Про життя комах
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Поняття про живе завжди злито для нас зі звичним уявленням про організм, про неподільну особину, яка здійснює свій життєвий шлях у ході постійного обміну речовин з навколишнім світом. Тим часом приклад суспільних комах наочно говорить про те, що жити як щось ціле може не тільки особина, а й сім’я. Спостереження і досліди чітко встановлюють існування постійного і закономірного обміну речовин всередині всього ансамблю організмів, згуртованих в сім’ю, і одночасно між всім ансамблем як цілим і навколишнім середовищем.
У підсумку всяка сім’я суспільних комах демонструє, так би мовити, понад органічний аспект життєвого процесу. Його ми бачили і в описаних в минулій статті бджіл-галіктів, що живуть багаторічною, але одноразовою – тільки на п’ятий рік – плодоносною, монокарпічною, як сказали б ботаніки, сім’єю.
Не менш чітко виражена цілісність багаторічних сімей мурашок і термітів. Вони часто розмножуються живими відводками, або кущінням, причому від сильних, зрілих сімей, поряд з ними, спочатку ще не відділяючись від них, виростають нові. Але ще частіше сім’ї плодоносять багаторазово – як полікарпічні рослини. Тисячі крилатих самців і самок, вироблених сім’ями, регулярно, з року в рік, вилітають в певну пору з гнізд. Після зустрічі з самцями залишені в живих плодовиті самки (у мурашок) або парочки (самка з самцем у термітів) розповзаються, щоб закласти нові багаторічні колонії.
Ось у цих то громадах мурашок і термітів можна на власні очі бачити, як сім’ї виводять форми особин, дуже різних за середньою тривалістю життя. У галіктів таке розходження не виходить за межі відношення один до п’яти, а у мурашок і термітів воно складає нерідко один до десяти, один до двадцяти, навіть більше. І терміти і мурахи здатні змінювати виховання зародків, формуючи з них порівняно нетривких робочих солдатів, або зовсім на них несхожих крилатих. Крилаті – це справжні Мафусаїли мурашиної та термітної породи, а також і неперевершені рекордистки довголіття серед всіх комах.
За останні роки дослідниками мурашок і термітів з’ясовано багато секретів виховних режимів, існуючих в сім’ях комах. Такі режими успішно відтворюються в лабораторіях.
Взяти для прикладу широко поширених в середній смузі мурах групи Форміка. Вийшовши з лялечки, навіть робочі особини живуть тут близько року, тобто довше, ніж комахи більшості місцевих видів, а серед плодоносних самок Форміка багато, проживши хоч десяток років, все ще не виявляють ознак старечого маразму.
Німецький мірмеколог Карл Гесвальд давно встановив, а інші вчені встигли багато в чому уточнити, коли саме починати і як проводити спрямоване виховання жіночих мурашиних личинок, щоб вони з фази лялечки вийшли не робочим, здатними прожити рік, а розвиненими самками, термін життя яких, по меншій мірі, в десять разів триваліше. Як безглуздо, що ці досліди, в яких за заздалегідь прийнятим планом навмисно виховуються комахи-макробіонти, комахи-довгожителі, досі не привернули до себе того інтересу й уваги, якої вони заслуговують! ..
У термітів високорозвинених видів французькі дослідники – академік П. Трасі, доктор Л. Нуаро та інші – спостерігали і описали, а також штучно викликали у термітної молоді так звану регресивну линьку. У цих випадках особина як би повертається в більш молодий вік, після чого подальший її розвиток виявляється спрямованим по новому шляху, і терміт виростає не робочим, а повноцінною крилатою особиною. Якщо обставини будуть досить сприятливі, крилата самка проживе довше, ніж робітники, навіть не в п’ять, як у галіктів, навіть не в десять, як мурашок, а в двадцять – тридцять разів.
ДЕСЯТОК БДЖОЛИНИХ ВІКІВ В ОДНОМУ
Личинка медоносної бджоли, вийшовши з відкладеного маткою яйця, виростає і закінчує розвиток за шість днів, потім замотується в кокон і, окуклюється, засинає. У середніх широтах робоча бджола, що з’явилася на світ навесні або в перші літні місяці, живе, загалом, не довше шести тижнів, тоді як народжена восени живе до наступної весни, значить, саме менше шість-сім місяців. Зрозуміло, надзвичайно важливо, що до осені сім’я складається з бджіл витривалих і досить довговічних, щоб пережити труднощі зимівлі і не втратити до весни здатності виховати перше весняне покоління. Але чому ж, якщо робоча бджола осіннього виводку може прожити півроку, її весняна сестра живе тільки шість тижнів?
А в цій же родині і, отже, від тих же батьків, тими ж бджолами вигодовується матка, і вона здатна, виявляється, прожити навіть п’ять років. Причому цього разу немає ніяких даних, які говорили б, що матка, виведена в сім’ї навесні, менш довговічна, ніж виведена восени. Таким чином, сам по собі час народження і, значить, так би мовити, календарні, погодні, сезонні обставини можуть і не мати в даному питанні вирішального значення.
Спробуємо тільки подумки зіставити такі терміни життя трьох рідних сестер: 6 – 26 – 260 тижнів… Для того, хто нормально живе на світі шість тижнів, вже шестимісячний, не кажучи про шестидесятимісячний, термін життя здається фантастичним. Щоб ще ясніше стали відмінності, про які йде мова, корисно перевести їх в інші масштаби, ближчі вже не тільки розумовому, а й емоційному сприйняттю: зіставити, скажімо, п’ятидесятирічну, двохсотлітню і приблизно двохтисячолітню тривалість життя!
Нагадаємо, що зародок у всіх трьох випадках однаковий: це півтора міліметрове перлинно-біле яєчко, відкладене бджолиною маткою. Не можна не зацікавитися, звідки виникає, чим визначається ця запаморочлива різниця в середніх строках життя істот, що розвиваються з однакових зародків.
Питання про матку вирішується простіше. Вона дійсно походить з такого ж заплідненого яйця, як бджоли, але її личинка вигодовується іншою їжею і виховується в просторому осередку, який за формою і розміром відмінний від бджолиних. Що ж тут діє: корм і осередок або, може бути, тільки одна з умов?
Досліди молодого канадського біолога М. В. Сміта показали, що матки прекрасно формуються і не в природних, воскових, і навіть не в штучних, з пластмаси, маточниках (це давно вже не новинка), а просто в скляних плошках, в чашках Петри. Треба тільки, щоб з першого до останнього дня життя личинка вигодовувалась особливою, спеціально для неї виробленою робочими бджолами їжею, – маточним молочком, королівським желе, як його називають. Цей корм тепер легко збирається за допомогою нехитрих електровакуумних насосів. Якщо в достатку постачати личинку молочком, то пізніше, ставши дорослою комахою, вона буде і по зовнішності і за будовою відрізнятися від робочих бджіл і проведе життя зовсім не так, як вони. Мабуть, саме в цьому особливому кормі личинки укладена вирішальна передумова зміни форми, способу життя, а також відносною довговічності дорослої комахи.
Але ж робочі бджоли всіх поколінь вигодовуються однаково. Чому в такому разі бджола, народжена у вересні, здатна прожити принаймні в п’ять разів довше, ніж її рідна сестра, народжена в травні? Виявилося, і тут, якщо не все, то багато пояснюється відмінностями в умовах існування.
Було б надто довго описувати план і подробиці експериментів, що зводились в кінцевому рахунку до перебудови ходу обміну речовин в надрах сім’ї. Скажімо тут тільки про підсумки: бджоли, народжені навесні, тобто такі, яким належало закінчити шлях через шість-сім тижнів, продовжували благоденствувати не тільки через п’ятдесят днів, але й через сто, через двісті, через триста, навіть через чотириста днів.
Середній «ліміт» тривалості життя для бджоли літнього покоління виявився перевершеним в досліді, щонайменше, в десять разів. Ці бджоли прожили по десять бджолиних віків!
Після того, як доктор Анна Мауріціо на Лібефельдскій дослідній станції в Швейцарії проробила описувані тут досліди, їх повторили багато дослідників у різних країнах. Експерименти, що так рішуче відстрочити настання закономірного кінця, показали, що тут виразно намацується прихований, невикористовуваний запас надійності: життєздатність зародків достатня для того, щоб розвинені з них істоти могли прожити, як ми бачили, і в 5-10 разів довше, ніж живуть на ділі. Але якщо так – значить, спираючись на багаті ресурси життєвості, властиві організмам, можна відтісняти смерть з її рубежів, значить, продовження природного терміну існування особини – завдання цілком реальне.
Автор: І. Халіфман.