О жизни насекомых
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Понятие о живом всегда слито для нас с привычным представлением об организме, о неделимой особи, которая совершает свой жизненный путь в ходе постоянного обмена веществ с окружающим миром. Между тем пример общественных насекомых наглядно говорит о том, что жить как нечто целое может не только особь, но и семья. Наблюдения и опыты отчетливо устанавливают существование постоянного и закономерного обмена веществ внутри всего ансамбля организмов, сплоченных в семью, и одновременно между всем ансамблем как целым и окружающей его средой.
В итоге всякая семья общественных насекомых демонстрирует, так сказать, сверх организменный аспект жизненного процесса. Его мы видели и у описанных в прошлой статье пчел-галикт, живущих многолетней, но однократно — только на пятый год — плодоносящей, монокарпической, как сказали бы ботаники, семьей.
Не менее отчетливо выражена целостность многолетних семей муравьев и термитов. Они часто размножаются живыми отводками, или кущением, причем от сильных, зрелых семей, рядом с ними, поначалу еще не отделяясь от них, вырастают новые. Но еще чаще семьи плодоносят многократно — как поликарпические растения. Тысячи крылатых самцов и самок, производимых семьями, регулярно, из года в год, вылетают в определенную пору из гнезд. После встречи с самцами оставшиеся в живых плодовитые самки (у муравьев) или парочки (самка с самцом у термитов) расползаются, чтобы заложить новые многолетние колонии.
Вот в этих-то общинах муравьев и термитов можно воочию видеть, как семьи выводят формы особей, очень различных по средней длительности жизни. У галикт такое различие не выходит за пределы отношения один к пяти, а у муравьев и термитов оно составляет нередко один к десяти, один к двадцати, даже больше. И термиты и муравьи способны изменять воспитание зародышей, формируя из них сравнительно недолговечных рабочих солдат, или совсем на них непохожих крылатых. Крылатые — это подлинно мафусаилы муравьиной и термитной породы, а также и непревзойденные рекордисты долголетия среди всех насекомых.
За последние годы исследователями муравьев и термитов выяснены многие секреты воспитательных режимов, существующих в семьях насекомых. Такие режимы успешно воспроизводятся в лабораториях.
Взять для примера широко распространенных в средней полосе муравьев группы Формика. Выйдя из куколки, даже рабочие особи живут здесь около года, то есть дольше, чем насекомые большинства местных видов, а среди плодоносящих самок Формика многие, прожив хоть десяток лет, все еще не выказывают признаков старческой дряхлости.
Немецкий мирмеколог Карл Гэсвальд давно установил, а другие ученые успели во многом уточнить, когда именно начинать и как проводить направленное воспитание женских муравьиных личинок, чтоб они из фазы куколки вышли не рабочими, способными прожить год, а развитыми самками, срок жизни которых, по меньшей мере, в десять раз продолжительнее. Как нелепо, что эти опыты, в которых по заранее принятому плану преднамеренно воспитываются насекомые-макробионты, насекомые-долгожители, до сих пор не привлекли к себе того интереса и внимания, которого они заслуживают!..
У термитов высокоразвитых видов французские исследователи — академик П. Трассе, доктор Л. Нуаро и другие — наблюдали и описали, а также искусственно вызывали у термитной молодежи так называемые регресивные линьки. В этих случаях особь как бы возвращается в более молодой возраст, после чего дальнейшее ее развитие оказывается направленным по новому пути, и термит вырастает не рабочим, а полноценной крылатой особью. Если обстоятельства будут достаточно благоприятны, крылатая самка проживет дольше, чем рабочие, даже не в пять, как галикты, даже не в десять, как муравьи, а в двадцать — тридцать раз.
ДЕСЯТОК ПЧЕЛИНЫХ ВЕКОВ В ОДНОМ
Личинка медоносной пчелы, выйдя из отложенного маткой яйца, вырастает и заканчивает развитие за шесть дней, потом заматывается в кокон и, окуклившись, засыпает. В средних широтах рабочая пчела, появившаяся на свет весной или впервые летние месяцы, живет, в общем, не дольше шести недель, тогда как рожденная к осени живет до следующей весны, значит, самое меньшее шесть-семь месяцев. Разумеется, чрезвычайно важно, что к осени семья состоит из пчел выносливых и достаточно долговечных, чтобы пережить трудности зимовки и не потерять к весне способности воспитать первое весеннее поколение. Но почему же, если рабочая пчела осеннего вывода может прожить полгода, ее весенняя сестра живет только шесть недель?
А в этой же семье и, следовательно, от тех же родителей, теми же пчелами выкармливается матка, и она способна, оказывается, прожить даже пять лет. Причем на этот раз нет никаких данных, которые говорили бы, что матка, выведенная в семье весной, менее долговечна, чем выведенная осенью. Таким образом, само по себе время рождения и, значит, так сказать, календарные, погодные, сезонные обстоятельства могут и не иметь в данном вопросе решающего значения.
Попробуем только мысленно сопоставить такие сроки жизни трех родных сестер: 6 — 26 — 260 недель… Для того, кто нормально живет на свете шесть недель, уже шестимесячный, не говоря о шестидесятимесячном, срок жизни кажется фантастическим. Чтобы еще яснее стали различия, о которых идет речь, полезно перевести их в другие масштабы, более близкие уже не только умственному, а и эмоциональному восприятию: сопоставить, скажем, пятидесятилетнюю, двухсотлетнюю и примерно двухтысячелетнюю продолжительность жизни!
Напомним, что зародыш во всех трех случаях одинаков: это полутора миллиметровое жемчужно-белое яичко, отложенное пчелиной маткой. Нельзя не заинтересоваться, откуда возникает, чем определяется эта головокружительная разница в средних сроках жизни существ, развивающихся из одинаковых зародышей.
Вопрос о матке решается проще. Она действительно происходит из такого же оплодотворенного яйца, как пчелы, но ее личинка выкармливается другой пищей и воспитывается в просторной ячейке, которая по форме и размеру отлична от пчелиных. Что же здесь действует: корм и ячейка или, может быть, только одно из условий?
Опыты молодого канадского биолога М. В. Смита показали, что матки прекрасно формируются и не в естественных, восковых, и даже не в искусственных, из пластмассы, маточниках (это давно уже не новинка), а просто в стеклянных плошках, в чашках Петри. Надо только, чтоб с первого до последнего дня жизни личинка выкармливалась особой, специально для нее производимой рабочими пчелами пищей, — маточным молочком, королевским желе, как его называют. Этот корм теперь легко собирается с помощью нехитрых электровакуумных насосов. Если в достатке снабжать личинку молочком, то позже, став взрослым насекомым, она будет и по внешности и по строению отличаться от рабочих пчел и проведет жизнь совсем не так, как они. Видимо, именно в этом особом корме личинки заключена решающая предпосылка изменения формы, образа жизни, а также относительной долговечности взрослого насекомого.
Но ведь рабочие пчелы всех поколений выкармливаются одинаково. Почему в таком случае пчела, рожденная в сентябре, способна прожить по крайней мере в пять раз дольше, чем ее родная сестра, рожденная в мае? Оказалось, и здесь, если не все, то многое объясняется различиями в условиях существования.
Было бы слишком долго описывать план и подробности экспериментов, сводившихся в конечном счете к перестройке хода обмена веществ в недрах семьи. Скажем здесь только об итогах: пчелы, рожденные весной, то есть такие, которым полагалось окончить путь через шесть-семь недель, продолжали благоденствовать не только через пятьдесят дней, но и через сто, через двести, через триста, даже через четыреста дней.
Средний «лимит» продолжительности жизни для пчелы летнего поколения оказался превзойденным в опыте, по меньшей мере, в десять раз. Эти пчелы прожили по десять пчелиных веков!
После того, как доктор Анна Маурицио на Либефельдской опытной станции в Швейцарии проделала описываемые здесь опыты, их повторили многие исследователи в разных странах. Эксперименты так решительно отсрочившие наступление закономерного конца, показали, что здесь определенно нащупывается скрытый, неиспользуемый запас надежности: жизнеспособность зародышей достаточна для того, чтобы развивающиеся из них существа могли прожить, как мы видели, и в 5—10 раз дольше, чем живут на деле. Но если так — значит, опираясь на богатые ресурсы жизненности, присущие организмам, можно оттеснять смерть с ее рубежей, значит, продление естественного срока существования особи — задача вполне реальная.
Автор: И. Халифман.