минимум 70 миллиардов долларов в год[285]. Существует даже официальный список «100 самых опасных инвазивных видов в мире», который составляет и отслеживает Международный союз охраны природы. Среди видов, входящих в этот список, – европейские кролики, жаба ага, комары, водяной гиацинт, домашние кошки, гигантские улитки ахатины, обыкновенный скворец и огненные муравьи. В него включена лишь одна оса[286] (это всего 2 % от числа самых вредных инвазивных видов в мире), как раз та самая, которая обходится Новой Зеландии более чем в 90 миллионов долларов ежегодно. Но в общем и целом осы не так сильно вредят людям, как вы могли бы подумать.

У проблемы с инвазивными осами был один плюс для Новой Зеландии – страна стала форпостом исследований ос. В частности, именно там удалось раскрыть некоторые секреты, связанные с питанием ос.

Начало окукливания ос отмечает изрядная кучка испражнений. Фекалии засыхают на дне гнездовой ячейки в виде твердого черного слоя под названием меконий. Общественные осы обычно используют ячейки сот повторно, так что это не индивидуальная уборная: меконий представляет собой слои экскрементов нескольких разных личинок. Подобно тому как слои горных пород способны поведать о геологическом прошлом, слои мекония на дне осиной выводковой ячеи могут послужить хроникой рациона личинки в этом сезоне. Однако секвенировать слои извергнутого переваренного содержимого кишечника, которое в течение многих недель разлагалось в осином гнезде, – это задача не из легких. ДНК разрушается – причем еще сильнее, чем находящаяся в кишках личинок, которую секвенировали мы с Джорджией. Секвенирование «древней» ДНК или дДнк (aDNA, от ancient DNA), которая сильно деградировала и часто присутствует лишь в небольших количествах, в настоящее время довольно распространено: если ученые способны секвенировать ДНК из останков гоминид возрастом 450 000 лет[287], то осиный помет месячной давности должен быть рядовой задачей.

Исследователи из Новой Зеландии секвенировали осиные экскременты из гнезд четырех видов, которые все являются инвазивными – двух ос-веспин (Vespula vulgaris и Vespula germanica) и двух бумажных ос (Polistes chinensis и Polistes humilis), – чтобы изучить, как общественные осы делят между собой ресурсы. Гипотезу, которую они хотели проверить, впервые выдвинул не кто иной, как сам Чарльз Дарвин. Логически рассудив, что близкородственные виды в отличие от более дальних родственников, вероятно, будут сходны по экологии, поскольку обладают общими средой обитания и пищевыми пристрастиями, Дарвин пришел к выводу, что близкие родственники должны конкурировать друг с другом интенсивнее, чем более дальние. Таким образом, можно было бы ожидать, что в паре родственных видов один окажется пространственно перемещенным (прямо говоря, вытесненным физически) или перестроит свой рацион таким образом, чтобы эти виды занимали различные экологические ниши. Знание о том, как осы делят ресурсы между собой, имеет действительно важное значение для определения их роли в регулировании популяций насекомых, особенно при выяснении, насколько успешно они могут выступать в роли истребителей вредителей, оказавшись в компании своих близких (и дальних) родичей.

Никто не пожелал бы вторжения четырех чужеродных видов сразу, но неудачная ситуация в Новой Зеландии предоставила редкую возможность провести естественный эксперимент для проверки давней гипотезы Дарвина. Если пищевые ниши родственных видов перекрываются, либо должно наблюдаться конкурентное перемещение в пространстве одного из видов в каждой паре одного и того же рода (то есть в любом конкретном месте устраивают гнезда только один вид Vespula и один вид Polistes), либо, если виды одного рода совместно населяют одни и те же местообитания, их рацион должен быть различен. В 148 старых образцах экскрементов четырех видов ос, собранных на острове у северо-восточного побережья Новой Зеландии, была обнаружена ДНК 105 видов жертв.

Было видно, что два вида Polistes населяли одни и те же охотничьи угодья, но (как минимум отчасти) выбирали добычу разных видов: ура, Дарвин был прав (естественно)! Однако два вида Vespula явно охотились на схожую добычу. Им удавалось сосуществовать, гнездясь в разных местах: в одних районах острова преобладала Vespula vulgaris, а в других – Vespula germanica. И вновь хвала Дарвину: как и было предсказано, эти осы избегали конкуренции друг с другом, образуя нечетко отграниченные одновидовые поселения по всему острову.

Осы охотятся на самую разную добычу, но они достаточно хорошо понимают обстановку, чтобы менять характер использования ресурсов и сводить к минимуму конкуренцию с тем, у кого могут быть общие с ними вкусы. Одни осы (как Polistes из новозеландского исследования) для этого охотятся на добычу разных видов; другие осы (как Vespula из того же исследования) охотятся на одну и ту же добычу, но в разных местах. Умение приспосабливаться и менять выбор добычи в зависимости от окружающей среды делает общественных ос особенно ценными в качестве хищников в естественных условиях и дает основание предполагать, что они вряд ли смогут вытеснить другие организмы, – по крайней мере, в своих родных местах[288].

И еще эта гибкость оказывается действительно полезной, когда фермеры намереваются воспользоваться услугами общественных ос в целях биоконтроля. Если фермер знает, как распределяют между собой ресурсы различные виды ос, он может подобрать состав осиного сообщества таким образом, чтобы в максимальной степени использовать потенциал ос по борьбе с вредителями. Исходя из данного исследования, если бы у меня, например, была ферма, я бы с удовольствием поддерживала местные популяции обоих видов Polistes, потому что они сами разберутся между собой, как распределять виды добычи, но лишь один вид Vespula, потому что, если оба их вида окажутся в непосредственной близости друг от друга, они, скорее всего, станут конкурировать.

Что же мы узнали о добыче общественных ос? Главное здесь то, что они большей частью – неспециализированные охотники, непритязательные в выборе добычи и ловящие все, что им попадается. Для естественных экосистем, в которых желательно избежать наличия доминирующего хищника, способного уничтожить местные популяции того или иного вида, это может быть очень полезной особенностью. Но есть ли у охотников-универсалов потенциал как у борцов с вредителями?

Казалось бы, для контроля за численностью вредителей лучше всего подойдут хищники, «специализирующиеся» на конкретном виде вредителей, как паразитоиды или одиночные хищные осы. Тем не менее вполне возможно, что именно благодаря своей универсальности общественные осы окажутся хорошими регуляторами численности вредителей. При проведении метаанализа неспециализированных хищников-членистоногих (впрочем, ос среди них не было)[289] результаты 75 % исследований показали значительное сокращение численности вредителей. Иными словами, неспециализированные хищники способны оказывать на удивление значительное влияние на популяции вредителей.

Более того, несмотря на то что общественные осы – это неспециализированные охотники, они все равно отдают явное предпочтение рациону из гусениц и мух, которые также представляют собой самую распространенную группу насекомых-вредителей. Сам факт, что общественные осы – это универсалы-оппортунисты, уже служит преимуществом: если ваше поле подверглось нашествию гусениц, вы можете быть уверены, что местные общественные осы не оставят без внимания этот новый ресторан. Кроме того, поскольку общественные осы распространены по всему земному шару, наверняка найдется такой местный вид, который приспособлен к охоте на вредителей в местных условиях. Это означает, что нет необходимости ввозить чужеродные виды и рисковать непредвиденными межвидовыми взаимодействиями или даже разрушением экологических трофических сетей. Можно просто воспользоваться разнообразием вкусовых предпочтений общественных ос, живущих рядом.

III

Зная, чем питаются осы, мы приближаемся к возможности оценить их пользу в качестве природных регуляторов численности вредителей. Но критически важное недостающее звено в данном случае – это знание, сколько они едят. Благодаря большим размерам своих колоний, когда в одной колонии находятся сотни и даже тысячи охотников и голодное потомство, общественные осы потенциально могут изъять из экосистемы значительную биомассу добычи. Так сколько же именно добычи потребляет гнездо общественных ос?

Дать этому количественную оценку весьма непросто. Почти все попытки сделать это относились к инвазивным популяциям общественных ос, которые (как мы увидим далее) не показательны для того же самого вида в исконных местах его обитания. Для начала нужно взвесить добычу, с которой они возвращаются в гнездо: биомасса добычи, которую приносят домой колонии Vespula germanica в Новой Зеландии, оценивается примерно в 1,8 килограмма на гнездо для колоний возрастом один год. Однако, если эти инвазивные осы зимуют, как иногда бывает в Новой Зеландии, гнезда становятся значительно крупнее. Оценки биомассы для двух таких перезимовавших гнезд дали значение 26,6 и 99 килограммов добычи за двухгодичный жизненный цикл[290].

Исходя из состава рациона этого вида и типичной массы представителей различных отрядов членистоногих, это означает, что в Новой Зеландии одна колония Vespula germanica возрастом один год уничтожает около 18 000 гусениц, 2340 перепончатокрылых, 3300 мух и 18 000 пауков – в общей сложности около 41 640 особей насекомых только на одну колонию. Для перезимовавших колоний среднего размера цифры превышают это значение более чем на порядок: 630 000 гусениц, 82 000 перепончатокрылых, 115 500 мух и 630 000 пауков, что составляет почти 1,5 миллиона отдельных особей членистоногих, изымаемых из экосистемы лишь одним гнездом.

Однако, чтобы понять влияние на среду обитания, нам также необходимо учитывать количество самих гнезд. В этих инвазивных популяциях может быть до 40 гнезд на гектар: масштабируйте данные даже для самого скромного значения плотности популяции, и окажется, что каждый год с каждого гектара изымается несколько миллионов особей насекомых.

В другом полушарии, на Гавайях[291], экспериментальное удаление гнезд другого инвазивного вида ос рода Vespula (Vespula pensylvanica) привело к быстрому увеличению плотности популяций пауков и гусениц; это позволяет предположить, что осы были причиной сокращения популяции пауков на 36 % и гусениц на 86 %[292]. Это весьма впечатляющие цифры, но они не должны нас слишком удивлять: мы уже знаем, что инвазивные виды, и общественные осы в том числе, наносят сильнейший удар по экосистемам, в которые вторгаются.

Чтобы понять практически значимую пользу, которую общественные осы приносят своим хищничеством, необходимо обратить внимание на более типичную ситуацию – когда осы находятся у себя на родине. О биомассе добычи, которую потребляют общественные осы в местах их естественного обитания, известно меньше, но количество насекомых и общая потребляемая биомасса, безусловно, значительно ниже, чем у инвазивных популяций. Родина ос Vespula – области умеренного климата с коротким летом и холодной зимой, и это означает, что колонии растут медленнее, чем в тех областях, куда их завезли, и редко переживают зиму.

Если колония не перезимовывает, то каждую весну ее размер сокращается до одной особи (новой матки)[293], что делает хищническое воздействие популяций ос у себя на родине несколько более скромным. Напрямую количество биомассы, потребляемой общественными осами в местах их естественного обитания, не измерялось, но мы располагаем некоторыми данными о демографии их колоний, которые позволяют примерно рассчитать пользу общественных ос в роли регуляторов численности насекомых в своих родных биомах[294].

Вот что нам известно на настоящий момент.

Прежде всего нужно отметить, что популяции ос, плотность гнездования, размеры гнезд и темпы полового размножения в естественных местах обитания сильно различаются от года к году, поэтому сложно подсчитать, сколько пищи потребляют осы. В Великобритании в конце лета друзья, родственники и журналисты часто спрашивают меня, почему в этом году так много ос. Я никогда не слышу такого вопроса в неудачный для ос год, – никто не тревожится, если за лето видел мало ос. Но не нужно быть специалистом по осам, чтобы заметить, что для ос бывают хорошие и плохие годы.

В 1789 году натуралист Гилберт Уайт размышлял над тем, что в Великобритании бывают годы, богатые и скудные на ос. Другие натуралисты также отмечали возможные циклы: двухлетия, когда осы Vespula встречались в изобилии, и двухлетия, когда их было очень мало. Существует ли двухлетний цикл в популяциях ос? Но это еще не все: некоторые долгосрочные наблюдения за осами в Великобритании показали, что цикл обилия и редкости популяций ос был не двухлетним, а семилетним. Говорит ли это о том, что численность ос подчинена семилетним (или, возможно, двухлетним) циклам обилия и редкости?

К сожалению, по своей статистической достоверности большинство таких наблюдений не превосходит споры любителей крикета в провинциальном английском пабе в разгар лета. Два набора долгосрочных данных об осах, собранные за 23 года в Великобритании и Новой Зеландии[295], позволили сопоставить эти утверждения с проверенной статистикой, и в результате двухлетний (или все же семилетний?) цикл осиной демографии отошел в область мифов и легенд об осах. Конечно, численность популяций ос меняется год от года, но это связано с погодой, а не с многолетним циклом, как у цикад. Осы Vespula хорошо себя чувствуют, когда весна теплая и сухая, а зима не очень влажная; важно также, много ли ос было в прошлом году[296].

Оценить плотность расположения гнезд Vespula в ее исконных местах обитания на удивление сложно, поскольку они спрятаны и не бросаются в глаза, гораздо меньше размером и находятся на большем расстоянии друг от друга, чем в областях, где этот вид является чужеродным, и это затрудняет их обнаружение. Наиболее точные сведения, которыми мы располагаем, основаны на массиве данных за 32 года о гнездах ос, уничтоженных в садах Визли Королевского садоводческого общества в Суррее на юге Англии.

Визли – это сказочное место не только для растений, но и для ос. В этой воплощенной мечте садоводов уже много лет ведется суровая борьба с осами, чтобы те не повреждали урожай винограда или Национальную коллекцию яблонь, груш и слив (горе той осе, которая встанет между англичанами и хорошим яблоком «розмари рассет»). В период с 1977 по 2008 год на участке площадью 97 гектаров было уничтожено в общей сложности 587 гнезд Vespula vulgaris[297] – в среднем 0,2 гнезда на гектар, от 0,15 гнезда на гектар в плохие для ос годы до 0,74 гнезда на гектар в хорошие: эта плотность примерно в 200 раз меньше, чем в Новой Зеландии. К этим данным следует относиться с осторожностью, так как они получены в одной местности и учитывают только количество уничтоженных гнезд, но на сегодняшний день это наиболее достоверная информация, которой мы располагаем для определения плотности популяций Vespula в ее исконном ареале.

Другой фактор, который необходимо учесть, связан с размерами гнезд: это количество произведенного потомства и количество добычи, необходимой для его выкармливания. В течение одного цикла существования колонии в Великобритании в гнездах обыкновенной осы (Vespula vulgaris) выращивается в среднем 9600 взрослых ос: это количество включает 7274 рабочих осы, 1438 самцов и 890 девственных маток[298][299]. Поскольку личинки не испражняются, мы можем сделать предположение, что вес взрослой личинки приблизительно равен весу пищи, которую ей скормили. Однако, как правило, на следующий трофический уровень переходит лишь 10 % энергии, запасенной в виде биомассы. Таким образом, из каждых 10 граммов добычи лишь 1 грамм превращается в осу. Поэтому давайте предположим, что для завершения развития личинке требуется примерно в десять раз больше белка, чем весит взрослая особь. Средние рабочая оса, матка и самец весят примерно 23, 163 и 85 миллиграммов соответственно. Если мы умножим эти цифры на количество выращенных особей, это покажет, что среднему гнезду обыкновенных ос требуется как минимум 4,3 килограмма добычи на один цикл существования колонии. Если воспользоваться данными нашего проекта по секвенированию кишок, проведенного в Великобритании, это соответствует примерно 9300 гусениц среднего размера, почти 20 000 перепончатокрылых, 15 000 мух и 43 650 пауков (которые обычно весят значительно меньше, чем другая добыча): в общей сложности 87 950 членистоногих на колонию.

Даже для самых крупных зарегистрированных гнезд общая необходимая биомасса добычи составляет предположительно около 6,5 килограмма, что соответствует почти 130 000 насекомых на колонию[300]. Если взять за основу оценки плотности гнезд в садах Визли, то осы Vespula, вероятно, уничтожают свыше 30 000 членистоногих на гектар, а в благоприятный для ос год – и до 234 000 на гектар. Эти цифры значительны, но они выглядят очень скромно в сравнении с данными для зимующих гнезд, обнаруженных в Новой Зеландии.

Таким образом, в пределах своего естественного ареала общественные осы являются важными регуляторами численности сообщества самых разных беспозвоночных и играют ключевую роль в поддержании равновесия в экосистемах. Меня часто спрашивают, не способствуют ли осы вымиранию других, «более полезных» насекомых вроде пчел и мух-журчалок. Думаю, на основании этих расчетов можно с уверенностью утверждать, что общественные осы не принимают участия в нынешнем «инсектогеддоне» – по крайней мере, не местные виды ос. Это непритязательные, неспециализированные хищники, которые с большей степенью вероятности выберут своей добычей самых многочисленных беспозвоночных, с которыми встретятся. Данная особенность делает их весьма полезными в роли защитников экосистем в целом: они помогают держать под контролем разнообразное сообщество популяций членистоногих, не ставя ни одну из них на грань вымирания в местных масштабах. Для естественных экосистем это особенно полезно. Мы можем не сомневаться, что мир без ос был бы наводнен множеством крохотных пауков и мух, вне зависимости от того, окажетесь вы в Новой Зеландии или в Великобритании.

IV

Похоже, что в 1868 году Эдвард Ормерод ничуть не преувеличивал, когда писал, что поместье сэра Т. Брисбена «заполонили тучи мух» после того, как там были уничтожены осиные гнезда. Нет никаких сомнений в том, что осы играют решающую роль в регулировании численности других насекомых. Несмотря на это, мы по сей день не ценим осу как часть природной армии борцов с вредителями.

Яркий пример – сад КСО в Визли, который до сих пор тратит время и деньги на истребление ос в своих садах, хотя и ограничивается главным образом теми гнездами, которые могут представлять угрозу для безопасности посетителей и персонала. Но сады получают огромную пользу от природной «службы по борьбе с вредителями»: осы, занятые поиском пищи, истребляют от 296 010 членистоногих в «плохой» для ос год, до 2 269 800 в «хороший». В число этих членистоногих входят многие вредители, которых больше всего опасаются садоводы КСО, – гусеницы, тли и мухи. Сотрудники КСО в целом имеют представление о том, что осы являются частью биологического разнообразия, существование которого поддерживают здоровые сады, и признают, что их обращение с осами далеко от идеала[301]. Каким прекрасным примером для подражания могло бы стать КСО для подрастающего поколения садоводов, заботящегося о биологическом разнообразии, если бы оно занималось активной популяризацией местных ос в качестве агентов биоконтроля!

Ситуация в Визли – не такая уж необычная. Многие фермеры и садоводы знают, что осы могут быть полезными, поскольку охотятся на насекомых-вредителей. Но еще никто не написал такую инструкцию удобного карманного формата, которая объясняла бы, как поставить ос себе на службу в качестве контролеров численности вредителей, а также где и когда польза от них будет максимальной. Поэтому мне хотелось бы закончить данную главу книги несколькими словами на эту тему.

Насколько действенно осы контролируют численность популяций вредителей? Сообщения из британских колоний начала 1900-х годов воодушевляли: в них мы встречаем множество упоминаний о том, что присутствию ос на плантациях сопутствует более низкий уровень заражения сельскохозяйственных культур вредителями. Но потребовались эксперименты, в ходе которых осуществлялось манипулирование доступностью вредителей для ос, чтобы подобная взаимосвязь, отмеченная в рассказах и наблюдениях, получила научное обоснование.

В 1980 году американские ученые перенесли гнезда ос Polistes fuscatus на капустные поля, пораженные гусеницами репницы Pieris rapae. В среднем одно осиное гнездо съедает примерно 460–560 гусениц за сезон, а присутствие ос привело к сокращению популяции вредителей на 62 % и позволило получить более тяжелые кочаны капусты, чем в отсутствие ос[302]. Это стало наилучшим на то время доказательством, что осы могут быть хорошими агентами биологического контроля. Эксперимент также позволил учесть наблюдения из колоний как конкретные свидетельства того, каким образом можно искусственно увеличить популяции ос, чтобы воспользоваться их способностями хищников для контроля численности вредителей на полях продовольственных культур.

В 2019 году мы продолжили этот эксперимент и провели его в более контролируемых условиях – убедившись, что влияние других потенциальных охотников на вредителей будет исключено. Мы перенесли гнезда красивой бразильской бумажной осы Polistes satan в большой сетчатый дом (похожий на большую теплицу, но со стенами и потолком из антимоскитной сетки вместо стекла) и поставили к ним несколько растений кукурузы и сахарного тростника, пораженных гусеницами двух чешуекрылых – кукурузной листовой совки и американской тростниковой огневки соответственно[303].

Осы обнаруживали вредителей, даже когда те скрывались внутри растений; это позволяет предположить, что они пользуются запахом для определения местоположения своей добычи. Осы жадно вгрызались в растения, чтобы извлечь спрятавшуюся добычу, и состязались друг с другом за возможность добыть самых крупных и сочных гусениц. Что самое главное, популяции вредителей значительно сократились, а растения понесли меньший ущерб по сравнению с теми, к которым осы не получили доступа[304]. Это было экспериментальное свидетельство, подтвердившее, что общественные осы могут весьма успешно работать агентами биологического контроля некоторых из самых опасных в мире вредителей сельскохозяйственных культур.

Как уже было сказано, одной из причин, по которой общественных ос большей частью игнорировали как эффективное средство борьбы с вредителями, является их неспециализированный рацион. Урожай же, как правило, уничтожается всего лишь одним видом-вредителем – вроде кукурузной листовой совки в Замбии и Бразилии. Будут ли в таком случае общественные осы полезны фермерам, которым фактически требуется такой агент биоконтроля, который истреблял бы конкретный вид насекомых-вредителей? Смогут ли фермеры полагаться на то, что осы действительно будут охотиться именно на эту добычу? Один из аспектов биологии общественных ос предполагает, что об этом не стоит беспокоиться слишком сильно: осы способны переключаться на особенно выгодный для себя и обильный источник добычи, не обращая внимания на множество других видов.

Вернемся на американское капустное поле 1980-х годов. На следующий год ученые повторили тот же эксперимент с осами, и результаты оказались уже не столь обнадеживающими: они увидели сокращение численности вредителей лишь на 27 %. Но дело было в том, что осы, дожидаясь, пока капуста вырастет, обнаружили на соседнем поле люцерны конкурирующий «супермаркет», где в изобилии были представлены несколько видов гусениц. Даже после того, как капуста выросла и обзавелась собственной здоровой популяцией гусениц репницы, три четверти вылетов ос за кормом были по-прежнему в сторону поля люцерны. Это показывает, как важно понимать биологию агента биоконтроля и контекст местного окружения: осы Polistes – это охотники-оппортунисты, которых привлекает наибольшая плотность добычи, причем они, как правило, демонстрируют привязанность к кормовым участкам, где ранее охота была удачной. Даже если внезапно появится другая добыча, осам потребуется время, чтобы разобраться в ситуации и переключиться на нее[305].

Естественные биологические системы сложны. Для успешной работы с общественными осами в роли агентов биоконтроля важно разбираться в экологических взаимодействиях и пластичности поведения. Понимая, каким образом осы переключают свое внимание на ту или иную добычу, их можно обучить отдавать предпочтение определенным видам вредителей в нужных районах. Если бы американские ученые знали об этом, они могли бы заранее подготовить своих ос к охоте на гусениц репницы на экспериментальных полях, давая таких гусениц в качестве дополнительной подкормки, пока не созреет капуста.

Использование общественных ос для биоконтроля потенциально может быть полезно фермерам и садоводам в любой точке мира, где эти насекомые встречаются в дикой природе в изобилии. Но больше всего от этого выиграют жители тех регионов, где рабочая сила дешева, а химические пестициды относительно дороги, особенно при выращивании разнообразных культур одновременно и в небольших количествах – в таких случаях и вредители более разнообразны. Давайте вернемся в Замбию, где мы изучали возможности использования местных общественных ос для контроля численности вредителей.

Значительная часть продукции растениеводства в Замбии производится на небольших семейных фермах. Они живут натуральным хозяйством, и отсутствие урожая грозит семье серьезными последствиями. Чтобы свести неурожаи к минимуму, регулярно применяются пестициды, но зачастую это устаревшие высокотоксичные химикаты, которые продаются бесконтрольно. Многим фермерам не хватает базовых знаний о химических веществах, их опасности и о том, как их использовать эффективно и без вреда для здоровья[306]. Отравление пестицидами здесь – обычное явление, особенно среди женщин[307], которые составляют 80 % рабочей силы в сельском хозяйстве в странах Африки южнее Сахары[308]. Именно женщин, зачастую еще и с привязанным на спине ребенком, там обычно можно увидеть на полях за обработкой почвы или опрыскиванием посевов пестицидами. Сокращение использования пестицидов в этих регионах важно не только для биоразнообразия – это гуманитарный долг и забота о гендерном равенстве. Замена пестицидов естественными врагами вредителей в таких хозяйствах заслуживает гораздо большего внимания, чем уделялось этому процессу до настоящего времени.

Для семейных хозяйств в странах к югу от Сахары общественные осы – потенциальный помощник, способный снизить зависимость от токсичных пестицидов. Общественные осы родов Belonogaster, Ropalidia и Polistes в изобилии водятся в субтропической и тропической Африке и встречаются в сельскохозяйственных поселениях повсеместно: обычно на каждом доме можно увидеть сразу несколько гнезд, особенно если их не заметили и не удалили сразу. Эти небольшие бумажные гнезда лишены оболочки, характерной для ос-веспин, и их легко переселить в веспиарии – подойдет даже простой навес. Такие веспиарии можно установить в удобных местах на полях, вдали от жилых домов.

Поскольку эти осы часто гнездятся плотными скоплениями, можно создать «рассадник» ос из нескольких гнезд, где будут сотни сборщиц корма. Вспомним, что на том американском капустном поле одно гнездо Polistes добывало более 500 гусениц. Увеличьте масштаб – и вот на полях уже трудится целая армия прекрасных контролеров численности вредителей. Не потребуется сложного снаряжения или подготовки: пара хозяйственных перчаток, самодельная шляпа для защиты от ос, рубашка с длинными рукавами и брюки защитят от укусов; хороший прочный пакет на молнии и немного скотча или клея – вот все, что нужно для переноса гнезд.

Не стану кривить душой: на начальном этапе процесса возможны проблемы. Осы в этих частях света изучены особенно плохо, а нам уже известно, насколько важно понимать особенности экологических взаимосвязей. Но все необходимые элементы уже присутствуют. Общественные осы могут стать подарком природы для фермера, ведущего натуральное хозяйство, особенно если они будут интегрированы в более широкую программу рациональной сельскохозяйственной деятельности, где восстановление естественной среды обитания позволит сохранить или создать оазисы биоразнообразия по соседству с полями сельскохозяйственных культур.

Приручение гораздо более крупных видов общественных ос или шершней для использования их гнезд в целях биоконтроля может показаться несколько более сложной задачей. На самом деле это не так: в сельских общинах Японии и Индии разведение таких насекомых уже отработано до совершенства, но не в целях биоконтроля, а в качестве источников пищи. Чтобы лучше понять это, стоит познакомиться с Нгаленгшимом, который живет в крошечной деревушке на холмах Манипура, в Северо-Восточной Индии. Как и многие его односельчане, он занимается традиционным промыслом, корни которого уходят в древность. Здесь собирают колонии гигантских азиатских шершней Vespa mandarinia и разводят их ради личинок.

Личинки ос богаты белком и содержат мало жира[309]. Белок насекомых – это реальная здоровая альтернатива питанию мясом, а выращивание насекомых – практически осуществимое решение глобальных проблем продовольственной безопасности[310]. Сообщество, к которому принадлежит Нгаленгшим, довело до совершенства искусство безопасного и продуктивного выращивания этих ос. Аналогичный подход к общественным осам практикуется в сельских общинах Японии[311], где каждую весну в лесу собирают дикие колонии Vespula, размещают их в своеобразном улье для ос и выращивают до конца сезона, после чего извлекают личинки особей, способных к половому размножению (они значительно крупнее, чем личинки рабочих ос) и употребляют в пищу. В некоторых местах Японии этот деликатес продается по 100 долларов за килограмм. Такие наработки в области обращения с осами легко можно применить для того, чтобы задействовать хищнические способности осиных колоний на полях сельскохозяйственных культур.

Общественные осы как средство биоконтроля обладают множеством полезных качеств. Но я не упомянула одно весьма существенное обстоятельство. Не важно, насколько эффективны эти насекомые в качестве агентов биологического контроля, если люди не готовы работать с ними. Окажутся ли знания о том, что общественные осы могут приносить пользу людям в виде борьбы с вредителями, достаточным аргументом, чтобы убедить нас относиться к ним терпимо и постараться научиться безопасной работе с ними?

Если мы смогли преодолеть наш страх перед пчелами и их жалами, мы наверняка сможем сделать это и с осами. На этом пути могут возникнуть неожиданные дополнительные препятствия – например, в некоторых культурах осы ассоциируются с колдовством или связаны с религиозными верованиями. Успешные отношения с осами должны будут покорить не только биологические, но и культурные вершины. Только после этого общественных ос станут повсеместно воспринимать как друзей фермера.

В настоящее время нет никаких сомнений в том, что химические соединения, которые мы используем для защиты наших урожаев от насекомых-вредителей, наносят ущерб дикой природе, экосистемам и здоровью человека. Нам нужно искать более рациональные подходы к сельскому хозяйству и если не побороть, то хотя бы свести к минимуму нашу зависимость от вредных химикатов. Агропромышленные гиганты могут себе позволить массово производить паразитических ос-наездников на фабриках и миллионами выпускать их на просторы своих зеленых морей сельскохозяйственных монокультур.

Но фермеру, ведущему натуральное хозяйство, особенно в развивающейся стране, стоит обратить внимание на местных общественных ос как помощников в борьбе с вредителями и добрых соседей. Их биология, поведение и жизненные циклы говорят о том, что осы обладают огромным незадействованным потенциалом как экологически чистое, недорогое и низкотехнологичное решение для контроля численности вредителей. Впереди еще долгий путь, но я надеюсь, что привела убедительные аргументы в пользу изучения роли общественных ос как лучших друзей фермеров будущего.

Вот почему как минимум некоторые из нас по-прежнему забираются на лестницы в сельскохозяйственных районах Замбии (а также Бразилии, Нигерии и Камеруна) и играют с осами.

7

Тайные опылители

Некоторые цветы по праву можно назвать осиными цветами, потому что голова осы и чашечка цветка очень точно соответствуют друг другу.

Маргарет Морли. Осы и их повадки (1900)

У многих людей слово «насекомое» сразу ассоциируется с опылением. Эта подразумеваемая по умолчанию связь обусловлена широким вниманием исследователей и общественности к важности таких насекомых, как пчелы, в качестве опылителей, к их пользе для опыления выращиваемых человеком культур, а также к недавно возникшим опасениям по поводу того, как на опылении может сказаться сокращение численности насекомых по всему миру. Более 75 % сельскохозяйственных культур по всему миру напрямую зависит от насекомых в качестве опылителей[312], и из-за этого стоимость опыления при помощи насекомых составляет свыше 250 миллиардов долларов в год по всему миру[313].

Без насекомых-опылителей мы потеряли бы от 5 до 8 % всей продукции растениеводства[314]. На первый взгляд это незначительная доля, но за последние пять десятилетий объемы зависящей от опылителей части мирового сельскохозяйственного производства росли вдвое быстрее[315], чем объемы той части, что от опылителей не зависит. Для жителей «первого мира», вроде меня в Великобритании, исчезновение опылителей обернулось бы такими жертвами, как утренний кофе, шоколадные конфеты, рапсовое масло[316], на котором я готовлю детям, и успокаивающая чашечка горячего какао перед сном[317].

Если же говорить серьезно, то без опыления, которым занимаются насекомые, экономические и медицинские издержки были бы катастрофическими. Культурные растения, зависящие от опылителей, являются источниками важных биологически активных веществ, в том числе витаминов А и С, фолиевой кислоты, кальция и фтора. Без этих питательных веществ по всему миру наблюдался бы резкий рост уровня заболеваний, поддающихся профилактике. Например, по оценкам ученых, исчезновение опылителей может дополнительно вызвать примерно 1,4 миллиона смертей из-за болезней сердца.

Последствия исчезновения опылителей острее всего почувствуют люди, живущие в более бедных регионах, которые и так уже страдают от недоедания. Западная, Северная и Центральная Африка пострадают особенно сильно, поскольку там миллионы людей ведут мелкое хозяйство, продуктивность которого зависит от функционирования природных сетей опыления. В дополнение к продуктам питания нам следует благодарить насекомых-опылителей за возможность производить биотопливо (из таких растений, как подсолнечник, соя и рапс), за корма для скота, строительные материалы, лекарства, а также за материалы, имеющие культурное значение – для музыкальных инструментов, искусства и отдыха, в том числе за зеленые насаждения с цветами, которые приносят нам радость. В сравнении с недоеданием и голодом эти последние блага могут показаться не такими важными, однако появляется все больше свидетельств прямого положительного воздействия опылителей на то, от чего зависит наше общее благополучие, психическое здоровье и счастье.

Дать количественную оценку важности опылителей для экосистем в дикой природе еще сложнее: свыше 90 % видов тропических цветковых растений и около 78 % видов растений из районов с умеренным климатом хотя бы частично зависят от опыления животными. Исследователи еще не определили, как учесть эти блага при определении ценности насекомых-опылителей, поскольку экономическая ценность природных экосистем менее ощутима. Еще более сложной для оценки является польза насекомых-опылителей, не принадлежащих к пчелам. Давайте же рассмотрим отношения, сложившиеся между осами и растениями, и то, как участие ос в опылении упускается из виду в современных оценках роли насекомых в экосистемах.

I

Если бы я спросила вас, какие насекомые опыляют растения, я более чем уверена, что осу вы бы не назвали. Скорее всего, первой вы вспомнили бы пчелу. Пчелы, безусловно, заслуженно занимают выдающееся место в зале славы опылителей: из 107 основных видов сельскохозяйственных культур мира более 90 % опыляется пчелами. Из пчел получаются такие хорошие опылители потому, что в отличие почти от всех прочих насекомых пчелы направляют все свои усилия на сбор пыльцы: у некоторых из них в процессе эволюции задние ноги стали больше и крепче и обзавелись специальным приспособлением для сбора пыльцы – «пыльцевыми корзиночками», а еще у них тело часто покрыто волосками, так что мелкая пыльца легко к нему прилипает.

Обыкновенная медоносная пчела Apis mellifera – это самый универсальный среди опылителей, и именно с этим видом у нас сложились самые длительные культурные отношения. Хотя изначально Apis mellifera обитала только в Евразии и Африке, в настоящее время она стала космополиткой, поскольку ее интродуцировали почти по всему миру. За последние пять десятилетий количество ульев медоносных пчел во всем мире увеличилось на 45 %[318]. Популярность медоносных пчел не должна вызывать удивления: их легко контролировать, они относительно неприхотливы в выборе посещаемых цветков и приносят двойную выгоду: как производители меда и воска и как поставщики услуг опыления.

Как минимум в 50 странах мира в сельских общинах культурные корни пчеловодства очень глубоки, медовые продукты обеспечивают средства к существованию и помогают снизить уровень бедности. В некоторых местах Европы и США пчеловодство поставлено на промышленную основу: тысячи пчелиных ульев перевозят на грузовиках за десятки тысяч километров через целые континенты, следуя за сезонными изменениями в потребности опыления сельскохозяйственных культур – от миндаля и люцерны до брокколи и тыквы. Аналогичным образом ульи перевозят из страны в страну, чтобы воспользоваться пиковыми периодами цветения и поднять сбор меда до максимума. Иными словами, медоносных пчел взяли в оборот ради меда и услуг по опылению. И они – образцовые работники.

Но за это приходится платить. Такое интенсивное хозяйствование с использованием медоносных пчел несет угрозу местным сообществам растений и их опылителей. В ходе недавнего исследования в Национальном парке Тейде на Тенерифе, одном из Канарских островов, сравнили сообщества диких опылителей с участием медоносных пчел и без них. Каждый год, чтобы воспользоваться весенним цветением для производства высококачественного меда, в парк привозят до 2700 ульев. В год, когда ульи в парк не ввозились, ученые провели эксперимент, чтобы сравнить состояние весенних сообществ растений и опылителей в присутствии медоносных пчел и в их отсутствие.

Они обнаружили, что в присутствии медоносных пчел аборигенные опылители (такие насекомые, как жуки, одиночные пчелы и мухи-журчалки) реже посещали цветки. Это происходит из-за того, что медоносные пчелы посещают цветки часто и совместными усилиями быстро истощают запасы нектара, так что на долю других насекомых его остается очень мало. И что еще хуже, медоносные пчелы – это универсальные сборщики корма, поэтому они не ограничиваются узким спектром растений: в упомянутом исследовании медоносные пчелы посещали больше видов растений (13 из 17), чем любое другое насекомое из тех, за которыми велось наблюдение. Это означает, что при появлении медоносных пчел меняется вся система взаимодействия опылителей и растений – между насекомыми и растениями происходит меньше контактов, и система опыления в целом упрощается. Для аборигенных опылителей это стало сокрушительным ударом по их разнообразию, что, в свою очередь, привело к снижению успешности размножения и, как следствие, снижению разнообразия растительного сообщества. Короче говоря, экосистемные функции местообитаний, где доминируют медоносные пчелы, сильно обеднены[319].

Это исследование – всего лишь одно из десятков, которые являются доказательством того, как наше навязчивое желание управлять деятельностью медоносных пчел (ради оказываемых ими услуг) может оказывать серьезное и долгосрочное негативное воздействие на природные экосистемы. Это неудивительно, если вспомнить, что пчеловодство похоже на крупное производство любой другой сельскохозяйственной продукции. Медоносная пчела – это корова в мире насекомых: мы отбираем породы, которые производят больше меда, с самой многочисленной и продуктивной рабочей силой, а также покладистыми, не склонными к роению матками.

Но времена меняются. Европейская медоносная пчела – это лишь один примерно из 22 000 видов пчел, помещающих и опыляющих цветы[320]. На самом деле уже около 50 видов пчел используются для опыления, в том числе 12 – на регулярной основе. Например, шмели – это популярные опылители для теплиц. Любой желающий легко может приобрести колонию шмелей онлайн или даже в садовом центре, а работа с ними требует гораздо меньше навыков и внимания, чем забота о колонии медоносных пчел[321]. В настоящее время по всему миру заказчикам доставляется свыше миллиона колоний шмелей, разводимых на коммерческой основе, для опыления широкого спектра сельскохозяйственных культур – в частности, семейства пасленовых (в него входят помидоры, картофель, баклажаны и перцы – сладкий перец и перец чили).

Пчелы не опыляют такие растения, потому что их пыльцу можно извлечь только в том случае, если цветок сильно трясти. Это умеют делать шмели и некоторые одиночные пчелы – сидя на цветке и быстро сокращая мышцы крыльев, они заставляют цветок дрожать. Это называется вибрационным опылением.

Считается, что одиночные пчелы не так полезны для опыления в коммерческих масштабах, как общественные виды, поскольку их популяции, как правило, не такие плотные, а гнездование сильнее подвержено локальным колебаниям. Несмотря на это, некоторые виды продаются для использования в фермерском хозяйстве: среди них пчелы-листорезы Megachile rotundata и пчелы Nomia melanderi, которые отлично опыляют люцерну, а также пчелы Osmia, способствующие опылению фрукторых деревьев, например яблонь, и орехоплодных вроде миндаля. Отмечен вклад в опыление сельскохозяйственных культур еще 700 видов диких одиночных пчел. Некоторых из них можно привлечь в собственный сад: кто-то для этого покупает специальные смеси семян, чтобы вырастить любимые местными пчелами цветы, а кто-то даже устраивает роскошные пчелиные гостиницы.

Но опылители, которые приносят пользу людям, – это гораздо больше, чем медоносные пчелы и модные отели для пчел. Мухи, жуки, дневные и ночные бабочки известны своим вкладом в опыление цветков как культурных, так и диких растений. Опылители, не принадлежащие к числу пчел, все еще плохо изучены по сравнению с пчелами, но изменения буквально витают в воздухе.

Недавно было установлено, что самыми распространенными после пчел опылителями сельскохозяйственных культур являются мухи, причем они посещают более широкий спектр культурных растений, чем другие группы вроде бабочек. Различные виды мух, такие как журчалки и пчеловидки, в настоящее время выращиваются в коммерческих целях и используются для опыления сельскохозяйственных культур, в том числе в частных хозяйствах. Главным образом их приобретает европейская плодоовощная отрасль – это природное решение задачи опыления, которое «экономически целесообразно и экологически устойчиво». Мухи-журчалки дают несколько поколений в год, самки откладывают тысячи яиц. Еще они опыляют свыше 500 различных видов растений. В целом мухи-журчалки, несомненно, представляют собой достойную альтернативу медоносным пчелам и шмелям. Дополнительное преимущество – то, что личинки некоторых мух-журчалок также являются агентами биоконтроля, эффективными в борьбе с такими вредителями, как тля, белокрылка, трипсы и паутинный клещ.

Самые регулярные после пчел и мух посетители цветов – это бабочки[322]. Но каковы их успехи в деле переноса пыльцы? Их тонкие длинные ножки и хоботки роскошных размеров препятствуют тесному контакту с цветком, и потому на теле у них собирается мало пыльцы. Зато пыльца цепляется за их длинные ноги, и бабочки, как правило, летают на более далекие расстояния, чем другие насекомые, и разносят пыльцу дальше от родительского растения, поэтому молодая поросль не конкурирует за право роста в родительской тени.

Несмотря на свою красоту, длинные ноги и летные способности, бабочки не особенно высоко ценятся в коммерческих масштабах как опылители сельскохозяйственных культур, но вскоре ситуация может измениться. Хлопок способен к самоопылению (и благополучно самоопыляется), но растения хлопчатника также могут переопыляться путем переноса пыльцы с одного растения на рыльце другого – это процесс, известный как перекрестное опыление, смешивание наборов генов разных растений. Генетическое разнообразие полезно для фермеров: при перекрестном опылении хлопковые коробочки становятся тяжелее на 20 %. В 2021 году ученые установили, что перекрестное опыление при помощи бабочек дает прибавку к урожаям хлопка в размере 120 миллионов долларов в год в одном только Техасе.

Пчелы и мухи-журчалки также принимают участие в опылении хлопка, но они посещают цветки в иное время суток по сравнению с бабочками. Цветки хлопчатника живут всего несколько часов, поэтому для успеха растения важна каждая минута работы опылителя. Трехсторонняя схема опыления, включающая мух-журчалок, бабочек и пчел, удачно распределена во времени и пространстве. Мухи работают в первую утреннюю смену, после них прилетают бабочки, которые занимают те же места на внешних частях растения, что и их коллеги, поработавшие ранним утром. Пчелы прилетают лишь после того, как солнце поднимется достаточно высоко, и обрабатывают цветки ближе к центру растения. Работая вместе, эти насекомые охватывают и общее время цветения, и распределение цветков по растению.

Не только производители хлопка потирают руки, глядя на такое планомерное использование времени и пространства: экологи тоже довольны, потому что это отличный пример функциональной взаимодополняемости – этот термин описывает, как насекомые распределяют свои услуги (в данном случае опыление) по нескольким функциональным осям (в данном случае это время и пространство). Разнообразие характеристик различных опылителей означает, что в совокупности они наверняка будут обеспечивать более стабильное и надежное обслуживание в изменяющихся условиях окружающей среды. С учетом последствий изменения климата устойчивость служб опыления к изменениям окружающей среды становится все важнее. Просто удивительно, что потребовалось ждать до 2021 года, чтобы кто-то потрудился выяснить, какие насекомые отвечают за перекрестное опыление хлопка[323] – и это в отрасли, которая приносит прибыль свыше 7 миллиардов долларов в год.

II

Этим занимаются пчелы, этим занимаются летучие мыши, этим занимаются даже бабочки и жуки. Неудивительно, что осы этим тоже занимаются. Причем одни из самых любопытных и невероятных изобретений эволюции в области опыления связаны именно с осами. Давайте посмотрим, что мы можем узнать об осах и их экстремальных отношениях с растениями.

Агаониды – это группа крохотных нежалящих паразитоидных ос, весь жизненный цикл которых вращается вокруг фикусов[324]. Их связывает двусторонний мутуализм, коэволюционная взаимозависимость: без этих крошечных насекомых не было бы фикусов, а без фикусов был бы невозможен жизненный цикл этих ос. Фикусы поистине изумительны. Для экосистем они все равно что Гэндальф для хоббитов – бесценный заступник. Своими замечательными плодами[325] они кормят тысячи видов плодоядных млекопитающих, птиц и насекомых, а взамен получают выгоду в виде распространения их семян на большие расстояния.

Фикусы могут помочь нам сдержать разрушение природы: это пионерные древесные породы, прекрасно подходящие для лесовосстановления, а в городах поддерживают местную фауну. Фига (соцветие, а позже – плод фикуса) на самом деле представляет собой замкнутый цветонос, похожий по форме на кувшин, внутри которого находятся тысячи очень простых цветков. Мясистые стенки «кувшина» надежно защищают ценные репродуктивные структуры фикуса от хищников и паразитов, а единственный вход узкий и прикрыт чешуйками, что делает практически невозможным проникновение в святая святых инжира. К счастью, семейство специализированных опылителей прошло рука об руку с этим своеобразным растением весь его эволюционный путь: это агаониды, или «фиговые осы».

Когда самка осы проникает внутрь соцветия фиги, она рассеивает по нему сотни яиц. Кроме того, она непреднамеренно переносит на своем теле пыльцу из собственной фикусовой колыбели, где терлась о тычинки. После кладки яиц самка осы погибает, и фикус поглощает ее[326]. Потомство осы растет внутри фиги, рядом с семенами фикуса, которые развиваются в опыленных цветках. Первыми вылупляются самцы агаонид. Они бескрылы, и перед ними стоит одна-единственная задача: спариться со своими сестрами. Если вам мало инцеста в исполнении насекомых, то это еще и секс без согласия одной из сторон: самцы спариваются с самками, пока те еще в плену своей фикусовой колыбели.

Напоследок самцы все-таки предпринимают попытку вести себя как джентльмены и прогрызают в стенке соцветия выходные тоннели. Для самцов они не предназначены: этим ребятам не суждено увидеть дневной свет – они всю свою жизнь проводят в родильном отделении внутри фиги и умирают, едва закончив тоннели. Тоннели нужны для того, чтобы сестры, с которыми они спаривались, могли сбежать из камеры, где согрешили инцестом в юном возрасте. Только что спарившиеся самки с удовольствием резвятся внутри плода, покрываясь пыльцой, прежде чем выбраться через тоннели наружу в поисках собственных фикусных роддомов, которые они будут опылять.

История союза фикуса и осы насчитывает 75 миллионов лет – это один из самых древних случаев эволюционной дружбы, а также один из самых экстремальных. В эволюции их геномов согласованно развивались гены, отвечающие за морфологическое развитие растения, и гены, которые контролируют развитие органов и размеры тела у осы[327]. До недавнего времени считалось, что история эволюции фикуса и осы – это идеальный случай верной дружбы, когда у каждого фикуса есть собственный род ос, вступающий в союз-опыление с единственным растительным партнером и непоколебимо верный ему. Однако геномный анализ показал, что эта коэволюционная сказка вовсе не так идеальна: в этих отношениях было множество случаев смены хозяина и гибридизации фикусов. Неверность способствовала эволюции огромного разнообразия как среди фикусов, так и среди ос[328]. И действительно, род Ficus – один из самых разнообразных родов древесных растений, объединяющий более 800 описанных видов, и столько же насчитывается видов ос-опылителей.

Где бы мы были без агаонид? Прежде всего мы не знали бы ни инжирного пудинга, ни инжирной брускетты, ни приправленного инжиром таджина. С экономической точки зрения удар был бы несколько более болезненным, особенно для таких стран, как Турция, которая экспортирует инжир почти на 300 миллионов долларов ежегодно. В 2019 году оборот мировой торговли инжиром оценивался почти в 600 миллионов долларов[329] (это около 162 000 тонн инжира), что ставит его на 2551-е место в списке самых продаваемых продуктов в мире (из 4648).

Считается, что из-за своего крохотного размера (1–2 миллиметра) и краткой взрослой стадии жизни (от одного до двух дней) агаониды особенно уязвимы перед лицом угрозы глобального потепления. Экспериментальное разведение тропических агаонид при различных сценариях глобального потепления показало, что повышение температуры на 3 °C или более приведет к сокращению продолжительности активной жизни взрослых особей[330]: с повышением температуры на каждые 2 °C вероятность гибели агаонид возрастает в 1,4–2,6 раза. Сократившаяся продолжительность жизни означает, что у них будет меньше времени, чтобы отыскать восприимчивое растение-хозяина, опылить его и отложить яйца. Побочный эффект для фикусов может оказаться разрушительным. Учитывая важность этих растений для естественной и измененной человеком среды обитания, здоровье этих крохотных опылителей должно вызывать у нас серьезную озабоченность.

По правде говоря, ущерб, нанесенный промышленному разведению инжира, беспокоит нас меньше всего, поскольку производители вполне могут заставить инжир созревать в отсутствие ос, опрыскивая его растительными гормонами[331]. Но самой прискорбной утратой стал бы тяжкий труд 75 миллионов лет эволюционной истории и то невероятное биоразнообразие, которое она породила: помните, что это не только растения фикусов (около 800 видов) и осы (около 800 видов), это еще и гэндальфовская опека фикусов над целыми экосистемами. Утрата экосистем, существовавших за счет фикусов, окажет побочное воздействие на нескольких трофических уровнях, разрушая более широкие сети биологических взаимосвязей[332]. Будем надеяться, что короткое время существования поколения агаонид дает им эволюционное преимущество, необходимое для адаптации.

Надеюсь, вы не забыли, что пчелы – это всего лишь осы, разучившиеся охотиться. А теперь немного вас запутаю и расскажу, что есть и другие осы, которые разучились охотиться. Masarinae – это осы семейства веспид, обманчиво похожие на своих охочих до мяса родственников, но на самом деле они – кроткие вегетарианцы, которые не сообразят, что делать с сочной гусеницей или аппетитной мухой, даже если им подадут ее на блюдечке. Все 350 их видов потеряли способность охотиться и вместо этого собирают пыльцу и нектар с растений, используя свой длинный, как у пчел, хоботок (язычок). Неудивительно, что они известны как «цветочные осы».

Почему же это осы, а не пчелы? У них нет пчелиных пыльцевых корзиночек на задних ногах. Вместо этого они запасают пыльцу внутри своего тела в специальном расширении пищевода, которое называется зобик[333]. Вернувшись в гнездо, цветочная оса отрыгивает пыльцу, смешивает ее с небольшим количеством нектара и помещает в заранее подготовленную ячею вместе со свежеотложенным яйцом. Сохранившееся внешнее сходство с осами-веспинами, их близкими родственницами, вероятно, помогает цветочным осам отпугивать хищников. Цветочные осы широко, но неравномерно распространены в некоторых частях Африки, в западной части США, в Центральной и Южной Америке, в Австралии, в некоторых частях Южной Европы и на Дальнем Востоке, в том числе в Китае. Фактически единственный материк, на котором они не встречаются, – это Антарктида. При такой космополитической репутации можно подумать, что нам должно быть известно о них достаточно много, но, к сожалению, они относятся к числу наименее изученных ос. Когда-то они считались довольно редкими, но в действительности они обитают повсюду в изобилии. Самым привлекательным местом для исследования цветочных ос (и, как выяснилось, для самих этих ос) является Южная Африка, и именно здесь мы можем узнать больше об этих осах и об их участии в опылении.

Хороши ли цветочные осы в роли опылителей? Есть несколько оснований полагать, что да. Во-первых, потомство цветочных ос выкармливается исключительно смесью пыльцы и нектара. Это означает, что матери, занятые заготовкой корма, посещают цветы чаще, чем плотоядные осы, которые пьют нектар только ради собственного удовольствия. Во-вторых, очевидно, что цветочные осы довольно прихотливы в выборе цветков[334] – в большей степени, чем другие насекомые-опылители. 90 % растений, которые они посещают, принадлежат всего лишь к двум семействам: Aizoaceae (аизооновые, также известные как «цветущие камни»[335]) и Asteraceae (сложноцветные, к которым относятся астры, маргаритки и подсолнечник). Для некоторых видов цветочные осы – единственные (либо самые частые) гости на цветках, и это позволяет предположить, что они являются важными опылителями, по крайней мере для этих растений.

Однако, поскольку цветочные осы запасают собранную пыльцу внутри своего тела в зобике, не совсем ясно, насколько продуктивно они переносят пыльцу с цветка на цветок. Для опыления нужно, чтобы пыльца лежала на поверхности, легко стиралась и попадала на цветок. Пыльца, которая прилипает к телу опылителя случайно, – это лучший вариант, поэтому сборщик нектара (например, оса не из числа Masarinae) может оказаться таким же успешным опылителем, как и специализированный сборщик пыльцы (например, пчела или Masarinae). Цветочные осы обладают целым набором форм поведения, направленных на сбор пыльцы, которые могут «убедить» растение, что насекомое выполнит свои обязательства по опылению. Иногда осы просто общипывают пыльцу прямо с растения при помощи своих жвал и глотают ее. Пыльца, которая собирается на их теле, счищается в сторону рта при помощи пыльцевых щеточек на передних ногах. Конечно, у пчел тоже есть щеточки и пыльцевые корзиночки – как правило, на задних ногах. Развитие щеточек у пчел и цветочных ос представляет собой пример параллельной эволюции, когда одно и то же решение сходной проблемы независимо возникло в разных линиях – эволюция, как мы знаем, совершенно не стесняется по нескольку раз изобретать велосипед. Почему бы и нет, если это работает!

У любой другой осы, не принадлежащей к цветочным осам, довольно короткий и мощный ротовой аппарат, который вполне позволяет удовлетворить ее потребности в сахаре и воде. Но при сборе пищи для потомства базовый осиный инструмент для высасывания нектара нуждается в улучшении. Цветочные осы решили эту проблему так же, как пчелы, бабочки и другие насекомые, добывающие нектар из глубины цветка, – они приобрели в процессе эволюции длинный сосательный хоботок. Он позволяет цветочным осам проникать в глубину цветков, куда не могут добраться обычные осы. В отличие от бабочек цветочные осы способны втягивать свой длинный хоботок внутрь тела, так что им не приходится летать, свесив длинный скрученный хоботок вниз.

Помимо смешивания нектара с пыльцой в «мюсли» для кормления потомства, хоботок используется для сбора воды – чтобы увлажнять почву во время постройки гнезда. В процессе эволюции удлиненные хоботки появлялись у Masarinae как минимум дважды, и среди 350 их видов можно увидеть, как эволюция добавляла аксессуары к базовой конструкции трубочки для питья в зависимости от экологии и эволюционной истории насекомого. Цветочные осы открыли одну хитрость, которую упустили из виду пчелы: способность просовывать хоботок в трубку венчика цветка уже после посадки на цветок. Им это удается, потому что их хоботок в покое принимает петлеобразное положение в полости рта, а при необходимости разворачивается и выбрасывается вперед. Пчелы с длинными хоботками так не умеют: им нужно больше места, чтобы раскрутить хоботок, так что зачастую приходится совершать довольно неуклюжие маневры, прежде чем глотнуть нектара[336].

Цветочные осы очень интересны с эволюционной точки зрения. Почему они стали пыльцеядными? Здесь мы можем обратиться за ответами к пчелам. В главе 1 мы узнали, что предками пчел были мелкие осы Ammoplanidae, которые охотились на крохотных насекомых, поедающих пыльцу, и что несколько случайных пыльцевых зерен, возможно, способствовали их переходу с мясной пищи на растительную. Нечто подобное, вероятно, произошло и с цветочными осами. Они возникли примерно в одно время с изначальной пчелой – около 100 миллионов лет назад, когда среди цветковых растений случился масштабный взрывной рост видового многообразия. Чтобы использовать этот новый ассортимент растительных продуктов, одни осы превратились в цветочных ос, а другие – в пчел.

История эволюции пчел также объясняет, почему существует так немного видов цветочных ос. Одних лишь изменений в рационе недостаточно для роста видового разнообразия. Первыми пчелами, которые произошли от ос, были Melittidae – специализированные пыльцеядные формы, которые посещают лишь небольшое число растений-хозяев: это семейство объединяет только 203 вида пчел. Когда в процессе эволюции пчелы приобрели способность использовать пыльцу более широкого спектра растений, последовал масштабный взрыв видообразования, породивший 22 000 других видов пчел[337]. Конечно, это не означает, что все современные пчелы являются универсалами – отнюдь; некоторые виды специализировались «обратно», поскольку в ходе эволюции заняли новые неиспользуемые трофические ниши.

Цветочные осы обладают всеми необходимыми признаками успешного опылителя. Они прихотливые сборщики пищи, и у них, по всей видимости, есть монополия на целый ряд растений, принадлежащих всего к паре семейств. В процессе эволюции они приобрели фантастические приспособления для сбора корма, чтобы гарантировать, что им достанется самый лучший нектар. Они обладают морфологическими и поведенческими приспособлениями для распространения пыльцы, и их эволюционное путешествие весьма похоже на то, которое проделали их дальние родственники – пчелы. Специалисты полагают, что цветочные осы, вероятно, играют такую же важную роль в опылении, как и пчелы. Но наблюдать насекомое на цветке – это еще не доказательство опыления, а экспериментальных данных пока недостаточно. Недостаточны на сегодня и наши знания о цветочных осах.

Орхидеи славятся своей красотой. Но не все знают, что за ней скрывается сексуальный обман с шекспировскими страстями. Основными его жертвами оказываются самцы одиночных ос, главным образом из семейства Thynnidae[338]. Орхидеи в ходе эволюции научились имитировать довольно соблазнительную самку осы: цветок не только выглядит как готовая к спариванию самка, но и пахнет так же. Самцы ничего не могут с собой поделать. Потеряв голову от возбуждения, они обхватывают цветок, готовые ввести свое семя. Некоторые понимают, что их одурачили, и улетают прежде, чем войдут в раж, однако другие бывают настолько сильно увлечены безупречной имитацией цветка, что спариваются с ним и даже извергают семя. В большинстве случаев обман растения рассчитан на единственный вид ос и гарантирует, что орхидея не будет случайно скрещиваться с другим видом орхидей. И вот самцы ос беспомощно перелетают между цветками, случайно перенося пыльцу орхидеи с цветка на цветок, а их семя оказывается израсходованным впустую.

Но как же орхидеи умудрились эволюционировать в сторону имитации осиных самок? Эволюция умна, но ленива, поэтому выработать успешный способ обмана эволюционным путем проще всего, если воспользоваться уже существующими склонностями и формами поведения жертвы. Первая из задач состоит в том, чтобы приманить жертву, и растение решает ее, используя запах секса: самки ос вырабатывают летучий половой феромон – химический сигнал, передаваемый по воздуху, который позволяет самцам отыскивать их. В процессе эволюции эти орхидеи научились его имитировать и пахнуть осиной самкой, жаждущей близости, и таким образом издалека приманивают обезумевших от похоти самцов.

Но запах – это лишь первое оружие сексуального обмана у орхидеи. Чтобы не дать самцу осы улететь после того, как он хорошенько приглядится, орхидеи воздействуют на весь спектр его чувств. На взгляд человека, орхидея внешне мало напоминает самку осы, но если посмотреть на цветы в видимом осой спектре, вы обнаружите, что орхидеи практически совпадают по расцветке с потенциальной брачной партнершей опылителя. Итак, орхидея и пахнет, и выглядит, словно готовая к спариванию самка осы, а что насчет тактильных ощущений? Чтобы склонить самца к спариванию, орхидея должна иметь изгибы во всех нужных местах. И есть основания полагать, что у орхидей с этим все в порядке: у некоторых из них нет проблем: у некоторых есть придатки, довольно оптимистично описанные как «насекомоподобная» губа, которые явно имитируют самку. Но пока нет единого мнения относительно того, насколько успешно губа орхидеи осуществляет сексуальный обман.

Едва обманутый самец оказался в цветочной ловушке, орхидее нужно позаботиться о том, чтобы быстро и метко нанести на него пыльцу, пока он не раскусил маскировку и не улетел. Как правило, самки одиночных ос (и пчел) спариваются лишь с одним самцом, но самцы пытаются прибрать к лапкам как можно больше самок. Поэтому в эволюции брачного поведения самцов происходил интенсивный отбор, поддерживающий быстрое и энергичное спаривание с самкой, чтобы закончить процесс до того, как она вырвется или же у него на пути попытается встать другой самец. Безусловно, страстный секс насекомых идет только на пользу орхидее, которой нужно, чтобы ее гость мужского пола как следует с ней повозился и собрал на себе достаточно пыльцы.

Третье существенное условие для цветочного обмана заключается в том, чтобы пыльца переносилась на другой цветок того же вида. Самцы одиночных ос идеально подходят для этой цели, поскольку, едва спарившись с одной самкой, они бросаются на поиски следующей и переносят пыльцу от одной мнимой партнерши к другой. Позиция тоже имеет значение: цветку нужно расположить жертву так, чтобы груз пыльцы был доставлен в нужное место – на рыльце пестика. У некоторых орхидей есть длинные образования, похожие на волоски, которые обращены в сторону рыльца и, возможно, направляют совокупительные органы опылителя и груз пыльцы точно в цель[339]. Некоторые орхидеи, успешно обманув самца, способны изменить свой привлекательный запах на отталкивающий, чтобы гарантированно избежать самоопыления. Умно придумано.

Очевидно, что орхидеи получают пользу от посещения их самцами ос: они опыляются. А что получают осы, посещая орхидеи? Да ничего! Это чистой воды эксплуатация со стороны растения. Удивительно, что осы семейства Thynnidae в ходе эволюции не научились сопротивляться такому вымогательству. Есть некоторые предположения, что они не совсем уж легковерны. Самцы ос, собранные из популяций, где присутствуют орхидеи, выделяют меньше спермы, когда их обманом доводят до семяизвержения, по сравнению с теми, кто не имел дела с орхидеями. Возможно, после нескольких встреч самцы начинают догадываться об обмане, а возможно, они видят вокруг больше «самок» (орхидей либо настоящих ос) и потому предпочитают экономить сперму, чтобы распределить ее среди большего количества потенциальных партнерш[340].

Осиную сторону этой истории еще только предстоит описать. Ясно здесь лишь одно – орхидеи в опылении всецело полагаются на этих ос. Если осы Thynnidae исчезнут, то же самое случится и с 22 родами орхидей, которые зависят от этих ос, если, конечно, орхидеи не эволюционируют, чтобы эксплуатировать другую ничего не подозревающую жертву орхидного секса.

III

Агаониды, мазарины, тинниды и цветы, которые их питают, вознаграждают или мучают, представляют собой необычайно яркие примеры возникших в процессе эволюции взаимодействий между осами и растениями, при которых растения в большей или меньшей степени зависят от определенных ос в плане опыления (с разной степенью выгоды для ос). Если не считать этих не самых типичных ос, то представление о том, что осы занимаются опылением, в значительной степени опирается на разрозненные факты, не имеющие должного обоснования и подтвержденного потенциала. Звучит не особенно оптимистично, но давайте вместе рассмотрим, что нам все-таки уже известно.

Начнем с мотивов. Если потомство ос жаждет белка, то у взрослых ос рацион состоит в основном из углеводов, часть которых они получают, питаясь нектаром на цветках. Паразитоидные осы (не жалящие, вооруженные яйцекладом) не вступают в достаточно близкий контакт со своими жертвами, чтобы урвать сочной гемолимфы, поэтому для них цветочный нектар, вероятно, служит важной добавкой к пище. Одиночным осам-охотникам (жалящим существам, с которыми мы познакомились в главе 2) иногда случается хлебнуть немного гемолимфы своей добычи, но им обязательно нужно разнообразить рацион сахаром из других источников.

У общественных ос есть причины глотнуть нектара в начале и в конце цикла существования их колонии. Напомним, что взрослые осы питаются сладкой жидкостью, которую выделяют личинки. В начале сезона весенние матки выращивают свой первый выводок, поэтому ресурсы, получаемые от личинок, будут минимальными, поскольку в ее маленьком гнезде слишком мало личинок, чтобы удовлетворить ее тягу к углеводам. Как только колония достигнет полного расцвета сил, потребности сборщиц в питании будут как минимум отчасти удовлетворены за счет сладкого лакомства, раздаваемого личинками в обмен на добычу, которой их кормят. Но к концу лета, когда большая часть выводка превращается в куколок, рабочие осы лишаются этой питательной добавки. Именно в это время вы начинаете замечать, как они залетают к вам на пикник (в местностях с умеренным климатом). С точки зрения эволюции ваше мороженое, сок и пиво – это совершенно новые источники сахара для ос. Они пользуются ими, когда появляется возможность, наряду со своим основным источником углеводов, определенным эволюцией, – нектаром. Борщевик, золотарник, плющ и вереск заинтересуют ос не меньше, чем ваш пикник: посадите их неподалеку, и они смогут отвлечь ваших нежелательных гостей[341].

Именно эта всеобъемлющая тяга к сахару заставляет большинство ос обедать практически на всех цветах без разбору. Изучая взаимодействия ос и растений по литературным данным, мы отыскали упоминания о посещении одиночными и общественными осами-охотниками почти 800 различных видов растений из 106 семейств[342][343]. Отношения между общественными осами и растениями интригуют особенно сильно. В целом представляется, что эти осы на удивление неприхотливы в выборе посещаемых растений. Рабочие осы, вероятно, используют запасы нектара самых распространенных видов растений в пределах кормовой территории их гнезд. Чем больше гнездо, тем больше число рабочих особей и тем больше связей между осами и растениями встраивается в сеть взаимодействия.

Если осы действительно занимаются опылением, то это, вероятно, очень жизнеспособная сеть связей между растениями и опылителями, как с позиции растений, так и с позиции ос, поскольку их зависимость друг от друга не является критической ни для растения, ни для осы. Поэтому, если кто-то из них станет жертвой локального вымирания, это не слишком нарушит жизнь сообщества. Поскольку общественные осы не отдают предпочтения какому-либо конкретному растению, вероятно, им проще выжить в деградированных или фрагментированных местообитаниях. По этой причине было высказано предположение, что общественные осы могут быть важны как «резервные» опылители: когда для пчел условия становятся совершенно невыносимыми, опыление осами способно поддержать существование остатков экосистемы[344].

Осы также распространяют продукты опыления – семена. В этом нет ничего удивительного: в конце концов, бескрылые осы (муравьи) известны своими услугами по распространению семян. Они занимаются расселением свыше 11 000 видов цветковых растений, а на семенах в ходе эволюции развился богатый липидами придаток, который муравьи используют для переноски семян в гнездо, где сами семена выбрасываются (и таким образом распространяются), а вкусный придаток скармливается потомству. Распространение семян осами отмечалось только для 10 видов растений; в этом участвовали 12 видов ос, все из них общественные. В некоторых случаях осы, очевидно, выступают основными распространителями – например, азиатский шершень (Vespa velutina), который распространяет семена стемоны клубневой Stemona tuberosa. В других случаях осы просто способствуют распространению семян наряду с ветром, гравитацией и/или муравьями.

В особенно бесстыдных случаях осы крадут семена у своих трудолюбивых родственников-муравьев и уносят их еще дальше. Некоторые осы могут распространять семена даже успешнее, чем муравьи, или, по крайней мере, их присутствие способствует услугам муравьев по распространению семян, иными словами, осы оказывают косвенное влияние на этот процесс. Эта тема изучена настолько плохо, что мы слабо представляем себе, какое значение в действительности имеют услуги ос по распространению семян.

Посещение осами цветков важно для растения только в том случае, если осы успешно собирают и переносят пыльцу. Нектар существует, чтобы вознаграждать насекомых, которые опыляют растения. Неужели помешанные на сахаре осы просто крадут нектар и удирают, не выполнив своей части договора об опылении между насекомыми и растениями?

Очевидный первый вопрос состоит в том, переносят ли осы пыльцу на самом деле. У многих из них отсутствуют приспособления для переноса пыльцы, а тело не покрыто густыми волосками, как у пчел. Если пыльца не прилипает к их телу и не переносится таким образом с одного цветка на другой, на ос не стоит возлагать особых надежд как на опылителей. Недавние исследования показали, что волоски на теле пчел заряжены положительно и притягивают отрицательно заряженную пыльцу с цветков, которые они посещают. Полагают, что эти электрические взаимодействия возникли в ходе эволюции как помощь опылению. Хотя осы не так волосаты, как пчелы, возможно, в их случае также существуют электрические взаимодействия, которые могут способствовать опылению; до сих пор никому в голову не приходило изучать электрические свойства ос.

В одном исследовании предпринималась попытка количественно оценить успешность опыления для различных насекомых, посещающих растения гречихи. Среди посетителей цветков наблюдались пять различных видов ос (четыре из них были общественными), а также некоторые мухи-журчалки, медоносные пчелы, другие мухи и муравьи. Подсчитав количество пыльцевых зерен нужного вида, оседающих за одну минуту, исследователи смогли составить своеобразную турнирную таблицу опылителей.

Медоносная пчела превзошла всех остальных насекомых – в этом нет ничего удивительного. Но осы справились не так уж плохо: они, конечно, переносили пыльцу и по продуктивности занимали места в середине списка, опередив некоторых мух-журчалок, но оказались довольно ленивыми и неуклюжими опылителями, продемонстрировав одни из самых низких показателей посещаемости цветков и не особенно выдающуюся «скорость обработки цветка». Возможно, неспециализированные осы, посещающие цветки, участвуют в опылении, но просто с меньшим рвением, чем мастера этого дела.

Одну из самых ранних научных работ, где сообщалось о потенциале ос в роли опылителей, представил членам Линнеевского общества в Лондоне не кто иной, как сам Чарльз Дарвин. В 1870 году Дарвин прочитал статью натуралиста Джеймса Мэнсела Уила о посещении «крупной черно-желтой осой» ряда растений на востоке Капской области в Южной Африке. Уил наблюдал, как эти осы (которые, как мы знаем в настоящее время, принадлежат к роду Hemipepsis – это родственники охотницы на пауков Pepsis, с которой мы познакомились в главе 2), «деловито высасывали капли нектара… жадно просовывая свои хоботки внутрь цветка», но, что самое главное, он также наблюдал «массы пыльцы, прикрепленные к их лапкам, к длинным волоскам у них на груди и на тазиках ног, а также к колючкам на ногах»[345].

Несмотря на эти подробные описания, мысль о том, что осы Уила могут осуществлять опыление, оставалась в значительной степени без внимания более ста лет. К ней ненадолго вернулись в 1970-е годы, но затем отбросили, потому что осы воспринимались как «ненадежные и непостоянные опылители». Однако в последнее десятилетие появились новые исследования, указывающие на то, что четыре вида ос рода Hemipepsis[346] являются специализированными опылителями гильдии[347] южноафриканских растений, в которую входят 23 вида из семейств кутровых, орхидных и спаржевых, причем 18 из них опыляются исключительно осами. Все эти растения, кроме одного вида орхидей, практикующего сексуальный обман (о котором шла речь ранее), вознаграждают своих посетителей-ос нектаром, и опыление тех из них, которые посещали осы, проходит успешно примерно в 40 % случаев[348].

Как ни странно, в своем стремлении получить доступ к нектару описанные Уилом осы часто получают травмы от цветков. Как правило, добывающие пищу самки теряют части своих щупиков; эти части ротового аппарата служат органами осязания и вкуса[349] и играют важную роль в поиске потенциальной пищи и добычи. Обычно опыление – это процесс мутуалистической, а не антагонистической природы. Если учесть, в какой степени осы полагаются на свои органы чувств при поимке нужной добычи, трудно поверить, что получаемый осой нектар перевешивает издержки в виде такого рода травм. Возможно, среди растений происходил отбор, направленный на манипулирование органами чувств этих насекомых, чтобы привязать их к себе в качестве опылителей, – это стратегия, призванная свести к минимуму случаи межвидового обмана.

То, что растения могут манипулировать поведением ос, уже не должно вас удивлять; вспомните практикующие сексуальный обман орхидеи, которые приманивают самцов ос семейства Thynnidae, имитируя брачную партнершу. Растения, как и животные, способны принимать решения, и жертвами хитрости орхидей становятся далеко не только осы-тинниды: из 30 000 видов орхидей около трети в ходе эволюции выработали способы привлекать животных-опылителей с помощью обмана, а не вознаграждения. Dendrobium sinense – это орхидея, эндемичная для китайского острова Хайнань. Она заманивает шершня Vespa bicolor в центр своего цветка, точно в то место, которое нужно растению, чтобы прикрепить свою пыльцу к спине насекомого[350]. Для этого орхидея испускает запах подвергшегося нападению пчелиного гнезда. При атаке хищника (например, шершня) медоносные пчелы выделяют химическое вещество, которое предупреждает сородичей об угрозе, и эти орхидеи невероятным образом приобрели в ходе эволюции способность синтезировать именно это летучее соединение. Шершни реагируют на обман, агрессивно набрасываясь на цветок, как если бы они охотились на медоносную пчелу. Неудивительно, что шершни – это, видимо, единственные успешные опылители данной орхидеи.

Другие орхидеи раскинули свои сети для опылителей чуть шире, воспользовавшись иной формой химического обмана. Известно, что по крайней мере два их вида (Epipactis helleborine и Epipactis purpurata) выделяют из зеленых листьев летучие соединения, которые привлекают ос. В своем изначальном виде эти химические соединения являются своеобразным сигналом бедствия, который растения посылают, подвергаясь нападению таких насекомых, как гусеницы: спасительные хищники (например, осы) спешат на помощь и уничтожают этих гусениц. Орхидеи «научились» (посредством естественного отбора) обманным путем задействовать этот мутуализм, синтезируя такие химические сигналы даже в отсутствие угрозы.

Рабочие особи Vespula vulgaris и Vespula germanica реагируют на этот выработанный эволюцией сигнал, слетаясь к растению в предвкушении доступной белковой пищи, но лишь для того, чтобы разочароваться и попутно вымазаться в пыльце. Чтобы отыскать растение, осам бывает достаточно лишь одних его химических сигналов: орхидеи, как правило, растут в подлеске темнохвойных лесов, где визуальные подсказки бесполезны. В подлеске этих лесов живет мало других опылителей, и это может объяснить, почему на орхидеи действовал жесткий отбор, направленный на развитие действенных механизмов, позволяющих использовать опылителей, которые не боятся темноты, например ос.

Эти невероятные истории о параллельной эволюции, мимикрии и обмане представляют собой убедительное доказательство, что растения подвергались жесткому отбору и приобрели в процессе эволюции странные и удивительные способы привлечения ос; такие способы могли появиться лишь в том случае, если привлеченные таким образом осы действительно способствовали репродуктивному успеху растений, участвуя в их опылении. Не считая цветочных ос, лишь немногих ос эволюция снабдила специальными приспособлениями для сбора пыльцы, и многим из них очень не хватает волосков на теле, к которым в ином случае могла бы прилипать пыльца.

Если растения выигрывают от посещения осами, следует ожидать, что у них будут наблюдаться проявления эволюции адаптивных признаков, которые помогают растению привлекать ос и использовать их тягу к нектару. Совокупность таких признаков можно использовать для прогнозирования самых успешных опылителей[351]; эти признаки традиционно связаны с цветками и включают время суток, когда цветки открыты, тип вознаграждения, окраску цветка, его запах, ориентацию, размер, симметрию и так далее[352]. Здесь мы исходим из того, что цветки приспосабливаются лучше всего привлекать то насекомое, которое успешнее других собирает, переносит и оставляет на цветке пыльцу.

Например, растения, которые лучше всего опыляются пчелами, цветут днем, их лепестки голубого, розового, фиолетового, белого или желтого цвета; ориентированные горизонтально, прямостоячие или повислые, со слабым запахом и ясно выраженными выступами, которые служат направляющими в сторону нектара: цветки, соответствующие этому описанию, мы могли бы назвать «пчелиными цветками». Они предлагают своим опылителям богатое вознаграждение: нектар, пыльцу, смолы, масла или ароматические вещества. И напротив, цветки, опыляемые длиннохоботницами (семейство мух), ограничиваются розовыми или фиолетовыми красками, трубчатые, без выраженного запаха; в качестве вознаграждения они предлагают только нектар.

«Осиные цветки», как правило, бурые, зеленые или фиолетовые (обратите внимание, что с пчелиными цветками здесь мало совпадений), обладают сильным запахом (опять же, в отличие от пчелиных цветков), имеют форму колокольчика, тарелки или зева и лишены «направляющих». Осы получают в качестве вознаграждения исключительно нектар. Прогнозирующая способность концепции «осиных цветков» невелика, но все же существенна, так что наличие у цветка указанных признаков позволяет предположить, что осы будут посещать его чаще прочих насекомых. Если эта концепция опыления заслуживает доверия, то из нее следует, что на растения действовал отбор, направленный на эволюцию совокупности признаков, особенно привлекательных для ос, и по этой причине по крайней мере для некоторых растений самыми успешными опылителями должны быть осы.

Осы посещают самые разные цветки; они переносят пыльцу и даже семена. Но решающим экспериментом должен был стать такой, который позволил бы проверить, способны ли осы принять эстафету у верховного опылителя – пчелы. И такое исследование было проведено. В нем участвовало многолетнее травянистое растение ваточник мутовчатый, которое используется коренными американцами как лекарственное. Это растение образует соцветия, которые обычно опыляют медоносные пчелы и шмели, но когда пчел в порядке эксперимента убрали с поля этих растений, угадайте, какие насекомые заняли их место? Бумажные осы-полисты.

В отсутствие пчел частота посещения цветков ваточника осами возросла на 100–300 %. Ключевым моментом оказалось то, что бумажные осы переносили пыльцу так же успешно, как и пчелы, – настолько успешно, что отсутствие опыления пчелами было полностью компенсировано (в отношении переноса пыльцы) осами. Оправданы! Осы действительно занимаются опылением. И по своему участию в процессах опыления они могут сравниться с пчелами!

Отношения между осами и растениями прекрасны и причудливы. Иногда это договор о дружбе, но осы и растения большей частью заключают гедонистический контракт с минимальными взаимными обязательствами. Однако растения приложили все усилия, чтобы получить в ходе эволюции средства, призванные привлекать ос, манипулировать ими и отвечать им. Нам еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы точно узнаем, какую строчку занимают осы в турнирной таблице опылителей. Но и в настоящее время мы можем быть уверены, что отношения ос с растениями важны для людей, экосистем и планеты.

Заключение

Осы и будущее

Если пчелы исчезнут с лица земли, человечеству останется жить всего четыре года.

Аноним

Вопреки распространенному мнению Альберт Эйнштейн, скорее всего, не говорил этих слов. Но не нужно быть гением (или даже физиком), чтобы понять, что здоровье и выживание нашего вида зависят от здоровья и выживания других видов. Пчелы – это хороший вариант, чтобы донести эту идею до людей: у каждого в сердце найдется место для пчел и той пользы, которую они нам приносят. Но эти магические слова применимы ко всей природе, в том числе к тем ее элементам, которые несколько сложнее для понимания, – например, к осам. Надеюсь, что эта книга дала вам повод задуматься над тем, насколько беднее стал бы мир без ос.

Осы – это одна из самых таинственных и обделенных вниманием жемчужин природы. Бесконечное множество их форм демонстрирует нам одни из самых непредсказуемых и впечатляющих достижений эволюции: осы разнообразны и прекрасны, они удивляют и шокируют. Их жизнь тесно переплетена с жизнью других насекомых, а также грибов, бактерий, растений, почвы, экосистем и даже с нашей. За последние 500 лет мы изменили структуру планеты быстрее, чем вся ее предыдущая история длиной 4,5 миллиарда лет. Наши действия послужили толчком для вымирания и сокращения биологического разнообразия, которые по своим масштабам и скорости можно сопоставить с пятью предыдущими массовыми вымираниями в истории Земли.

Возможно, мы несем ответственность за шестое массовое вымирание на нашей планете. Насекомые – это одна из «канареек в шахте»[353] в системе тревожной сигнализации планеты Земля: численность двух третей видов насекомых сократилась почти вдвое[354]. Эти потери вызывают каскад воздействий на функционирование экосистем и на наше здоровье и благополучие. Однако не всем живым организмам приходится тяжело. В частности, некоторые насекомые процветают в новых местообитаниях, которые мы создаем. Они используют нашу стремительную мировую транспортную систему как попутку и осваивают новые для себя территории, изменяя свой образ жизни, чтобы лучше соответствовать тому меняющемуся миру, который мы им дали.

Как же поживают осы в эпоху антропоцена, когда человек все сильнее влияет на природу?

Дело в том, что мы этого не знаем.

Нам известны несколько душераздирающих историй о неадекватной адаптации. Возьмем, например, элегантную осу Sceliphron jamaicense, которая лепит гнезда из грязи (мы познакомились с ее родственниками в главе 2). Стройная оса с модельной фигурой строит свои трубковидные гнезда из грязи, поэтому она, по сути, приверженец городской жизни: все эти бетонные здания дают ей бесконечное число мест для гнездования. Подоконники, карнизы зданий, дверные проемы – все они представляют собой безопасные и прочные «детские», которым можно доверить своих малышей. Если ее гнездам повезет не попасться на глаза брезгливому человеку, для подрастающей осиной семьи город окажется более благоприятной средой, чем тайные глубины лесов или неизведанные речные берега.

Однажды наша замечательная мама-Sceliphron находит где-то в городе особенно удобный источник грязи, такой влажной и в то же время такой прочной. Неплохая штука! Она со странным ощущением гордости лепит из нее гнездо, затем складывает внутрь нескольких вкусных пауков, откладывает драгоценное яйцо и запечатывает горшок. Она не может удержаться, чтобы не бросить последний восхищенный взгляд на свое гнездо, – в нем есть что-то новомодное, но она не может понять, что именно. Проходит несколько недель, из яйца выводится личинка Sceliphron и с жадностью пирует в набитой пауками кладовой, которую ей оставила мама. Стадия куколки завершилась, и она готова вырваться наружу, в большой мир. Она вооружена солидной парой жвал и начинает крошить глину горшка, служившего ей колыбелью.

Вот только этот горшок не крошится. Он твердый, как камень. Его невозможно прогрызть. Личинка пробует снова и снова, пока наконец не ломает жвалы. Этот глиняный горшок в современном стиле, которым так восхищалась ее мать, слеплен из бетона. И личинка умирает, заточенная в своей городской колыбели[355].

Многие организмы хорошо приспосабливаются к жизни в городе. Но иногда они становятся жертвами собственного адаптивного успеха. Эта оса, строящая гнезда из грязи, реагировала на те же самые знаки, которые так хорошо помогали ее предкам на протяжении миллионов лет. Но в городской среде это иногда может оказаться ловушкой – экологической ловушкой. Ее виду придется подождать, пока эволюция не явит миру осу-мутанта, которая не будет выбирать бетон в качестве сырья для гнезда.

Такие истории редки. Мало кто удосуживается изучить, как измененная человеком окружающая среда влияет на поведение ос и их популяцию. Как ни странно, многим осам, а не только строителям из грязи, явно нравятся человеческие постройки, особенно заброшенные: там легко найти безопасные места для устройства гнезд, где их не станут беспокоить. И действительно, обжитые осами городские джунгли встречались мне почти на каждом шагу моего путешествия с осами. На нижней стороне бетонных мостов в Малайзии укрывались пугливые осы-стеногастрины, которые пробудили во мне восхищение этими существами. А в покрытом щербинами от пуль здании на задворках Панамы произошло мое первое знакомство с осами-полистами.

После этого был бетонный каркас очистных сооружений на острове Барро-Колорадо (в остальном этот остров – панамский тропический рай), а затем полуразрушенная американская военная база рядом с печально знаменитыми трущобами Колона. Лучшие популяции ос на Тринидаде были рассеяны по карнизам брошенных домов, где их соседями были лишь больные бешенством собаки. На стенах дома, где я останавливалась в Замбии, осиных гнезд было больше, чем в ближайшем лесу. Да и в наших родных широтах гнездышко Vespula проще всего встретить на чердаке у себя (или у соседей!). Да, осам явно нравятся некоторые человеческие творения, особенно когда человек слегка обделил их вниманием.

Но это все лишь отдельные эпизоды. Состояние популяций ос в мире документировано плохо. Однако факты очевидно свидетельствуют, что численность некоторых видов снижается, а отдельные виды даже исчезают. В Великобритании с середины XIX века считаются вымершими 10 видов ос-охотников[356]. Другое исследование показало, что в период с 1970 по 2011 год популяции 98 видов ос-охотников Великобритании сократились на 38 %[357]. Видовое разнообразие ос сократилось на трех четвертях участков в Англии, где на протяжении 80 лет производился сбор образцов[358], причем наибольшее сокращение произошло в районах, окруженных пахотными землями.

В других странах ситуация не менее тревожная. В урбанизированных районах Бразилии сократились численность и видовое разнообразие общественных ос[359]. Хотя данные скудны, общая картина указывает на то, что численность ос-охотников сокращается по всему миру. Состояние паразитоидных ос известно еще меньше. На этих насекомых может особенно серьезно сказаться вымирание других видов, учитывая, что они специализируются на конкретных видах-хозяевах и полностью полагаются на тщательно отточенные процессом эволюции отношения с ними. Вызывает беспокойство тот факт, что, поскольку паразитоидные осы являются неотъемлемой частью многих пищевых сетей, их исчезновение может иметь катастрофические последствия для экосистем в целом, а не только для самих ос.

Однако не все новости оказываются плохими: другое исследование показало, что популяции Vespula в Великобритании оставались относительно стабильными на протяжении последних ста лет, а популяции европейских шершней фактически увеличивались, позволяя предположить, что осы-веспины могут до некоторой степени адаптироваться к изменению ландшафтов человеком[360]. Мы уже знаем, что эти насекомые хорошо приспосабливаются к новым географическим регионам, когда становятся инвазивными видами; возможно, поэтому неудивительно, что они легче, чем другие насекомые, переносят все более значительные антропогенные изменения их среды обитания на родине.

Особенно радужным выглядит будущее тех видов ос, которым удается образовать популяции в новых странах. Вероятно, климатические изменения откроют этим легко приспосабливающимся переселенцам двери по всему миру. Зимы, которые уже стали мягче, привели к тому, что в Финляндии популяции ос Vespula расселились на север, а в низких широтах гнезда, существующие по нескольку сезонов, стали крупнее и встречаются все чаще. В Польше более ранняя весна дает маткам возможность приступать к постройке гнезда раньше, чем обычно. Всасывающие ловушки на Ротамстедской научно-исследовательской станции в Великобритании, которые отбирали образцы ос на протяжении 39 лет, показали, что в более теплые и сухие годы популяция ос может увеличиться на два порядка[361]. Пока мы нагреваем нашу планету, осы Vespula и Vespa, безусловно, окажутся в выигрыше: более широкие географические ареалы, более крупные колонии, возможно, сообщающиеся друг с другом колонии. Все это говорит о том, что наша жизнь и наши родные экосистемы получат чуть больше безответной осиной любви.

Как и в случае с другими группами насекомых, очевидно, что в эпоху антропоцена одни осы, вероятнее всего, будут победителями, а другие – проигравшими. Но мы понятия не имеем почему. Среди антропогенных причин сокращения численности пчел – потеря кормовых территорий, фрагментация среды обитания и использование пестицидов. Они в равной степени могут оказывать воздействие на ос. По некоторым данным, инсектициды влияют на успешность охоты ос[362], и это неудивительно, поскольку данные химические вещества, как правило, разработаны, чтобы вызывать у насекомых функциональные нарушения, и существует множество свидетельств, как действие химикатов распространяется и на виды, с которыми борьба не ведется.

Экологические и экономические последствия сокращения популяции ос, вероятно, будут значительными: мы все еще можем стать свидетелями «заполонения тучами мух», о котором более 150 лет назад предупреждал нас Эдвард Ормерод, и осы, возможно, утратят роль «резервных» опылителей прежде, чем мы сможем оценить ее количественно. Пока мы не знаем, каковы будут издержки, связанные с сокращением популяции ос, но, вероятно, они будут аналогичны таковым для пчел. Подумайте о тех миллионах, в которые вылился бы ущерб мировому сельскому хозяйству, если бы стали редкостью паразитоидные осы.

Поэтому понять последствия сокращения численности осиных популяций сейчас не менее важно, своевременно и необходимо, чем в случае пчел и других насекомых. Поразительно, но лишь одна оса (Tachysphex pechumani) внесена в Красную книгу Международного союза охраны природы[363], в Великобритании всего лишь девять видов ос внесены в Список видов, имеющих первостепенное значение, и из всех видов общественных ос, обитающих в Европе, единственным видом, охраняемым законом (в Германии), является Vespa crabro. Нет ни одной природоохранной программы, которая поставила бы в центр своего внимания осу.

Мы не можем сказать точно, как выглядел бы мир без ос или как долго людям осталось бы жить, если бы осы «исчезли с лица Земли». Но мы можем попробовать себе это представить. Если бы не было бесконечного разнообразия форм ос – охотников, паразитов, фармацевтов, химиков, изготовителей инструментов, переговорщиков, суперорганизмов, архитекторов и нарушителей правил, – мы ошибочно считали бы себя самыми сложными и занимательными организмами на планете. Без услуг ос как регуляторов численности вредителей, опылителей, распространителей семян и помощников в разложении органики наши леса, луга, парки, сады, пустыни, горные районы и вересковые пустоши не смогли бы поддерживать здоровье планеты так, как им это (почти) удается в настоящее время. Без ос не было бы ни пчел, чтобы опылять планету, ни муравьев, чтобы убирать мусор и придавать облик земле, ни гениев, чтобы приписывать им то, чего они не говорили.

Итак, что же дальше?

В последнее десятилетие мы начали отказываться от оценки природы с ограниченной экономической точки зрения. Наши отношения с ней превратились в двусторонний динамичный процесс: мы перешли от представления «природа для людей» к представлению «люди и природа». Этот новый взгляд не дает нам права уделять внимание лишь избранной подборке «образцово-показательных» видов или заботиться лишь о нескольких охраняемых территориях. Он заставляет нас задумываться о том, как мы каждый день живем одной жизнью с природой – весь день, а не только во время редких прогулок по парку или лесу.

Именно такое щадящее для природы сосуществование должно стать приоритетом. Форма и функции по-прежнему имеют значение, и ценность услуг природы ни в коем случае не преуменьшается, но мы начинаем ценить природу за ее умение приспосабливаться и за устойчивость, поскольку это именно то, что нужно природе, чтобы выдерживать те скорость и масштабы изменений, которые мы навязываем планете, на которой соседствуем с ней. Применение кредо «люди и природа» ко всем аспектам биоразнообразия – это смелый шаг, который необходимо сделать, чтобы быстро восстановить мир природы.

Как же осы вписываются в это видение будущего?

Возможно, мы придумаем, как поставить ос себе на службу. Научимся пользоваться тем замечательным набором услуг, которые они оказывают. Сможем лучше работать с осами, чтобы максимально использовать их активы на благо нашего здоровья, богатства, благополучия и счастья. Мы еще в древности придумали, как добиться, чтобы пчелы работали на нас, вплоть до того, что в настоящее время они стали полуодомашненным видом. Мы превосходно использовали себе во благо лозунг «Пчелы и люди». Так почему бы не быть «Осам и людям»?

Пропаганда рационального использования местных видов ос в сельском хозяйстве в качестве опылителей и хищников как источника пищи и помощников в процессах разложения могла бы принести значительную пользу нашей планете. Если мы объединим управление популяциями ос (через людей) и природными экосистемами (через природу), от этого выиграют и фермеры, и осы, и биоразнообразие смешанных экосистем будущего, созданных природой и руками человека.

Исследователи ос поздно спохватились: мы не уделяли бесконечному разнообразию форм ос того внимания, какого они заслуживают. Мы только сейчас начинаем понимать, что осы делают для нас и как мы можем оценить их по достоинству. Осы – это «трудный ребенок» мира насекомых. Для нас они загадка: непонятые, заброшенные, оклеветанные, ненормальные, бесполезные. Из-за того, что мы не утруждали себя тем, чтобы в полной мере ознакомиться с их сложными нравами, сейчас мы делаем лишь первые шаги, чтобы по достоинству ценить их за то, какие они есть.

Время работает против нас: нам нужно быстро наверстывать упущенное в науке об осах, чтобы смазать рычаг переключения передач – а это нужно нам, чтобы жить вместе с ними. Я не имею в виду «просто терпеть их»; я имею в виду «успешно жить» бок о бок с осами: чтобы стало нормой ценить их как истребителей вредителей, как опылителей и поставщиков пищи; чтобы стало нормой восхищаться ими за их загадочную красоту, за любопытную историю их жизни и за то, что они – удивительные игрушки эволюции; чтобы, увидев осу, мы останавливались, улыбались и кивали ей с признательностью, благодаря ее за напоминание, что эта планета скрывает немало тайн и чудес; чтобы мы с еще большим интересом бродили среди бесконечного разнообразия форм ос.

И других организмов, конечно же.

Даже слизняков.

Благодарности

В январе 2020 года я открыла свой ноутбук и напечатала первые слова этой книги. Примерно в то же время на другом конце земли – в Ухане, в Китае – жизнь в том виде, в каком мы ее знали, незаметно, но в корне изменилась. Глобальная пандемия – это неподходящее время для написания книги: карантин, дистанционное обучение, изоляция, одиночество, страх перед неизвестной болезнью, больницы переполнены, друзья теряют близких, да еще и в магазинах пропала туалетная бумага. Конечно, находились и более важные дела и темы для размышлений, нежели текст об осах. Но благодаря множеству замечательных людей (и изрядному количеству экспериментов с домашним хлебопечением) эта книга сейчас перед вами.

Прежде всего я благодарю моего замечательного мужа Ника, без которого эта книга никогда бы не была закончена. Спасибо тебе за то, что развлекал нашу армию, купал ее и кормил во время моих писательских марафонов по выходным; спасибо тебе за живой интерес к моим таблицам по подсчету слов, за то, что мирился с моими приступами бурного энтузиазма оттого, что я узнала что-то новое об осах, за твой домашний джин с тоником и, самое главное, за то, что ты всегда любишь меня и веришь в меня. Теперь тебе можно прочитать это – книга окончена.

Рубен, Розель и Тео – спасибо вам за то, что потихоньку росли, пока ваша мама была одержима этой книгой. На самом деле вели вы себя не так уж и тихо, но это тоже хорошо: ваша потрясающая игра на джазовом пианино (Рубен), ваше пение, танцы и просто любовь к жизни (Розель) и ваши не по годам мудрые комментарии обо всем (Тео) стали саундтреком к процессу написания книги. Странно, наверное, когда у тебя мама постоянно думает об осах, охотится на ос или говорит об осах; спасибо, что потакали моей эксцентричности и одержимости. Я не думала, что я такой стану.

Я посвятила эту книгу моим родителям – Фрэнсис и Грэму. Не могу припомнить такого момента, когда бы вы не любили, не ободряли и не поддерживали меня. Спасибо вам за то, что вдохновляете меня всегда стараться усерднее, стремиться выше, мыслить шире и использовать каждую возможность, которую мне подбрасывает жизнь. Еще спасибо вам за то, что вы были смелыми, терпеливыми и добрыми людьми, которые прочли первые черновики этой книги в самом ее убогом и непритязательном виде, когда я не осмеливалась кому-либо еще показать ее. Вы говорили разные правильные вещи, чтобы подстегнуть мой переход к следующему этапу. Надеюсь, вам понравится окончательный вариант, посвященный вам за те бесконечные любовь, поддержку и одобрение, которые я получала от вас. Да, и за слизняков.

Еще выражаю особую благодарность моей свекрови Розмари, которая оказалась потрясающим корректором (будущие авторы – хватайте ее!). Спасибо вам за то, что вы так героически проработали всю корректуру моей книги менее чем за неделю: вы исправили больше опечаток и грамматических ошибок, чем я пометила ос краской; и я не могу выразить словами, как приятно было услышать, что (несмотря на опечатки) моя книга действительно вполне читабельна и интересна! Если бы я могла читать хоть в половину вашей скорости и замечать хотя бы половину тех опечаток, что заметили вы, я бы написала эту книгу гораздо быстрее. Давайте просто договоримся больше не заговаривать об оксфордской запятой, когда в следующий раз семья соберется вместе.

Эта книга вызревала у меня несколько лет, и все благодаря множеству, великому множеству бесед, для проведения которых меня приглашали местные естественноисторические общества, общества пчеловодов, собрания Института по делам женщин, фестивали, школы и студенческие группы. Их слишком много, чтобы перечислить все, но спасибо вам всем за ваши любезные приглашения, дружелюбную аудиторию и полные искреннего интереса вопросы о тех аспектах жизни ос, о которых я никогда раньше не задумывалась. Я и представить себе не могла, что эти разговоры лягут в основу книги – этой самой книги.

Из разговоров об осах в деревенских залах собраний родился замысел написать книгу, и он оформился в нечто связное под чутким руководством моего чудесного агента Уилла Фрэнсиса. Уилл, спасибо вам за то, что поверили в меня с самого начала, за то, что умело превратили мои восторженные размышления об осах в нечто способное заинтересовать издателей. Ваш опытный взгляд, тщательный подбор слов и работа над структурой повествования – это просто чудо.

Катаясь по писательским американским горкам волнений, ужаса, острых ощущений, разочарования, удивления, раздражения и облегчения, я несколько раз доходила до того, что говорила себе: «Все, с меня хватит!» Это сейчас мое более мудрое «я» уже знает, что завершение работы над первым, вторым или даже третьим черновиком книги – это еще не конец. А тогда мой проницательный редактор – Арабелла Пайк из HarperCollins – встречала меня на каждой остановке целым потоком искренних отзывов и слов ободрения. Спасибо вам, Арабелла, за то, что превратили мою «болтовню» в такой стиль изложения, который заинтересовал бы читателей, за наши ночные мозговые штурмы и за веру в меня, несмотря на то что я запаздывала со сроками. Блистательный талант Арабеллы дополнял столь же великолепный Иэн Хант – наверное, лучший редактор, какого только мог пожелать начинающий автор. Иэн, ваш орлиный взгляд на формулировки, грамматику, структуру и уместность материала сгладил шероховатости моего изложения, сделав его определенно более удобоваримым и разумным. Спасибо вам за ваши долгие часы усердного «причесывания» моих слов. И Джо Томпсону за помощь с фотографиями: как ни странно, это был один из самых сложных моментов в книге, и я бы не справилась с ним без вашего спокойного терпения и вашего меткого взора, от которого не ускользнет ни одна прелестная оса!

На спусках трассы моих писательских американских горок я заглядывала за грань разочарования и одержимости и иногда спрашивала себя, не было ли это безумием; в какой-то мере я ощутила те эйфорию и ужас, из которых, как говорят, складывается жизнь писателя. Меня это скорее радовало, чем удручало, но без трудностей все же не обошлось. Этот путь прошли со мной несколько терпеливых друзей, которых я старалась не слишком утомлять очередными проблемами с осами и словами во время наших прогулок на карантине, вечерних занятий сапсерфингом или за таким нужным бокалом вина (человек, о котором я пишу, поймет). Приношу извинения многочисленным друзьям, которые вежливо спрашивали: «Ну что, дописала?» – а в ответ получали нежелательный поток ненужных подробностей о какой-нибудь текущей сложности с книгой. Особая благодарность Адаму Резерфорду за его ободряющие речи и Николе Райхани, которая проделала собственное путешествие в книжный мир за год до меня и была для меня своего рода наставницей в написании первой книги. Спасибо тебе, Никола, за то, что познакомила меня со всеми нужными людьми, посоветовала мне, что и когда делать. Если моя книга окажется хотя бы наполовину такой же замечательной, как твоя, я буду очень счастлива.

Пока я терялась среди бесконечного разнообразия форм ос, моя исследовательская группа в Калифорнийском университете переживала длительный период безначалия, страдая от того, что я пренебрегала своими обязанностями руководителя. Спасибо вам за то, что терпели мои бессвязные разглагольствования об особенностях осиной природы, которые к вам не имели никакого отношения, и за обсуждение глав моей книги в то время, когда вы предпочли бы обсуждать ваши последние результаты. Я обещаю, что уже возвращаюсь (по крайней мере, до следующей книги!). Особая благодарность многострадальным сотрудникам лаборатории, бывшим и нынешним, которые нашли время для чтения и критики черновиков моих глав, особенно Оуэну Корбетту, Робину Саутону, Эмелин Фавро, Патрику Кеннеди, Крису Уайатту, Бену Тейлору, Алессандро Чини, Ионе Каннингем-Йорик, Чините Ои и Райану Броку. И моим коллегам, близким и далеким, – за ваши мысли, исправления, проверки на удобочитаемость и ободряющие слова, в особенности Сильвии Чаушу, Майклу Олу, Гэвину Броуду, Лиаму Кроули, Стюарту Робертсу и Дженни Джандт – я глубоко благодарна вам за ваши время и опыт. Эти умные люди позволяют мне надеяться, что я сумела избежать совсем уж вопиющих ошибок. Ошибки наверняка остались, но это исключительно моя ответственность.

Сотням ученых, без которых не было бы ничего такого, что можно написать об осах (или даже о пчелах): спасибо. Если вас не упомянули в тексте, ваше имя указано вместе с публикациями в примечаниях. Надеюсь, что я не представила в ложном свете вас самих, не исказила полученные вами научные данные и не слишком сильно отклонялась от написанного вами, когда позволяла себе вести повествование чуть более витиевато. Многие истории в книге основаны (прямо или косвенно) на моих путешествиях и опыте охоты за осами; такие приключения стали возможными лишь благодаря щедрости и доброте множества людей по всему миру. Особая благодарность Джону Уолтерсу за то, что он познакомил меня с миром пилюльных ос; Адаму Харту, моему соучастнику в деле разъяснительной работы об осах; Бобу Брауну за то, что научил меня выкапывать осиное гнездо, и Филипе Салбани (нашему местному заклинателю пчел) за неизменную готовность выкапывать осиные гнезда по первому требованию; семье Тидмарш за то, что они оказали мне просто потрясающую услугу, приютив осиное гнездо в своем садовом сарае. И множеству людей из отдаленных уголков мира: с Тринидада (Эндрю Стивенсону, Балдео и его семье, Крису Старру), из Бразилии (в особенности Фабио Насименту и его лаборатории), из Малайзии (особенно Дураю, Тине и жителям Букит-Фрейзер, которые помнили меня даже через 20 лет) и в особенности из Панамы – особая благодарность Биллу Уизлоу, общине Гамбоа и работникам исследовательского центра Эрла С. Таппера, полевой станции Галета и острова Барро-Колорадо за ваши поддержку, помощь и терпение (особенно с моим очень плохим испанским).

Мое путешествие в мир ос никогда бы не состоялось без некоторых особенных «заклинателей ос» наших дней, которые на протяжении многих лет обучали, наставляли и вдохновляли меня. Спасибо Джереми Филду – за то, что научил меня, как обращаться с гнездом насекомых, держать пипетку, писать предложения, и за другие осиные жизненные навыки; я так рада, что вы впервые заманили меня в мир ос, сказав, что «эти осы не жалят» (неправда!). Мэри Джейн Уэст-Эберхард – за ваши замечательные идеи, за вашу простоту и открытость и за то, как вы меня приняли и научили «просто наблюдать за осами». Джоан Штрассман – за то, что продолжает вдохновлять меня, хотя больше не изучает ос. Спасибо также тем, кто предпочитает ос-вегетарианцев и бескрылых ос, но внес огромный вклад в мой рост как ученого, особенно Коосу Бумсме и Эндрю Бурку. И, конечно, «заклинателям ос» прошлого, к которым я отношусь как к старым друзьям, хоть они никогда не узнают, какое огромное влияние они оказали на меня и на эту книгу – особенно Маргарет Морли, Элизабет и Джорджу Пекхэм, Говарду Эвансу, Эдварду Ормероду и Жану-Анри Фабру.

Наконец, спасибо И. С. Баху, которому, вероятно, осы вообще не нравились, но чья музыка очень помогла мне довести до конца работу над этой книгой. Его музыка приводила меня туда, где я могла сосредоточиться среди хаоса и стресса последних двух лет. Особая благодарность за то нижнее соль в начале его сюиты для виолончели № 1 соль мажор, что погружало меня в чары мирного созидания и было прелюдией каждого дня моей работы над книгой. Если бы он написал больше шести сюит для виолончели, я, возможно, закончила бы ее раньше.

Сейриан Самнер

Март 2022 года

Фотографии

Осы – величайшие архитекторы. Их гнезда напоминают футбольные мячи, теннисные ракетки и дизайнерские платья (Natural History Museum)

Эволюция «осиной талии» придала паразитоидным наездникам, таким как эта Rhyssa persuasoria, дополнительную маневренность при откладке яиц, открыв возможность паразитировать на более широком спектре добычи (John Tomsett)

Пилильщики – предки паразитоидных и жалящих ос. Это очень разнообразная группа, насчитывающая более 8000 видов, с характерным хвостом, который представляет собой не жало, а яйцеклад (David Fotheringham)

Гигантский азиатский шершень Vespa mandarinia часто ошибочно упоминается в сообщениях СМИ о вторжении в Европу Vespa velutina (John Horstman)

Орехотворки откладывают яйца на нижнюю сторону листьев дуба, бука и розового дерева. Они побуждают растение создавать защитную оболочку вокруг яйца – желчь. Растение также обеспечивает личинку осы питанием, но само не получает никакой пользы (Sandra Standbridge/Getty)

Пчелиный волк (Philanthus triangulum), несущий добытую медоносную пчелу. Насекомое производит коктейль из антибиотиков и противогрибковых химикатов для защиты расплода от болезней (Steve Everett)

Оса Polistes с идентификационной радиометкой. Такие метки позволяют исследователям отслеживать перемещения ос между гнездами (Aidan Weatherill)

Оса-ампулекс (Ampulex compressa), вводящая яд в таракана. Яд используется для превращения жертвы в зомби, которого оса затем ведет, как послушную собаку, в гнездо (ZUMA Press, Inc./Alamy)

Оса-аммофила, парализующая гусеницу. Ammophila была любимицей как Жан Анри Фабра, так и Джорджа и Элизабет Пекхэм. Они восхищались ее охотничьими навыками, наблюдая, как она парализует гусениц (Paul Starosta/Getty)

Охотящаяся на пауков оса-помпилид нападает на блуждающего паука (Ray Hamilton)

Одиночные осы из рода Oxybelus разработали хитроумный способ переноса мух в гнездо: насаживают добычу на жало (blickwinkel/Alamy)

Сколия-гигант (Megascolia maculata) – самая крупная оса в Европе. Она сыграла ключевую роль в исследовании медицинских преимуществ осиного яда (Nick Brischuk)

Пилюльная оса Sceliphron jamaicense (Rolf Nussbaumer Photography/Alamy)

Осы Polistes canadensis строят гнездо. Наблюдение за поведением в том числе этого вида ос в гнездах помогло ученым понять, как и почему эволюционировала социальность (Patrick Kennedy)

Внутри гнезда шершня обыкновенного, Vespa crabro (Westend61/Getty)

Узоры из пятен на головах бумажных ос Polistes. Некоторые виды ос используют подобное изменение внешнего вида, чтобы отличить одного соседа по гнезду от другого (Michael Sheehan)

Сбор гнезд шершней для анализа их рациона. Содержимое кишок личинок можно секвенировать, чтобы определить, чем их кормили (Seirian Sumner)

Гнездо африканской бумажной осы Belonogaster juncea. Эти осы распространены по всему африканскому континенту, где охотятся на гусениц, что делает их возможными средствами устойчивой борьбы с вредителями для местных фермеров (Patrick Kennedy)

Оса пытается спариваться с орхидеей. 22 рода орхидей используют для опыления ос-тиннид. Эти растения эволюционировали так, чтобы по запаху, наощупь и по внешнему виду походить на самку осы-тинниды. Самцы ос не могут удержаться от попытки совокупиться с цветами, при этом собирая пыльцу, которую переносят на следующий цветок (Tim Gainey/Alamy)

Оса, занятая опылением. Старейший отчет об осах в связи с опылением был опубликован Чарльзом Дарвином в 1870 году: Hemipepsis были замечены высасывающими нектар из растений в Южной Африке (Eric Lowenbach/Getty)

Шершень Vespa velutina. Личинки общественных ос обеспечивают взрослых рабочих особей питанием, но в конце сезона, когда большинство личинок окуклились, общественные осы нуждаются в других источниках пищи. Они посещают цветы в поисках нектара и, по неосторожности, помогают опылению (David Element)

Осы – опылители инжира. Инжир служит безопасным питомником для развивающегося осиного расплода. Инжир получает пользу от того, что оса переносит его пыльцу на другой цветок (Danita Delimont/Alamy)

Желтоногий азиатский шершень Vespa velutina охотится на разнообразных насекомых, в том числе на рабочих пчел, возвращающихся в улей (Lessy Sebastian/EyeEm/ Getty)

Гнезда общественных ос – чудеса архитектуры. Для их постройки используются разнообразные растительные материалы – садовые изгороди, навесы, гниющая древесина, свежие стебли. В результате получается красочная оболочка гнезда. Внутри находятся соты для расплода, расположенные слоями, как в многоэтажном жилом доме (Seirian Sumner)

Социальные осы – универсальные охотники. Они охотятся на любых насекомых, поэтому ценны как в природных, так и в фермерских экосистемах в качестве борцов с вредителями (Vinícius Souza/Alamy)

Ammophila охотится за гусеницей, которой будет питаться ее потомство (image-BROKER/Alamy)

Осы Apoica – удивительное зрелище в неотропических лесах Никарагуа. Они проводят день в гнезде, и их ярко-желтое брюшко отпугивает любых хищников. Ночью они выходят на охоту! (Rob Francis/Alamy)

Vespa crabro, шершень обыкновенный, аборигенный европейский вид (Steven Falk)

Тропическая бумажная оса. Рабочие особи Polistes canadensis делятся добычей (Kathryn Booth)

Примечания

1

Перевод Е. Суриц.

2

В английском языке под осами понимают не только собственно ос (представителей жалоносных перепончатокрылых, кроме пчел и муравьев), но также и насекомых, которые в русском языке называются наездниками (реже – осами-наездниками). – Прим. науч. ред.

3

Пчелы тоже жалят! – Здесь и далее, если не указано иное, прим. авт.

4

Многие из пчел тоже способны жалить несколько раз. Только у медоносной пчелы жало с такими зазубринами, что застревает в теле укушенного человека и вырывает внутренности насекомого, когда оно пытается освободиться.

5

Несмотря на полезность многих пчел, есть виды, которые могут доставить существенное неудобство, а то и вред. К примеру, пчелы-плотники (род Xylocopa). Несмотря на то что виды этого рода включены в Красные книги России, Беларуси и других стран, в интернете очень много видео с советами, как прогнать это насекомое с дачного участка. Но в целом репутация у пчел несравнимо лучше, чем у ос. – Прим. науч. ред.

6

Предками современных ос, пчел и муравьев были примитивные виды ос, но не стоит их путать с современными осами. Современные осы, пчелы и муравьи – это параллельные ветви эволюции, произошедшие от общего предка, которого мы также можем назвать осой. – Прим. науч. ред.

7

По ныне существующей гипотезе, это была оса, которая охотилась на других насекомых-опылителей. Распробовав однажды добычу с пыльцой растения, она пришла к выводу, что пыльца будет более питательным субстратом. – Прим. науч. ред.

8

Коэволюционные отношения насекомых и цветковых растений весьма интересно и подробно описаны в книге российского энтомолога Э. К. Гринфельда «Происхождение и развитие антофилии у насекомых». – Прим. науч. ред.

9

Это отношение к осам в полной мере пришлось ощутить в ходе перевода этой книги: одной из самых сложных задач было отыскать правильные русские названия видов ос, упоминаемых в книге. – Прим. перев.

10

Здесь и далее следует помнить, что понятие «оса» в отечественной научной литературе более узкое, а «паразитоидные осы» в русском языке называются наездниками и не причисляются к осам. – Прим. перев.

11

Речь идет о хальдоидном наезднике, который в англоязычных странах относится к осам. – Прим. науч. ред.

12

Например, разнообразие жизненных форм среди жуков все же выше (как минимум, среди ос вряд ли найдется хоть один водный организм, тогда как среди жуков их достаточно). Двукрылые – также многогранная группа, занимающая огромное количество экологических ниш, и единственная группа насекомых, обитающая на всех континентах нашей планеты. Впрочем, это не умаляет всего удивительного многообразия жизненных форм ос. – Прим. науч. ред.

13

Перевод П. В. Мелковой.

14

Подобные названия встречаются в Южной Америке. Это названия не конкретного вида, а семейства в целом. – Прим. науч. ред.

15

Dhand A. A. City of Sinners. London: Bantam Press, 2018.

16

В английском языке они носят название potter wasps (букв. «осы-гончары») за гнезда из глины, напоминающие горшочки. По-русски их называют «стенными осами» за склонность устраивать гнезда на стенах домов. – Прим. перев.

17

Английское название ос-стеногастрин, hover wasps, буквально означает «парящие осы». – Прим. перев.

18

Sumner S. et al. Why we love bees and hate wasps // Ecological Entomology, 2019, 43(6). P. 836–845.

19

«Пчелиная бомбочка» (англ. beebomb) – упакованная в комки глины смесь семян местных диких травянистых растений, цветки которых любят посещать пчелы. – Прим. перев.

20

Данные сайта Google Trends. https://trends. google. com/trends.

21

В русскоязычной практике этих насекомых называют наездниками и не объединяют с осами. – Прим. перев.

22

Evans H. E. and West Eberhard M. J. The Wasps. Ann Arbor: University of Michigan Press, 1970.

23

Hamilton W. D. Foreword // Natural History and Evolution of Paper-Wasps / edited by Stefano Turillazzi and Mary Jane West-Eberhard. Oxford: Oxford University Press, 1996. P. v—vi.

24

Lester Philip J. The Vulgar Wasp: The Story of a Ruthless Invader and Ingenious Predator. Wellington: Victoria University Press, 2018.

25

Перевод К. А. Тимирязева.

26

Это связано с тем, что жуки – одна из наиболее изученных групп насекомых ввиду как большого количества специалистов, занимающихся ими, так и факта коллекционирования. Многие любители-коллекционеры собирают именно жуков.

27

Stork N. E. How many species of insects and other terrestrial arthropods are there on earth? // Annual Review of Entomology, 2018, 63. P. 31–45.

28

Ibid.

29

Указать количество описанных видов куда сложнее, чем кажется. Так бывает потому, что иногда одному и тому же виду дают разные названия. С учетом синонимов минимальная оценка числа описанных видов перепончатокрылых составляет 117 000; максимальная оценка достигает примерно 150 000.

30

Ibid.

31

Также важным отличием паразитоидов от паразитов является то, что процесс развития паразитоида в обязательном порядке приводит к гибели хозяина. Паразиты убивают своего хозяина только при слишком большом их количестве. – Прим. науч. ред.

32

Zhu F. et al. Symbiotic polydnavirus and venom reveal parasitoid to its hyperparasitoids // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2018, 115. P. 5205–5210.

33

Gaston K. J. Body size and probability of description: the beetle fauna of Britain // Ecological Entomology, 1991, 16. P. 505–508.

34

Здесь вспоминается отрывок из стихотворения Джонатана Свифта: «Натуралистами открыты / У паразитов паразиты…» (перевод С. Я. Маршака). – Прим. перев.

35

Fernandez-Triana J. L. et al. Review of Apanteles sensu stricto (Hymenoptera, Braconidae, Microgastrinae) from Area de Conservación Guanacaste, northwestern Costa Rica, with keys to all described species from Mesoamerica // ZooKeys, 2014, 383. P. 1–565.

36

В целом наблюдается следующая тенденция: чем дальше от экватора и тропических регионов, тем меньше биологическое разнообразие. Биологическое разнообразие Великобритании может быть сопоставимо с таковым, например, в Московской области. – Прим. науч. ред.

37

Forbes A. A. et al. Quantifying the unquantifiable: why Hymenoptera, not Coleoptera, is the most speciose animal order // BMC Ecology, 2018, 18. P. 21.

38

Возможно, эти данные устареют через неделю или через месяц, и уж наверняка к тому времени, когда вы дочитаете эту книгу. Отношения в целом сохранятся, а вот подробности могут и поменяться.

39

Misof B. et al. Phylogenomics resolves the timing and pattern of insect evolution // Science, 2014, 346. P. 763–767.

40

В связи с этим в русском языке они носят название «ложногусениц». Отличаются они количеством ложноножек (ножек на брюшке): у ложногусениц их больше – 6–8 пар, тогда как у настоящих гусениц не более 5. – Прим. науч. ред.

41

Ibid.

42

Oeyen J. P. et al. Sawfly genomes reveal evolutionary acquisitions that fostered the mega-radiation of parasitoid and eusocial Hymenoptera // Genome Biology and Evolution, 2020, 12. P. 1099–1188.

43

Tan C. W. et al. Symbiotic polydnavirus of a parasite manipulates caterpillar and plant immunity // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2018, 115. P. 5199–5204.

44

Zhu F. et al. Symbiotic polydnavirus and venom reveal parasitoid to its hyperparasitoids // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2018, 115. P. 5205–5210.

45

Wang G. et al. Genomic evidence of prevalent hybridization throughout the evolutionary history of the fig-wasp pollination mutualism // Nature Communications, 2021, 12. P. 1–14.

46

Blaimer B. B. et al. Comprehensive phylogenomic analyses re-write the evolution of parasitism within cynipoid wasps // BMC Evolutionary Biology, 2020, 20. P. 1–22.

47

Многие паразитоиды используют свой яйцеклад как для введения яда, так и для кладки яиц. А некоторые наездники-ихневмониды (например, Ophion, Netelia) также охотно жалят, защищаясь. Однако в данном случае важным моментом является то, что у жалоносных перепончатокрылых жало предназначено исключительно для введения яда, а не для кладки яиц.

48

Huang P. et al. The first divergence time estimation of the subfamily Stenogastrinae (Hymenoptera: Vespidae) based on mitochondrial phylogenomics // International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 137. P. 767–773.

49

Речь идет об эволюции от примитивных семей (где несколько самок в совместном гнезде помогают друг другу выращивать потомство) через более социальный образ жизни (одна самка откладывает яйца, остальные только защищают совместное гнездо) до высших форм социализации с образованием разнообразных каст рабочих особей, часто отличающихся внешне и обслуживающих одно огромное гнездо. – Прим. науч. ред.

50

К этому типу относятся в том числе осы-немки (группа бескрылых ос). В английском языке их называют «вельветовыми муравьями» (velvet ants), однако с точки зрения эволюции они ближе к осам, поэтому русское название точнее. Осы-немки – паразитическая группа, их образ жизни сильно отличается от большинства известных нам муравьев. – Прим. науч. ред.

51

У многих видов муравьев на самом деле развит социальный паразитизм, при котором в качестве «семьи» выступают рабочие особи, а то и целые муравейники близкородственных видов (иногда вплоть до редукции каст муравья-паразита только до размножающихся самок и самцов). – Прим. науч. ред.

52

Hölldobler B. and Wilson E. O. The Ants. Berlin: Springer Verlag, 1990.

53

Barden P. Fossil ants (Hymenoptera: Formicidae): ancient diversity and the rise of modern lineages // Myrmecological News, 2017, 24. P. 1–30; Barden P. and Engel M. S. Fossil social insects // Encyclopedia of Social Insects. Cham: Springer Cham, 2020. https://doi. org/10.1007/978-3-319-90306-4_45-1.

54

Boudinot B. E. et al. Camelosphecia gen. nov., lost ant-wasp intermediates from the mid-cretaceous (Hymenoptera, Formicoidea) // ZooKeys, 2020, 1005. P. 21–55.

55

Этот признак характерен не только для муравьев, но и для многих других перепончатокрылых (особенно для жалоносных). – Прим. науч. ред.

56

Порой он совсем узкий и похож на чешуйку, например, у рыжих лесных муравьев. – Прим. науч. ред.

57

Щеточки и «корзиночки» для сбора пыльцы находятся у пчел на лапках (задних и передних), верхней стороне брюшка, нижней стороне брюшка; иногда пыльца и вовсе скапливается на всей поверхности тела пчел, а затем они собирают ее с тела лапками. Однако у наиболее эволюционно продвинутых – шмелей и медоносных пчел – появляется специализированная «корзинка» на голенях или первом членике задних лапок. – Прим. науч. ред.

58

Branstetter M. G. et al. Phylogenomic insights into the evolution of stinging wasps and the origins of ants and bees // Current Biology, 2017, 27. P. 1019–1025.

59

Danforth B. N. and Poinar Jr., G. O. Morphology, classification, and antiquity of Melittosphex burmensis (Apoidea: Melittosphecidae) and implications for early bee evolution // Journal of Paleontology, 2011, 85. P. 882–891.

60

Poinar G. Discoscapidae fam. nov. (Hymenoptera: Apoidea), a new family of stem lineage bees with associated beetle triungulins in mid-Cretaceous Burmese amber // Palaeodiversity, 2020, 13. P. 1.

61

Peters R. S. et al. Evolutionary history of the Hymenoptera // Current Biology, 2017, 27. P. 1–6.

62

Sann M. et al. Phylogenomic analysis of Apoidea sheds new light on the sister group of bees // BMC Evolutionary Biology, 2018, 18. P. 1–15.

63

Grimaldi D. A. et al. Direct evidence for eudicot pollen-feeding in a Cretaceous stinging wasp (Angiospermae; Hymenoptera, Aculeata) preserved in Burmese amber // Communications Biology, 2019, 2. P. 1–10. 2. «Заклинатели ос» и их идеи фикс

64

Reinhard E. G. The Witchery of Wasps. New York: The Century Co, 1929. P. 291.

65

Это утверждение относится преимущественно к англоязычной науке. В России хорошая гименоптерологическая школа, представители которой занимаются в том числе осами и наездниками. – Прим. науч. ред.

66

Автор отсылает к трем признакам эусоциального (истинно общественного) образа жизни: обитание в гнезде нескольких поколений, совместный уход за потомством, наличие каст из размножающихся и рабочих особей. – Прим. науч. ред.

67

Это мнение было напрямую высказано в книге Фила Рау и Нелли Рау «Изучение ос в полевых условиях» (Wasp Studies Afield) 1918 года издания: «Нам не стоит извиняться за частое использование антропоморфных мыслей, терминов и интерпретаций. Однако не следует вкладывать в подобные фразы какой-либо тонкий метафизический смысл. Они используются как меткие описательные выражения и не ставят целью утверждать, что эти существа обладают логическим мышлением».

68

Rau P. and Rau N. Wasp Studies Afield. Princeton: Princeton University Press, 1918.

69

Fabre J. H. The Hunting Wasps. London: Hodder & Stoughton, 1915; Fabre J. H. More Hunting Wasps. London: Hodder & Stoughton, 1920.

Издания книг Фабра неоднократно выходили в России и СССР. Вот лишь некоторые из них: Фабр Ж.-А. Инстинкт и нравы насекомых. В 2 т. М.: Терра, 1993; Фабр Ж.-А. Жизнь насекомых. М.: Армада, 2001; Фабр Ж.-А. Осы-охотницы. М.: Армада, 2001. – Прим. перев.

70

Одним из исключений является общественная оса Synoeca, обладающая зазубренным жалом, которое застревает в коже напавшего на нее.

71

Возможно, эволюция снабдила медоносных пчел зазубренным жалом для сопротивления хищным позвоночным. Когда жало (а с ним и ядовитая железа) погружаются в плоть жертвы, увеличивается количество впрыскиваемого яда. А при вырывании ядовитой железы может также увеличиться количество феромона тревоги, выделяемого жалящей пчелой, – соответственно, усилится интенсивность сигнала тревоги, призывающего на защиту еще больше рабочих пчел.

72

Механизм, обеспечивающий точность нанесения укола, у одиночных ос-охотников весьма специфичен. Для общественных ос, которые используют свое жало в основном для защиты, точность, способность находить нужное место для укола и тщательная очистка жала не так важны, как для одиночной осы-охотника.

73

Kumpanenko A., Gladun D. and Vilhelmsen L. Functional morphology and evolution of the sting sheaths in Aculeata (Hymenoptera) // Arthropod Systematics and Phylogeny, 2019, 77. P. 325–338.

74

Stetsun H., Rajabi H., Matushkina N. and Gorb S. N. Functional morphology of the sting in two digger wasps (Hymenoptera: Crabronidae) with different types of prey transport // Arthropod Structure and Development, 2019, vol. 52, article 100882.

75

The Spider Hunters (Salius conicus and Aporus fasciatus) // Peckham G. and Peckham E. Wasps: Solitary and Social. Westminster: Archibald Constable & Co., 1905.

76

The Bug Hunters (Astata unicolor and Astata bicolor) // Peckham G. and Peckham E. The Instincts and Habits of the Solitary Wasps. Issue 2. Wisconsin Geological and Natural History Survey, 1899.

77

Thirteen Ways to Carry a Dead Fly // Evans H. Wasp Farm: A Scientist’s Vivid Account of the Remarkable Lives of Wasps. London: George G. Harrap & Co., 1963.

78

Поскольку «Энтомологические воспоминания» Фабра не выходили на русском языке в полном виде, некоторые из приведенных далее цитат отсутствуют в русских изданиях. Прочие цитируются по изданию: Фабр Ж.-А. Инстинкт и нравы насекомых / пер. с франц. Е. И. Шевыревой. М.: Терра, 1993. – Прим. перев.

79

Леон Дюфур был первым, кто описал сперматеку (мешочек внутри брюшка у самки перепончатокрылого, в котором хранится сперма ее партнера или партнеров, ядовитую железу, а также еще одну железу, названную в честь самого Дюфура, которая входит в состав жалящего аппарата и выделяет химические вещества, используемые общественными насекомыми для общения. Кроме того, продуктом дюфуровой железы являются выделения брюшка, которыми пользуются осы-стеногастрины для закрепления своих яиц внутри ячеек гнезда.

80

В русских изданиях эта фраза из главы «Церцерис» опущена. – Прим. перев.

81

Brock R. et al. Ecosystem services provided by aculeate wasps // Biological Reviews, 2021, 96. P. 1645–1675.

82

Всего известно 22 семейства одиночных ос. Мы ничего не смогли найти в литературе относительно взаимоотношений «хищник – жертва» для семейств Bradynobaenidae, Chyphotidae, Mutillidae, Myrmosidae, Plumariidae, Sierolomorphidae и Thynnidae.

83

Schmidt J. O. Biochemistry of insect venoms // Annual Review of Entomology, 1982, 27. P. 339–368.

84

Hawgood B. J. Maurício Rocha e Silva MD: Snake venom, bradykinin and the rise of autopharmacology // Toxicon, 1997, 35. P. 1569–1580.

85

Jaques R. and Schachter M. The presence of histamine, 5-hydroxytryptamine and a potent, slow contracting substance in wasp venom // British Journal of Pharmacology and Chemotherapy, 1954, 9. P. 53–58.

86

Piek T. Neurotoxic kinins from wasp and ant venoms // Toxicon, 1991, 29. P. 139–149.

87

Согласно данным о брадикининовом шторме, большинство симптомов и осложнений при COVID-19 было вызвано именно им: исчезновение обоняния, затруднение дыхания, снижение когнитивных функций, нарушение работы сердца. Также повышенное содержание брадикининов считается одним из факторов, провоцирующих и усугубляющих раковые заболевания. – Прим. науч. ред.

88

Garvin M. R. et al. A mechanistic model and therapeutic interventions for COVID-19 involving a RAS-mediated bradykinin storm // eLife, 2020, 9. P. 1–16.

89

Moreno M., Zurita E. and Giralt E. Delivering wasp venom for cancer therapy // Journal of Controlled Release, 2014, 182. P. 13–21.

90

Интересно, что в английском языке название осы-филанта beewolf звучит очень похоже на имя Беовульфа, героя древнеанглийского эпоса. Собственно, «Беовульф» тоже означает на древнеанглийском «пчелиный волк», хотя в данном случае имеется в виду медведь. – Прим. перев.

91

Существует не менее 50 видов пчелиных волков рода Philanthus. Но на охоте на медоносных пчел специализируется только вид Philanthus triangulum.

92

Эта фраза опущена в русском издании. – Прим. перев.

93

Приведенные в этом абзаце цитаты, за исключением первой, опущены в русском издании. – Прим. перев.

94

Последняя фраза опущена в русском издании. – Прим. перев.

95

Эта фраза опущена в русском издании. – Прим. перев.

96

Так прозвали команду из шести женщин, которых Говард Флори нанял для «разведения» пенициллина. Их звали Рут Кэллоу, Бетти Кук, Пегги Гарднер, Клэр Инайят, Меган Ланкастер и Патрисия МакКегни. Им платили по 2 фунта в неделю, и в их задачи входили высев и наблюдение за ферментацией.

97

Strohm E. et al. Nitric oxide radicals are emitted by wasp eggs to kill mold fungi // eLife, 2019, 8. P. 1–35.

98

Речь идет о крупных гусеницах бабочек-совок. На французском они называются буквально серыми червями (les vers gris). На русский это прозвище было переведено как «озимые черви», вероятно, потому, что порой озимым червем называют гусениц озимых совок, которых наблюдал Фабр. – Прим. науч. ред.

99

Цитаты в этом абзаце опущены в русском издании. – Прим. перев.

100

Budrys E. and Budriene A. Adaptability of prey handling eff ort in relation to prey size in predatory wasps (Hymenoptera: Eumeninae) // Annales Zoologici Fennici, 2012, 49. P. 58–68.

101

Лапка (tarsus) представляет собой «палец» насекомого – концевую часть его ноги.

102

Самки тутового шелкопряда не летают вовсе, а самцы в целом способны летать и иногда совершают небольшие перелеты в поисках самок. – Прим. науч. ред.

103

Вспомним из главы 1, что наездники-паразитоиды отличаются от ос: у них нет жала, но вместо него есть яйцеклад, с помощью которого они откладывают яйца внутрь или на поверхность тела своих жертв, где бы они их ни нашли. Впрочем, эволюция дала осам жало, представляющее собой модифицированную форму яйцеклада, и они откладывают яйца на добычу лишь после того, как доставят ее в уже готовую норку.

104

В русском языке аналогичного термина нет; английское слово frass также обозначает буровую муку (опилки, производимые насекомыми, живущими внутри древесины). – Прим. перев.

105

Obeysekara P. T. et al. Use of herbivore-induced plant volatiles as search cues by Tiphia vernalis and Tiphia popilliavora to locate their below-ground scarabaeid hosts // Entomologia Experimentalis et Applicata, 2014, 150. P. 74–85.

106

Olson D. and Rains G. Use of a parasitic wasp as a biosensor // Biosensors, 2014, 4. P. 150–160.

107

Lewis W. J. and Tumlinson J. H. Host detection by chemically mediated associative learning in a parasitic wasp // Nature, 1988, 331. P. 257–259.

108

Поэтому такой эффект носит и другое название – «эффект Умного Ганса». – Прим. перев.

109

Kruidhof H. M. et al. Effect of belowground herbivory on parasitoid associative learning of plant odours // Oikos, 2013, 122. P. 1094–1100.

110

Существует около 35 видов рода Sceliphron. Все они выглядят одинаково внушительно.

111

Shafer G. D. The Ways of a Mud Dauber. Redwood City: Stanford University Press, 1949.

112

Polidori C. et al. Factors affecting spider prey selection by Sceliphron mud-dauber wasps (Hymenoptera: Sphecidae) in northern Italy // Animal Biology, 2007, 57. P. 11–28.

113

Rayor L. S. Attack strategies of predatory wasps (Hymenoptera: Pompilidae; Sphecidae) on colonial orb web-building spiders (Araneidae: Metepeira incrassata) // Journal of the Kansas Entomological Society, 2014, 69. P. 67–75.

114

Ibid.

115

Догадка о том, что Homonotus выбирает только беременных паучих, родилась во время личного общения с энтомологом Стюартом Робертсом, который сообщает, что наблюдал больше 30 самок пауков Cheiracathium erraticum с прикрепившимися личинками Homonotus. Все они, кроме одной, были беременны. Та, что не была беременна, уже успела отложить яйца, и личинка осы вскоре погибла. Это поистине замечательно: самки Homonotus не только находят конкретную добычу, но и умеют каким-то образом определять ее беременность.

116

Большую часть жизни Александр Петрункевич провел в США, и его работы посвящены преимущественно фауне Северной и Южной Америки, в том числе – осам рода Pepsis. – Прим. науч. ред.

117

Petrunkevitch A. Tarantula versus tarantula-hawk: A study in instinct // Journal of Experimental Zoology, 1926, 45. P. 367–397. 3. Как вести общественную жизнь

118

Если вам доведется прочесть 30-страничную книгу Петрункевича с описанием этой охоты, вы также узнаете, что «тарантуловые ястребы» питают слабость к апельсиновому мармеладу в качестве закуски перед охотой. Так мило!

119

Во время написания этой главы я попросила энтомологов поделиться через твиттер своим мнением о книгах «заклинателей ос» XIX – начала XX в. Все единодушно согласились, что превзойти супругов Пекхэм и Фабра сложно. Если же говорить об осах, то все сошлись во мнении, что рассказы Фабра не имеют себе равных ни в одной из областей биологии нашего времени.

120

Evans H. E. and West-Eberhard M. J. The Wasps. Ann Arbor: University of Michigan Press, 1970. P. 265.

121

Szathmary E. and Maynard Smith J. The major evolutionary transitions // Nature, 1995, 374. P. 227–231

122

Количество маток в гнезде может зависеть от вида ос, а также от климата и других факторов. Гнездо с одной маткой и многими рабочими пчелами – наиболее классический пример. – Прим. науч. ред.

123

Grosberg R. K. and Strathmann R. R. The evolution of multicellularity: a minor major transition? // Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 2007, 38 (1). P. 621–654.

124

Boomsma J. J. and Gawne R. Superorganismality and caste differentiation as points of no return: how the major evolutionary transitions were lost in translation // Biological Reviews, 2018, 93 (1). P. 28–54.

125

Hölldobler B. and Wilson E. O. The Ants. Berlin: Springer Verlag, 1990.

126

Osborne K. et al. Natural behavior polymorphism due to a cGMP-dependent protein kinase of Drosophila // Science, 1997, 277. P. 834–836.

127

Генетическая информация в организме хранится в ДНК, и ее превращение в белок происходит с помощью РНК, однако РНК существуют разных видов. Поскольку ДНК важно оставлять неизменной, с нее снимается копия на матричную м-РНК. Дальнейшие операции в клетке идут с этим кусочком, далее с помощью рибосом происходит синтез белка по матрице м-РНК. Также существуют специальные микроРНК, которые мешают дальнейшему считыванию м-РНК в белок, и, соответственно, производство останавливается. – Прим. науч. ред.

128

Активность гена измеряется через его экспрессию: это количество «считываний», которые ему задано сделать, и оно в итоге определяет, сколько вырабатывается того или иного белка. Экспрессию генов можно измерить экспериментально, подсчитав количество транскриптов РНК в ткани в определенный момент (например, в ответ на изменение продолжительности дня или температуры).

129

Anreiter I. et al. Epigenetic mechanisms modulate differences in Drosophila foraging behavior // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2017, 114. P. 12518– 12523.

130

West-Eberhard M. Flexible strategy and social evolution // Animal Societies: Theories and Facts. Tokyo: Japan Scientific Societies Press, 1987. P. 35–51; West-Eberhard M. J. Wasp societies as microcosms for the study of development and evolution // Natural History and Evolution of Paper Wasps / ed. by Turillazzi, S. and West-Eberhard, M. J. Oxford: Oxford University Press, 1996. P. 290–317.

131

Это не означает, что эволюцией всем уготована некая «судьба» или «маршрут». Чтобы вас не запутать, проговорю этот момент: из сказанного в тексте не следует, что одиночные осы «движутся по пути» эволюции каст. Здесь важно понять, что одиночные осы могут обладать теми же особенностями, которыми, вероятно, обладал одиночный предок, который действительно превратился в общественный вид.

132

West-Eberhard M. J. Developmental Plasticity and Evolution. Oxford: Oxford University Press, 2003.

133

Sumner S. et al. Differential gene expression and phenotypic plasticity in behavioural castes of the primitively eusocial wasp, Polistes canadensis // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2006, 273. P. 19–26.

134

Примерно до третьего дня существования в качестве личинки всех пчел кормят маточным молочком. Если после этого пчелу перестают кормить дополнительно маточным молочком, она развивается в простую рабочую особь. – Прим. науч. ред.

135

Среди пчел существуют «разведчицы», «охранницы», те, кто строит соты, и те, кто убирает мусор и вентилирует улей. Всех их так или иначе можно отнести к сборщицам или нянькам. – Прим. науч. ред.

136

Amdam G. V. et al. Reproductive ground plan may mediate colony-level selection effects on individual foraging behavior in honey bees // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2004, 101. P. 11350–11355.

137

Название «вителлогенин» используется как синоним для обозначения как гена, так и белка.

138

Ibid.

139

Giray T. et al. Juvenile hormone, reproduction, and worker behavior in the neotropical social wasp Polistes canadensis // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2005, 102. P. 3330–3335.

140

Fairhead J. R. Termites, mud daubers and their earths: a multispecies approach to fertility and power in West Africa // Conservation and Society, 2016, 14. P. 359–367.

141

Имеется в виду старинный способ поиска гнезд диких пчел, при котором отслеживают направление полета предварительно помеченных рабочих пчел. – Прим. перев.

142

В английском языке она носит название «ящерица Иисус», и известно это животное тем, что способно настолько быстро перебирать своими лапками, что может бегать даже по воде. – Прим. науч. ред.

143

Я не уверена, что до этого момента кто-либо пробовал найти собирательное название для горстки фанатиков пилюльных ос. По примеру того, как группы любителей гончарного дела часто называют «гончарными гильдиями», я решила, что и из нас получится неплохая гильдия, объединенная общим ремеслом и целью подарить пилюльной осе свою любовь и восхищение.

144

Hunt J. H. and Amdam G. V. Bivoltinism as an antecedent to eusociality in the paper wasp genus Polistes // Science, 2005, 308. P. 264–267.

145

Reynolds J. A. Epigenetic influences on diapause // Advances in Insect Physiology, 2017, 53. P. 115–144.

146

Hunt J. H. et al. A diapause pathway underlies the gyne phenotype in Polistes wasps, revealing an evolutionary route to caste-containing insect societies // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2007, 104. P. 14020–14025.

147

Hunt J. H. et al. Differential gene expression and protein abundance evince ontogenetic bias toward castes in a primitively eusocial wasp // PLoS One, 2010, 5 (5). e10674.

148

Amsalem E. et al. Conservation and modification of genetic and physiological toolkits underpinning diapause in bumble bee queens // Molecular Ecology, 2015, 24. P. 5596–5615.

149

Ibid.

150

Santos P. K. F. et al. Loss of developmental diapause as prerequisite for social evolution in bees // Biology Letters, 2019, 15. P. 8.

151

Field J. et al. Cryptic plasticity underlies a major evolutionary transition. Current Biology, 2010, 20. P. 2028–2031.

152

Pickering J. Sex ratio, social behaviour, and ecology in Polistes (Hymenoptera, Vespidae), Pachysomoides (Hymenoptera, Ichneumonidae) and Plasmodium (Protozoa, Haemosporida) / PhD Thesis. Harvard University, Cambridge, Massachusetts, 1980.

153

Hamilton W. D. The genetical evolution of social behaviour. II // Journal of Theoretical Biology, 1964, 7. P. 17–52.

154

Bourke A. F. G. The role and rule of relatedness in altruism // Nature, 2021, 590. P. 392–394.

155

Гаплодиплоидия – это совершенно безумная штука. Еще она крайне интересна: мы до сих пор толком не понимаем, как и почему в ходе эволюции возникла гаплодиплоидия (но это уже другая книга).

156

Так они и поступают. В случае гибели матки рабочие пчелы могут выкормить из одной из своих коллег так называемую трутовку – эрзац-матку, откладывающую неоплодотворенные яйца, из которых выводятся только гаплоидные трутни. – Прим. перев.

157

Trivers R. L. and Hare H. Haplodiploidy and the evolution of the social insects. Science, 1976, 191. P. 249–263.

158

Southon R. et al. High indirect fitness benefits for helpers throughout the nesting cycle in tropical paper wasps // Molecular Ecology, 2019, 28. P. 3271–3284.

159

Boomsma J. J. Lifetime monogamy and the evolution of eusociality // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 2009, 364. P. 3191–3207.

160

На самом деле среди общественных насекомых существует множество видов, которые моногамными не являются – у них есть несколько маток, либо матка спаривалась с несколькими самцами (иногда с десятками самцов). Но это не имеет никакого отношения к истокам альтруизма. Отклонения от моногамии возникают, лишь когда основной эволюционный переход к суперорганизму уже случился; на этом этапе каждая из особей уже связана взаимозависимыми отношениями с другими членами колонии – у рабочей особи больше нет возможности опробовать свои репродуктивные возможности за пределами колонии. Лишь на этом этапе правила моногамии могут быть смягчены. Многократное спаривание (и наличие нескольких маток) порождает генетическое разнообразие, которое в дальнейшем позволяет увеличить многообразие форм разделения труда в колонии и сформировать устойчивость к таким нежелательным гостям, как паразиты и патогены.

161

Tibbetts E. A. Visual signals of individual identity in the wasp Polistes fuscatus // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2002, 269. P. 1423–1428; Sheehan M. J. and Tibbetts E. A. Specialized face learning is associated with individual recognition in paper wasps // Science, 2011, 334. P. 1272–1275.

162

Miller S. E. et al. Evolutionary dynamics of recent selection on cognitive abilities // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2020, 117. P. 3045–3052.

163

Tibbetts E. A. and Dale J. A socially enforced signal of quality in a paper wasp // Nature, 2004, 432. P. 218–222.

164

Southon R. et al. High indirect fitness benefits for helpers throughout the nesting cycle in tropical paper wasps // Molecular Ecology, 2019, 28. P. 3271–3284; Lengronne, T. et al. Little effect of seasonal constraints on population genetic structure in eusocial paper wasps // Ecology and Evolution, 2012, 2. P. 2610–2619.

165

Turillazzi S. et al. Habitually used hibernation sites of paper wasps are marked with venom and cuticular peptides // Current Biology, 2006, vol. 16, issue 14. P. R530–R531.

166

Lengronne T. et al. Little effect of seasonal constraints on population genetic structure in eusocial paper wasps // Ecology and Evolution, 2012, 2. P. 2610–2619.

167

У вас в среднем 37,5 % общих вариантов генов (аллелей) с вашими племянницами и племянниками. Это степень родства с сестрой, с которой у вас в среднем 75 % общих аллелей (из-за гаплодиплоидии), деленная на два (потому что только половина ее аллелей передается собственному потомству): 75: 2 = 37,5.

168

Обмен жидкостями (или пищей) между членами сообщества называется трофаллаксис. Он широко распространен в сообществах общественных насекомых, где взрослые особи и их потомство обмениваются друг с другом жидкостями через ротовую полость. Состав этих жидкостей и их назначение изучены недостаточно хорошо. Они, безусловно, имеют питательную ценность, но также переносят информацию в виде феромонов, играют важную роль в формировании социальных связей, а у некоторых насекомых способствуют распространению полезных микроорганизмов.

169

Эта оценка относится к тропической осе Polistes canadensis.

170

Nonacs P. and Hager R. The past, present and future of reproductive skew theory and experiments // Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, 2011, 86. P. 271–298.

171

Ibid.

172

Grinsted L. and Field J. Market forces influence helping behaviour in cooperatively breeding paper wasps // Nature Communications, 2017, 8, 13750.

173

Field J. et al. Future fitness and helping in social queues // Nature, 2006, 441. P. 214–217.

174

Taylor B. A. et al. Queen succession conflict in the paper wasp Polistes dominula is mitigated by age-based convention // Behavioral Ecology, 2020, 31. P. 992–1002.

175

West-Eberhard M. The social biology of Polistine wasps / Miscellaneous Publications, Museum of Zoology, University of Michigan, No. 140. Ann Arbor: Museum of Zoology, University of Michigan, 1969.

176

Sumner S. et al. Reproductive constraints, direct fitness and indirect fitness benefits explain helping behaviour in the primitively eusocial wasp, Polistes canadensis // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2020, 277. P. 1721–1728.

177

Field J. et al. Insurance-based advantage to helpers in a tropical hover wasp // Nature, 2000, 404. P. 869–871.

178

Sumner S. et al. Radio-tagging technology reveals extreme nest-drifting behavior in a eusocial insect // Current Biology, 2007, 17. P. 140–145.

179

Lengronne T. et al. Multi-level social organisation and nest-drifting behaviour in a eusocial insect // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2021, vol. 288. Art. 20210275.

180

Народная мудрость в этом случае не рекомендует складывать все яйца в одну корзину. – Прим. перев.

181

Во время первого карантина по коронавирусу в Великобритании (в марте 2020 года) одним из первых товаров, который в панике смели с полок супермаркетов, была туалетная бумага. Никто не знает точно, почему бумага пользовались таким спросом. Я, например, смогла бы прожить без туалетной бумаги, но не без макарон и вина.

182

Здесь и далее, если не указано иное, цит. по: Аристотель. О возникновении животных / пер. В. П. Карпова. М.: Л.: АН СССР, 1940.

183

Перевод на английский см.: Spradbery J. P. Wasps: An Account of the Biology and Natural History of Social and Solitary Wasps. Seattle: University of Washington Press, 1973. P. 10–12.

184

Lehoux D. Why does Aristotle think bees are divine? Proportion, triplicity and order in the natural world // British Journal for the History of Science, 2019, 52. P. 383–403.

185

Термиты (которые представляют собой просто общественных тараканов) сильно отличаются от пчел, ос и муравьев. У них есть и цари, и царицы, которые остаются вместе, пока способны воспроизводиться, и спариваются по мере необходимости, чтобы производить потомство – исключительно диплоидных самцов и самок.

186

Специалисты по истории виноделия считают, что лимнио – это сорт винограда лемния, который Аристотель и другие писатели Древней Греции описывали как сырье для знаменитого красного вина с греческого острова Лемнос.

187

Данная интерпретация греческих названий, приводимых Аристотелем, поддерживается не всеми специалистами. – Прим. перев.

188

Несколько слов о нашем званом ужине. В Древней Греции женщинам никогда не разрешалось пировать вместе с мужчинами, за исключением, может быть, Спарты. Более того, женщине не позволили бы пить вино, кроме как в лечебных целях. Но Аристотель – философ прогрессивный, и он понимает, что времена меняются. Он с радостью принимает обычаи западного мира XXI века, а я довольна, что с самого начала разобралась с этим неловким моментом. Мы можем расслабиться и наслаждаться ужином с Аристотелем.

189

Многое из того, что я узнала о внешности, преподавательской деятельности и истории Аристотеля, взято из этого авторитетного источника: Humphreys J. Aristotle (384–322 BC) // Internet Encyclopedia of Philosophy. http://www. iep. utm. edu/.

190

Я не специалист по Аристотелю. Пожалуйста, будьте снисходительны к каким-то историческим ошибкам и к моим художественным вольностям.

191

Аристотель. История животных. Книга 9, глава 41.

192

Эдвард О. Уилсон использует данную фразу в рецензии на книгу Томаса Сили «Демократия медоносной пчелы» (Seeley T. Honeybee Democracy. Princeton: Princeton University Press, 2010).

193

Seeley T. D. The Lives of Bees: The Untold Story of the Honey Bee in the Wild. Princeton: Princeton University Press, 2019.

194

Аристотель. История животных. Книга 5, глава 23.

195

Karihaloo B. L. et al. Honeybee combs: How the circular cells transform into rounded hexagons // Journal of the Royal Society Interface, 2013, 10. P. 2–5.

196

В фантастическом романе Жюля Верна «Робур-Завоеватель» (1886) из прессованной бумаги был сделан даже корпус летательного аппарата «Альбатрос». – Прим. перев.

197

Theraulaz G. Embracing the creativity of stigmergy in social insects // Architectural Design, 2014, 84. P. 54–59; Theraulaz G. and Bonabeau E. A brief history of stigmergy // Artificial Life, 1999, 5. P. 97–116.

198

Личное сообщение доктора Дженни Джандт (Dr Jenny Jandt, University of Otago, New Zealand).

199

Один из видов хищных птиц так и называется: осоед (Pernis apivorus). Осоед – птица не очень многочисленная: в Европе он охраняется, также включен в региональные Красные книги по границам ареала (Красные книги республик Марий Эл, Татарстан, Нижегородской и Ульяновской областей). – Прим. науч. ред.

200

Detoni M. et al. Evolutionary and ecological pressures shaping social wasps collective defenses // Annals of the Entomological Society of America, 2021, 114. P. 581–595.

201

Rahmani M. et al. An improved approach for the collective construction of architectures inspired by wasp nests // Insectes Sociaux, 2019, 66. P. 73–80.

202

Spradbery J. P. Wasps: An Account of the Biology and Natural History of Social and Solitary Wasps. Seattle: University of Washington Press, 1973.

203

Cole M. R. et al. A quantitative study of the physical properties of nest paper in three species of Vespine wasps (Hymenoptera, Vespidae) // Insectes Sociaux, 2001, 48. P. 33–39.

204

Цит. по: Аристотель. Поэтика // Аристотель. Соч. в 4 т. / пер. М. Гаспарова. М.: Мысль, 1983.

205

Smith A. The Wealth of Nations. London: Strahan & Cadell, 1776.

206

Hurd C. R. et al. Temporal polyethism and worker specialization in the wasp, Vespula germanica // Journal of Insect Science, 2007, 7. P. 43.

207

Santoro D. et al. Behaviourally specialized foragers are less efficient and live shorter lives than generalists in wasp colonies. Scientific Reports, 2019, 9. P. 1–10.

208

Dornhaus A. Specialization does not predict individual efficiency in an ant // PLoS Biology, 2008, 6. P. 2368–2375.

209

Santoro D. et al. Behaviourally specialized foragers are less efficient and live shorter lives than generalists in wasp colonies // Scientific Reports, 2019, 9. P. 1–10.

210

В русских переводах Аристотеля цитируемый фрагмент идентифицировать не удалось. – Прим. ред.

211

Humphreys J. Aristotle (384–322 BC) // Internet Encyclopedia of Philosophy. http://www. iep. utm. edu/.

212

Barrs K. R. et al. Time-accuracy trade-off and task partitioning of hygienic behavior among honey bee (Apis mellifera) workers // Behavioral Ecology and Sociobiology, 2021, 75. P. 1.

213

Helanterä H. et al. Worker policing in the common wasp Vespula vulgaris is not aimed at improving colony hygiene // Insectes Sociaux, 2006, 53. P. 399–402.

214

Morley Margaret. Wasps and Their Ways. New York: Dodd, Mead, 1900. P. 13.

215

Ibid. P. 56.

216

Lubbock J. Ants, Bees and Wasps: A Record of Observations on the Habits of the Social Hymenoptera / 9th edition. London: Kegan Paul, Tench & Co., 1888.

217

Wilson-Rankin E. E. Social context influences cue-mediated recruitment in an invasive social wasp // Behavioral Ecology and Sociobiology, 2014, 68. P. 1151–1161.

218

Jandt J. M. and Jeanne R. L. German yellowjacket (Vespula germanica) foragers use odors inside the nest to find carbohydrate food sources // Ethology, 2005, 111. P. 641–651.

219

Жане больше известен своим вкладом в составление периодической таблицы химических элементов. Но он, между прочим, также изобрел формикарий – «муравьиную ферму», позволяющую наблюдать за муравьями внутри гнезда, которое стало доступным для обозрения, помещенное между двумя стеклянными плоскостями.

220

Janet C. Etudes sur les fourmis, les guêpes et les abeilles // Mémoires de la Société zoologique de France, 1895, vol. 8. P. 1–140.

221

Schaudinischky L. and Ishay J. On the nature of the sounds produced within the nest of the Oriental hornet Vespa orientalis F. (Hymenoptera) // Journal of the Acoustic Society of America, 1968, 44. P. 1290–1301.

222

Taylor B. J. and Jeanne R. L. Gastral drumming: a nestbased food-recruitment signal in a social wasp // Science of Nature, 2018, 105. P. 1–9.

223

Не спешите радоваться: воспроизведение барабанной дроби брюшком привело лишь к 11-процентному увеличению интенсивности добывания пищи.

224

Стоит отметить, что в своем эксперименте Боб Джин и Бен Тейлор наблюдали значительную вариативность в сериях барабанной дроби – их продолжительность составляла от 4 до 137 секунд. Они высказали предположение, что продолжительность барабанного боя несет информацию о природе, удаленности или величине источника корма, как продолжительность виляющего танца медоносной пчелы.

225

Matsuura M. Comparative biology of the five Japanese species of the genus Vespa (Hymenoptera, Vespidae) // Bulletin of the Faculty of Agriculture, Mie University. 1984, 69. P. 1–131.

226

Jeanne R. L. and Taylor B. J. Individual and social foraging in social wasps // Food Exploitation by Social Insects: Ecological, Behavioral and Theoretical Approaches / Jarau S. and Hrncir M. (eds). London: Taylor & Francis Group, 2009. P. 53–78.

227

Аристотель. О возникновении животных, 741b5; Humphreys, J. Aristotle (384–322 BC) // Internet Encyclopedia of Philosophy. http://www. iep. utm. edu/

228

На самом деле Аристотель упоминал об охотниках на пауков в книге V своей «Истории животных». «Осы, называемые ихневмонами (они меньше остальных), убивая фаланг, несут их к стенке или к чему-нибудь такому, что имеет отверстие, и, обмазав грязью, порождают в них там, и выходят из [этих убитых фаланг] осы-ихневмоны».

229

Хинин придает характерный вкус тонику. – Прим. перев.

230

Chittka L. and Walker J. Do bees like Van Gogh’s Sunflowers? // Optics and Laser Technology, 2006, 38. P. 323–328.

231

Giurfa M. et al. The concepts of ‘sameness’ and ‘difference’ in an insect // Nature, 2001, 410. P. 2–5.

232

Devaud J. M. et al. Neural substrate for higher-order learning in an insect: Mushroom bodies are necessary for configural discriminations // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2015, 112. P. E5854–E5862.

233

Moreyra S. et al. Long-term spatial memory in Vespula germanica social wasps: the influence of past experience on foraging behavior // Insect Science, 2017, 24. P. 853–858.

234

Gong Z. et al. Hornets possess long-lasting olfactory memories // Journal of Experimental Biology, 2019, 222. P. 1–8.

235

Dyer A. G. et al. Honeybee (Apis mellifera) vision can discriminate between and recognise images of human faces // Journal of Experimental Biology, 2005, 208. P. 4709–4714.

236

Avarguès-Weber A. et al. Recognition of human face images by the free flying wasp Vespula vulgaris. // Animal Behavior and Cognition, 2017, 4. P. 314–323; Avarguès-Weber A. et al. Does holistic processing require a large brain? Insights from honeybees and wasps in fine visual recognition tasks // Frontiers in Psychology, 2018, 9. P. 1–9.

237

Это также встречается у пчел. Такую «матку», выкормленную из рабочей особи, называют трутовкой, из ее неоплодотворенных яиц выводятся только самцы-трутни. – Прим. перев.

238

Holman L. Queen pheromones and reproductive division of labor: a meta-analysis // Behavioral Ecology, 2018, vol. 29, issue 6. P. 1199–1209.

239

Точное значение степени родства зависит от неравенства в отцовстве, то есть от того, будут ли равными (или различными) доли яйцеклеток, которые получает для оплодотворения сперма каждого из отцов.

240

Δολῐχός (др. – греч.) – длинный, долгий. – Прим. перев.

241

Foster K. R. and Ratnieks F. L. W. Facultative worker policing in a wasp // Nature, 2000, 407. P. 692–693.

242

Bonckaert W. et al. Colony stage and not facultative policing explains pattern of worker reproduction in the Saxon wasp // Molecular Ecology, 2011, 20. P. 3455–3468.

243

Foster K. R. and Ratnieks F. L. W. Convergent evolution of worker policing by egg eating in the honeybee and common wasp // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2001, 268. P. 169–174.

244

Oi C. A. et al. Dual effect of wasp queen pheromone in regulating insect sociality // Current Biology, 2015, 25. P. 1638–1640.

245

Oliveira R. C. et al. Hormonal pleiotropy helps maintain queen signal honesty in a highly eusocial wasp // Scientific Reports, 2017, 7. P. 1–12.

246

Oi C. A. et al. Reproduction and signals regulating worker policing under identical hormonal control in social wasps // Scientific Reports, 2020, 10. P. 1–10. 6. Санитары природы

247

По-английски мы называем «моментом эврики» такие случаи, когда открыто нечто замечательное, неожиданное или важное. Эти слова применимы к теории относительности Эйнштейна; к яблоку Ньютона и закону всемирного тяготения; к калифорнийским золотоискателям; к «ментальному откровению» Фабра насчет ос; к выводу Гамильтона относительно альтруизма; к аспиранту, завершающему затянувшийся за полночь эксперимент в лаборатории. Слово «эврика» можно перевести как «я нашел». Эту фразу приписывают другому греческому ученому, Архимеду: по легенде, он выпрыгнул из ванны и побежал по улицам совершенно голый, крича: «Эврика! Эврика!», когда во время купания случайно открыл, как вытеснение воды может позволить с точностью измерить объем объектов неправильной формы. Но вряд ли эта колоритная история правдива. Во-первых, сам Архимед никогда ее не упоминал; рассказ об этом был впервые записан через 200 лет после его смерти, и потому, вероятно, был приукрашен и «усовершенствован» множеством устных пересказов. Во-вторых, ученый такого уровня, как Архимед, вряд ли сделал бы такую важную догадку случайно, сидя в ванне. Скорее всего, он пришел к этому открытию, исследуя силу выталкивания и используя точные измерительные инструменты. Столь же вероятно, что словом «эврика» пользовались все великие греческие ученые. Хотя Архимед родился почти через столетие после Аристотеля, тому Аристотелю, что со мной обедал, это слово безусловно подходит.

248

Mace G. M. Whose conservation? // Science, 2014, 345. P. 1558–1561.

249

Dirzo R. et al. Defaunation in the Anthropocene // Science, 2014, 345. P. 401–406.

250

Такое изменение подходов связано в первую очередь с тем, что для изучения природы необходимо финансирование, существенная доля которого является государственным. Доля благотворительных фондов, а также просто ученых-меценатов, обладающих достаточными средствами для финансирования науки, все более сокращается. А поскольку для траты государственных средств необходимо обоснование целесообразности этих трат, появилась тенденция на смещение акцентов именно в эту сторону и на рассмотрение природы и экосистем как ресурса. – Прим. науч. ред.

251

МПБЭУ (2019 г.). Global assessment report on biodiversity and ecosystem services of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services.

252

Ibid.

253

Ibid.

254

Adams W. M. The value of valuing nature // Science, 2014, 346. P. 549–551.

255

Díaz S. et al. Assessing nature’s contributions to people: Recognizing culture, and diverse sources of knowledge, can improve assessments // Science, 2018, 359. P. 270–272.

256

МПБЭУ (2016). The assessment report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services on pollinators, pollination and food production.

257

Malaria’s Impact Worldwide // Centers for Disease Control and Prevention. https://www. cdc. gov/malaria/malaria_worldwide/impact. html.

258

Зачастую пчеловоды сталкиваются с ситуацией, когда шершни разоряют пасеки. Однако пользы от ос все же неоспоримо больше. – Прим. науч. ред.

259

Morley Margaret. Wasps and Their Ways. New York: Dodd, Mead, 1900. P. 81.

260

Wyckhuys K. A. G. et al. Ecological pest control fortifies agricultural growth in Asia-Pacific economies // Nature Ecology and Evolution, 2020, 4. P. 1522–1530.

261

Fabre Henri. The Hunting Wasps. London: Hodder & Stoughton, 1915. P. 382.

262

Ormerod E. L. British Social Wasps: An Introduction to their Anatomy and Physiology, Architecture and General Natural History. London: Longmans, Green, Reader and Dyer, 1868.

263

Быть избранным в Лондонское королевское общество – это британский научный эквивалент премии «Оскар», награда за достижения, сделанные в течение всей жизни. Среди его членов такие светила, как Исаак Ньютон, Чарльз Дарвин, Альберт Эйнштейн, Дороти Ходжкин, Дэвид Аттенборо и Джорджина Мейс.

264

Ibid. P. 1.

265

Ibid. P. 22.

266

Ibid. P. 228.

267

Morley Margaret. Wasps and Their Ways. New York: Dodd, Mead, 1900. P. 20.

268

Ballou H. A. West Indian wasps // Agricultural News, 1915, 14. P. 298.

269

Ballou H. A. Treatment of cotton pests in the West Indies in 1907 // West Indian Bulletin, 1909, 9. P. 235–241.

270

Morimoto R. Polistes wasps as natural enemies of agricultural and forest pests. II (Studies on the social Hymenoptera of Japan. XI) // Scientific Bulletin for the Faculty of Agriculture, Kyushu University, 1960, 18 (2). P. 117–132.

271

Morimoto R. Polistes wasps as natural enemies of agricultural and forest pests. III (Studies on the social Hymenoptera of Japan. XII) // Scientific Bulletin for the Faculty of Agriculture, Kyushu University, 1961, 18 (3). P. 243–252

272

Стоит отметить, что это не было проявлением экологической ответственности у табачных компаний середины XX века по защите окружающей среды – они, скорее, хотели снизить затраты на производство и свести к минимуму следы химических соединений, которые могли бы повлиять на аромат, ценимый американскими курильщиками.

273

Rabb R. L. and Lawson F. R. Some factors influencing the predation of Polistes wasps on the tobacco hornworm // Journal of Economic Entomology, 1957, 50. P. 778–784; Lawson F. R. et al. Studies of an integrated control system for hornworms on tobacco // Journal of Economic Entomology, 1961, 54. P. 93–97.

274

Подчеркну, что эта цифра относится исключительно к общественным осам и не включает обширную литературу по биоконтролю с использованием паразитоидных наездников и небольшое количество литературы по биоконтролю с использованием одиночных хищных ос.

275

Clare E. L. et al. eDNAir: Proof of concept that animal DNA can be collected from air sampling // PeerJ, 2021, 9: e11030.

276

Автор серии книг «Темные начала», важную роль в которых играет волшебная Пыль. – Прим. ред.

277

Kasper M. L. et al. Assessment of prey overlap between a native (Polistes humilis) and an introduced (Vespula germanica) social wasp using morphology and phylogenetic analyses of 16S rDNA //Molecular Ecology, 2004, 13. P. 2037–2048.

278

Следует помнить, что в Новой Зеландии произрастает не настоящий бук, а так называемый южный бук, или нотофагус. – Прим. перев.

279

Lester P. J. and Beggs J. R. Invasion success and management strategies for social Vespula wasps // Annual Review of Entomology, 2019, 64. P. 1–21.

280

Разведение насекомых другими насекомыми – это замечательный тип взаимосвязей, который эволюция повторяла раз за разом. Возможно, вы наблюдали его у себя в саду: муравьи разводят тлю и питаются из ее заднего прохода. Присутствие муравьев отпугивает хищников, которые могли бы съесть тлю или растение, на котором она «пасется».

281

Это буквальный перевод английского названия sooty beech scale insect. У этого вида нет устоявшегося обиходного русского названия. – Прим. перев.

282

Медоносные пчелы – также изначально чужеродный для Новой Зеландии вид: они завезены туда человеком в 1839 году. – Прим. перев.

283

Одно небольшое благо, которое в данном случае приносят осы, состоит в том, что они способны непреднамеренно (и не напрямую) поглощать углерод. В новозеландском буковом лесу при нормальном природном равновесии (в отсутствие ос) много медвяной росы оказывается в лесной подстилке, где она становится пищей для обширного грибкового сообщества и связанных с ним видов, питающихся грибками. Сбор пищи осами приводит к тому, что в лесную подстилку попадает меньше медвяной росы. В результате вместо грибкового образуется богатое бактериями сообщество с соответствующим набором потребителей бактерий. Скорость разложения в среде, где изобилуют грибки, медленнее, чем в среде, богатой бактериями, потому что грибковые сообщества более консервативны в плане утилизации углерода и питательных веществ по сравнению с бактериальными. Таким образом, эти осы изменяют не только биоразнообразие наземных организмов – они также влияют на биоразнообразие подземных организмов и связанный с ним круговорот питательных веществ, так что в почве задерживается больше углерода, чем в лесу без ос. Похоже, что осы пришли к сокращению выбросов углерода задолго до того, как об этом задумались мы сами, однако это никоим образом не может компенсировать то значительное нарушение природного равновесия в экосистеме, которое вызывают эти захватчики в буковых лесах Новой Зеландии.

284

Beggs J. The ecological consequences of social wasps (Vespula spp.) invading an ecosystem that has an abundant carbohydrate resource // Biological Conservation, 2001, 99. P. 17–28.

285

Bradshaw C. J. A. et al. Massive yet grossly underestimated global costs of invasive insects // Nature Communications, 2016. DOI: 10.1038/ncomms12986

286

Согласно редакции списка от 2013 года. – Прим. науч. ред.

287

Meyer M. et al. Nuclear DNA sequences from the Middle Pleistocene Sima de los Huesos hominins // Nature, 2016, 531. P. 504–507.

288

Для того чтобы осы вытеснили местные виды в случае совпадения их экологических ниш, необходим большой эволюционный успех инвазивных и интродуцированных видов. – Прим. науч. ред.

289

Symondson W. O. C. et al. Can generalist predators be effective biocontrol agents? // Annual Review of Entomology, 2002, 47. P. 561–594.

290

Harris R. J. Frequency of overwintered Vespula germanica (Hymenoptera: Vespidae) colonies in scrubland-pasture habitat and their impact on prey // New Zealand Journal of Zoology, 1996, 23. P. 11–17.

291

Гавайи – это одно из немногих мест на Земле, которое общественные насекомые не колонизировали естественным образом – до того как мы начали их завозить, там не водилось ни одного вида термитов, муравьев, общественных пчел или ос. Отсутствие таких хищников, как муравьи и общественные осы, считается одним из возможных объяснений большой доли нелетающих видов среди эндемичных насекомых, которые живут плотными и в значительной степени незащищенными популяциями. «Крестный отец социобиологии» Эдвард О. Уилсон назвал Гавайи естественным контролируемым экспериментом по изучению экологического и эволюционного воздействия общественных насекомых.

292

Wilson E. E. et al. Life history plasticity magnifies the ecological effects of a social wasp invasion // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2009, 106. P. 12809–12813.

293

Вспомним жизненный цикл ос подсемейства веспин. Новой матке-основательнице требуется несколько недель, чтобы численность ее колонии увеличилась, поскольку первых рабочих ей приходится выращивать самой. Как только выращивание рабочих ос налажено, матка перестает покидать гнездо и специализируется на кладке яиц, переложив грязную работу за пределами гнезда и бесконечные хлопоты по выращиванию детей на своих дочерей-рабочих. Колония растет в геометрической прогрессии до конца лета, после чего появляются самцы и способные к половому размножению самки (девственные матки). К этому времени остается меньше личинок, которых необходимо кормить, потому что многие из них окуклились и не нуждаются в питании. Рабочим приходится меньше охотиться за белком, и у них появляется возможность уделить чуть больше внимания собственным потребностям, поскольку теперь они получают меньше той сладкой жидкости, которую дают им личинки. Вот почему в регионах с умеренным климатом общественных ос редко можно увидеть, пока не наступит конец лета, – тогда рабочие осы, получив увольнение, позволяют себе покуролесить у вас на пикнике.

294

Некоторые данные, посвященные этому вопросу, можно встретить, например, для Забайкалья: там известно потребление одним гнездом полистов около 100–300 г добычи на сезон (Абашеев, 2013). Однако таких работ немного. – Прим. науч. ред.

295

Lester P. J. et al. The long-term population dynamics of common wasps in their native and invaded range // Journal of Animal Ecology, 2017, 86. P. 337–347.

296

Ibid.

297

Эти цифры основаны на данных, представленных в таблице 1 работы Archer B. Y. M. and Halstead A. Population dynamics of social wasps (Hymenoptera: Vespidae) in the Royal Horticultural Society’s garden at Wisley, Surrey // Entomologist’s Monthly Magazine, 2014, 150. P. 19–26. Площадь территории Визли, обследованная в период с 1977 по 2008 год, была в дальнейшем уточнена доктором Эндрю Солсбери, ведущим энтомологом КСО в Визли, и составляла 97 гектаров, а не 41, как было указано в статье. Среднее число гнезд, обнаруженных за год, составляло 18,34 и в зависимости от года колебалось в пределах от 14 до 72. При подсчетах с использованием этих цифр оценки количества гнезд на гектар были округлены в большую сторону.

298

В 1973 году биолог Филип Спрэдбери написал великолепную монографию «Осы: описание биологии и естественной истории одиночных и общественных ос» (Wasps: An Account of the Biology and Natural History of Solitary and Social Wasps). Это редкий и непревзойденный источник сведений о биологии гнездования европейских веспин. Филип родился в Великобритании и добыл свое первое осиное гнездо, когда ему было 16 лет. В 1971 году, защитив в Лондонском университете королевы Марии докторскую диссертацию об определении принадлежности к касте у британских ос-веспин, он переехал в Австралию. Всю свою дальнейшую жизнь он провел работая энтомологом-исследователем и изучая угрозу, которую представляет муха-каллифорида Chrysomya bezziana для животноводства в Австралии, а еще изготавливая джем из собственноручно выращенных апельсинов, однажды завоевавший медаль на выставке. В свободное от апельсиновых корочек и мух время он оставался страстным защитником европейских общественных ос. Благодаря частым выступлениям в СМИ к нему прикрепилось прозвище Доктор Оса: он завел в своей домашней лаборатории «осиную горячую линию» и отвечал на вопросы об осах. Филип понимал, какую угрозу несут эти инвазивные насекомые для Австралии – не только для здоровья человека, но и как хищники, охотящиеся на важных опылителей местных растений. Но наряду с этим он высоко оценивал важность ос в естественных местах их обитания. Книга Филипа остается бесценным источником информации о биологии ос-веспин. В частности, в ней содержатся важные сведения о количестве ячей и ос в колониях; я воспользовалась ею здесь для оценки количества добычи, которую гнездо Vespula способно собрать за один сезон. Филип умер в 2019 году; к моему сожалению, мне так и не удалось с ним встретиться лично.

299

Spradbery J. P. Wasps: An Account of the Biology and Natural History of Social and Solitary Wasps. Seattle: University of Washington Press, 1973.

300

Ibid.

301

Из личных бесед с доктором Эндрю Солсбери (Dr Andrew Salisbury), ведущим энтомологом КСО в Визли.

302

Gould W. P. and Jeanne R. L. Polistes wasps (Hymenoptera: Vespidae) as control agents for lepidopterous cabbage pests // Environmental Entomology, 1984, 13. P. 150–156.

303

Кукурузная листовая совка (Spodoptera frugiperda) и американская тростниковая огневка (Diatraea saccharalis) – это два вредителя сельскохозяйственных культур, наиболее вредоносных с экономической точки зрения: они ежегодно наносят урожаю ущерб в размере нескольких миллиардов долларов.

304

Southon R. J. et al. Social wasps are effective biocontrol agents of key lepidopteran crop-pests // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2019, 286. Art. 20191676.

305

Gould W. P. and Jeanne R. L. Polistes wasps (Hymenoptera: Vespidae) as control agents for lepidopterous cabbage pests // Environmental Entomology, 1984, 13. P. 150–156.

306

Ngowi A. V. F. et al. Smallholder vegetable farmers in Northern Tanzania: Pesticides use practices, perceptions, cost and health effects // Crop Protection, 2007, 26. P. 1617–1624.

307

Lekei E. et al. Acute pesticide poisoning amongst adolescent girls and women in northern Tanzania // BMC Public Health, 2020, 20. P. 1–8.

308

National gender profile of agriculture and rural livelihoods: Zambia / Food and Agriculture Organisation of the United Nations. Lusaka, 2018. (Country Gender Assessment Series).

309

Несколько слов о выращивании насекомых для использования в пищу. В пересчете на единицу пригодного к употреблению белка выращивание насекомых вдвое эффективнее, чем производство курятины, как минимум вчетверо эффективнее производства свинины и в 12 раз эффективнее, чем производство мяса крупного рогатого скота. При разведении насекомых на каждый грамм белка расходуется в 17 раз меньше воды, чем при разведении крупного рогатого скота, и в пять раз меньше, чем при разведении свиней или кур. По сравнению с традиционным домашним скотом насекомые выделяют меньше парниковых газов и аммиака, потребляют меньше воды, занимают меньше места и имеют меньше проблем со здоровьем. Во всем мире не менее 2 миллиардов человек имеют белок насекомых в составе рациона – это называется энтомофагией. В пищу употребляется более 2000 видов насекомых, при этом самые большие доли приходятся на жуков (31,1 %), различных бабочек (17,6 %), а также ос, пчел и муравьев (14,8 %). Осы составляют 4,8 % употребляемых в пищу видов насекомых, при этом сообщается, что в 19 странах употребляются в пищу 98 видов ос (но это число, вероятно, гораздо больше, поскольку виды часто не идентифицируются). Ос обычно едят в виде личинок или куколок, а общественные виды вроде азиатского гигантского шершня снискали особую популярность благодаря тому, что с одного гнезда можно собрать богатый урожай в несколько тысяч личинок. Это популярная уличная еда в Восточной Азии, Африке и Южной Америке, а в сельских районах Китая осы – это самые распространенные съедобные насекомые на продажу. Аминокислоты, извлеченные из шершней, уже давно используются в качестве пищевой добавки, которая повышает выносливость на спортивных тренировках. В Азии, Африке и Южной Америке существуют давние традиции употребления ос в пищу, причем спрос настолько высок, что рынок продуктов питания из ос приходится пополнять импортом из Китая, Новой Зеландии и Республики Корея. Тайные сборщики из Японии регулярно наведываются в Новую Зеландию, чтобы собрать урожай из огромных гнезд завезенных туда общественных ос.

310

Ghosh S. et al. Chemical composition and nutritional value of different species of Vespa hornets // Foods, 2021, 10. P. 1–15.

311

Nonaka K. Cultural and commercial roles of edible wasps in Japan // Forest Insects as Food: Humans Bite Back: proceedings of a workshop on Asia-Pacific resources. Bangkok: Food And Agriculture Organization Of The United Nations, Regional Office For Asia And The Pacific, 2010. P. 123–130. 7. Тайные опылители

312

Klein A. et al. Importance of pollinators in changing landscapes for world crops // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2007, 274. P. 303–313.

313

Bauer D. M. and Sue Wing I. The macroeconomic cost of catastrophic pollinator declines. Ecological Economics, 2016, 126. P. 1–13.

314

МПБЭУ (2016 г.). The assessment report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services on pollinators, pollination and food production; Gallai N. et al. Economic valuation of the vulnerability of world agriculture confronted with pollinator decline // Ecological Economics, 2009, 68. P. 810–821.

315

Potts S. G. et al. Safeguarding pollinators and their values to human well-being // Nature, 2016, 540. P. 220–229.

316

Притом растущие объемы площадей под высев рапса, мед из которого непригоден для зимовки пчел, приводит к массовому снижению численности и гибели как медоносных, так и диких видов пчел. – Прим. науч. ред.

317

Согласно другим данным, благодаря опылителям выращен каждый третий кусочек нашей пищи, что является довольно большой потерей. – Прим. перев.

318

Ibid.

319

Valido A. et al. Honeybees disrupt the structure and functionality of plant-pollinator networks // Scientific Reports, 2019, 9. P. 1–11.

320

Притом существуют виды-клептопаразиты, которые вносят в опыление значительно меньший вклад: они известны как пчелы-кукушки. Например, пчелы рода Nomada. – Прим. науч. ред.

321

Это доступно не во всех странах. Шмели в отличие от медоносной пчелы являются менее универсальными опылителями, зато практически не жалят людей: при защите их первый порыв – укусить жвалами, что совсем не больно по сравнению с ужалением. – Прим. науч. ред.

322

Rader R. et al. Non-bee insects as visitors and pollinators of crops: biology, ecology and management // Annual Review of Entomology, 2020, 65. P. 1–20.

323

Cusser S. et al. Unexpected functional complementarity from non-bee pollinators enhances cotton yield // Agriculture, Ecosystems and Environment, 2021, 314. Art. 107415.

324

Английское название этих насекомых, fig wasps, буквально означает «фиговые (фикусовые) осы». – Прим. перев.

325

Плод фикуса (сиконий) – это фактически соплодие. Его съедобная мясистая часть образована разросшимся цветоложем. Собственно плоды расположены на внутренней поверхности сикония. – Прим. перев.

326

Поэтому, что бы ни кричала желтая пресса, вы вряд ли наглотаетесь дохлых ос, когда будете есть инжир. Фикус вырабатывает фермент под названием фицин, который полностью переваривает ос. Фицин настолько хорошо справляется с животным белком, что представители местных племен в Центральной Америке употребляют сок фикуса для лечения кишечной глистной инвазии. Возможно, это означает, что инжир все-таки подходит для веганов.

327

Zhang X. et al. Genomes of the Banyan tree and pollinator wasp provide insights into fig-wasp coevolution // Cell, 2020, 183. P. 875–889.

328

Wang G. et al. Genomic evidence of prevalent hybridization throughout the evolutionary history of the fig-wasp pollination mutualism // Nature Communications, 2021, 12. P. 1–14.

329

Figs, fresh or dried // The Observatory of Economic Complexity. https://oec. world/en/profile/hs92/figs-fresh-or-dried.

330

Jevanandam N. et al. Climate warming and the potential extinction of fig wasps, the obligate pollinators of figs // Biology Letters, 2013, 9. P. 3.

331

Порой даже это бывает излишним, поскольку существуют партенокарпические сорта инжира, соплодия которых развиваются и созревают без опыления. – Прим. перев.

332

В своей книге «Забытые опылители» Стивен Бухманн и Гэри Пол Набхан приводят такой факт: «В целом ряде стран, от Перу до Новой Гвинеи, фикусы представляют собой критически важный ресурс для самых разнообразных животных в сообществах тропического леса – от летучих мышей и приматов (в том числе людей) до попугаев и райских птиц. В некоторых лесах фиги составляют до 70 % рациона позвоночных. В мире существует более 750 разных видов фикусов, и большинство из них полагается на различные виды крохотных ос как на единственных опылителей. А эти осы, в свою очередь, зависят от части развивающихся семян фикуса, используемых в пищу на критически важной стадии их жизни». – Прим. перев.

333

Некоторые пчелы также могут запасать пыльцу в зобиках. Таковы пчелы-коллетиды из подсемейств Euryglossinae и Hylaeinae. Но большинство пчел накапливают пыльцу на поверхности тела – в своих пыльцевых корзиночках.

334

Gess S. K. and Gess F. W. Wasps and Bees in southern Africa. Pretoria, 2014. (SANBI Biodiversity Series 24).

335

К этому семейству относятся литопсы, фаукарии, плейоспилосы и другие суккулентные растения, часто культивируемые в комнатах. – Прим. перев.

336

Порой это связано скорее со временем, затрачиваемым на посадку на цветок: глотнуть нектара на лету быстрее. К тому же длиннохоботные пчелиные обычно предпочитают цветки с длинными венчиками. – Прим. науч. ред.

337

Murray E. A. et al. Pollinivory and the diversification dynamics of bees // Biology Letters, 2018, 14. Art. 20180530.

338

Притом самцы пчел тоже часто становятся жертвами орхидей, например рода Ophrys. – Прим. ред.

339

Gaskett A. C. Orchid pollination by sexual deception: Pollinator perspectives // Biological Reviews, 2011, 86. P. 33–75.

340

Brunton Martin A. L. et al. Orchid sexual deceit affects pollinator sperm transfer // Functional Ecology, 2020, 34. P. 1336–1344.

341

Отнесемся к этому совету с осторожностью и не станем понимать его слишком буквально. Борщевик знаменит своей способностью вызывать появление волдырей на коже в тех местах, куда попал его сок, и в саду вряд ли окажется уместным, даже если это декоративный борщевик Мантегацци. Золотарник является злостным инвазивным видом и прекрасно растет сам по себе (и в компании с борщевиком) на пустырях в городе и за городом, не требуя заботы со стороны человека. Плющ на большей части территории России – сугубо комнатное растение, цветущее довольно редко, а вереск требует весьма специфичного ухода. Поэтому в таком вопросе нужно делать поправки на местные условия и подбирать другие растения. К тому же за выращивание борщевика или золотарника вас могут оштрафовать. – Прим. перев.

342

Здесь не учтены осы-наездники, которые, вероятно, в большей степени, чем осы-охотники, полагаются на цветки как на источник углеводов.

343

Brock R. E. et al. Ecosystem services provided by aculeate wasps // Biological Reviews, 2021, 96. P. 1645–1675.

344

Mello M. A. R. et al. High generalization in flower-visiting networks of social wasps // Acta Oecologica, 2011, 37. P. 37–42.

345

Weale J. P. M. Observations on the mode in which certain species of Asclepiadeae are fertilized // Botanical Journal of the Linnean Society, 1871, 13. P. 48–58.

346

Shuttleworth A. and Johnson S. D. The Hemipepsis wasp-pollination system in South Africa: A comparative analysis of trait convergence in a highly specialized plant guild // Botanical Journal of the Linnean Society, 2012, 168. P. 278–299.

347

Гильдией в экологии называют совокупность экологически близких видов. В данном случае «гильдия опыления» – это группа растений, зависящих от общего опылителя.

348

Shuttleworth A. and Johnson S. D. Palp-faction: an African milkweed dismembers its wasp pollinators // Environmental Entomology, 2009, 38. P. 741–747.

349

Ibid.

350

Brodmann J. et al. Orchid mimics honey bee alarm pheromone in order to attract hornets for pollination // Current Biology, 2009, 19. P. 1368–1372.

351

Dellinger A. S. Pollination syndromes in the 21st century: where do we stand and where may we go? // New Phytologist, 2020, 228. P. 1193–1213. Заключение

352

Совокупность таких признаков носит название «синдром опыления». – Прим. перев.

353

В прошлом шахтеры брали с собой в забой канарейку в клетке. При появлении в шахте газа птица проявляла беспокойство и прекращала петь задолго до того, как его концентрация в воздухе становилась опасной для людей. – Прим. перев.

354

Dirzo R. et al. Defaunation in the Anthropocene // Science, 2014, 345. P. 401–406.

355

Falcyn-Brindis A. et al. A fatal nest construction: man-mixed cement used by mud-daubing wasps // Sociobiology, 2018, 65. P. 524–526.

356

Ollerton J. et al. Pollinator declines. Extinctions of Aculeate pollinators in Britain and the role of large-scale agricultural changes // Science, 2014, 346. P. 1360–1362.

357

Outhwaite C. L. et al. Complex long-term biodiversity change among invertebrates, bryophytes and lichens // Nature Ecology & Evolution, 2020, 4. P. 384–392.

358

Senapathi D. et al. The impact of over 80 years of land cover changes on bee and wasp pollinator communities in England // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2015, vol. 282. 20150294.

359

Zanette L. R. S. Effects of urbanization on neotropical wasp and bee assemblages in a Brazilian metropolis // Landscape and Urban Planning, 2005, 71 (2–4). P. 105–121.

360

Jonsson G. M. et al. A century of social wasp occupancy trends from natural history collections: spatiotemporal resolutions have little effect on model performance // Insect Conservation and Diversity, 2021, 14 (5). P. 543–555.

361

Lester P. J. et al. The long-term population dynamics of common wasps in their native and invaded range // Journal of Animal Ecology, 2017, 86 (2). P. 337–347.

362

Bommarco R. et al. Insecticides suppress natural enemies and increase pest damage in cabbage // Journal of Economic Entomology, 2011, 104 (3). P. 782–791.

363

В том же случае, если мы рассматриваем ос в широком смысле этого слова, то в Красную книгу Международного союза охраны природы внесен также наездник Syrphoctonus morio. – Прим. науч. ред.

Content

Сейриан Самнер
Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых

Введение

1 Что не так с осами

2 «Заклинатели ос» и их идеи фикс

3 Как вести общественную жизнь

4 Игра геномов

5 Ужин с Аристотелем

6 Санитары природы

7 Тайные опылители

Заключение Осы и будущее

Благодарности

Фотографии

Примечания