Алексей Алексенко /

  12.10.15 

Жизнь насекомых

Последние открытия биологов: ленивые муравьи, злобные гусеницы и пауки, которым крупно повезло в процессе эволюции

Иллюстрация: Bridgeman/Fotodom

+T-

Сейчас такое напряженное время, что, казалось бы, глупо посвящать заметку маленьким козявкам. С другой стороны, сейчас такое напряженное время, в частности, еще и потому, что люди в своей массе упрямы и невежественны. И если с упрямством еще можно справиться с помощью розог или инъекций сульфозина, то невежество преодолевается единственным способом — нужно смиренно и настойчиво рассказывать, как оно все есть на самом деле. И почему бы тогда не начать с козявок. В сообществе «Сноб», к примеру, есть самые настоящие креационисты (этим словом дразнят людей, которые не верят в эволюцию путем естественного отбора). Если осторожно начать рассказ с козявок, можно мягко подтолкнуть их к раскаянию в своих заблуждениях, а прямолинейность тут только все испортит. Итак, в сегодняшнем обзоре — три исследования о козявках.

Секрет изготовления паука 

Вы наверняка видели, как пауки ловко и быстро перемещаются по самым неудобным субстратам — по траве, сухим листьям или по собственной паутине. Это потому, что их ноги устроены очень хитро: у них, единственных из членистоногих, есть коленные чашечки. Благодаря этому их коленки приобретают невиданную подвижность. Замечательное приобретение эволюции!

Никто из генетиков раньше особо не интересовался паучьими ногами и теми генами, которые дали этим ногам их замечательные свойства. Так получилось, что гены, управляющие развитием ног, сперва попали в поле зрения тех ученых, кто занимался выведением собачьих пород. Дело в том, что у собак довольно распространены мутации, придающие бобикам и жучкам трогательную коротколапость. Зная, какие черты собаки вызывают у людей умиление, селекционеры уже давно вывели множество коротконогих пород. Например, таксу. Такса на иностранном языке называется Dachshund, и именно так назвали тот ген, мутация в котором делает таксу коротконогой.

Этот ген, конечно, есть и у других собак, только не мутантный, а нормальный, потому и ноги у этих собак нормальной длины. Позже выяснилось, что такой ген есть и у мышей, и у людей, и у плодовой мушки дрозофилы. И у всех он выполняет одну и ту же работу: включается у зародыша в тот момент, когда наступает пора отращивать конечность. Если ген испорчен, конечность получается некачественной, не в обиду таксам будь сказано. Как именно будет выглядеть нога — как собачья лапа или как нелепая членистая ходилка паука, — зависит от множества других генов организма, но Dachshund дает им команду, когда и где делать эту самую ногу и когда пора прекратить.

Биологи называют такие гены «мастер-генами». Тот факт, что они одинаковы у вас и у паука, намекает нам, насколько родственны друг другу все животные на земле, а если у вас есть фантазия и время задуматься, то еще и на то, сколь малая доля первоначальных ветвей дерева жизни развились во что-то, заслуживающее упоминания, и сколь сложно было природе породить действующие модели движущихся многоклеточных (похоже, это вышло у нее всего один раз, а ведь наверняка было множество попыток. Могло бы и вообще не получиться, представляете?). Впрочем, это было отступление для читателей с фантазией.

Но вернемся к паукам. Биолог Наташа Турецек из немецкого Геттингена подумала: раз у пауков развитием ноги управляет ген Dachshund, то, наверное, у длинноногих пауков он должен быть активнее, чем у коротконогих, примерно как у борзой и таксы. Подумав это, она глянула на экспрессию гена у разных пауков, но никакой разницы не заметила. Вот ведь как бывает в научных исследованиях: время потрачено, а толку нет.

Но Наташа не смирилась с неудачей и взглянула на свои результаты чуть пристальнее. И заметила, что у ее пауков есть и другой ген, похожий на Dachshund, но не в точности такой же. В отличие от главного гена, второй ген включался у зародышей пауков как раз в районе будущей коленной чашечки.

У генетиков есть такая злая и жестокая манера: чтобы узнать, какова функция гена, они выводят уродов, у которых этот ген нарушен, и смотрят, в чем именно проявляется их уродство. Именно это и проделали немецкие исследователи с видоизмененной копией гена «такса». И вывели паучат, у которых коленной чашечки как таковой не было, то есть она срослась с одним из сегментов ноги. Такие паучата передвигались по миру очень неуверенно. И недолго: их почти сразу же с аппетитом съедали их нормальные сородичи.

Итак, вот откуда у пауков такие ловкие ноги: однажды давным-давно у них случайно удвоился ген Dachshund (гены удваиваются часто, это обычная ошибка репликации и рекомбинации ДНК). Одна копия продолжала делать свою работу, и ее для этой работы вполне хватало. А потому другая — ненужная — копия могла мутировать, сколько ей угодно. Большая часть этих мутаций были, видимо, довольно беспонтовыми, но однажды вылупились маленькие паучата с очень гибкими коленками — по воле случая второй мутантный ген у них заработал в нужное время и в нужной части ноги.

Разумеется, ловкие паучата немедленно сожрали своих менее ловких собратьев, в точности как они это делали в экспериментах доктора Турецек. И зажили в свое удовольствие, дав начало всему паучьему роду на планете. Это вот естественный отбор и есть, если кто не понял, приправленный, во вкусе современной биологии, всеми генетическими сложностями, включая удвоение генов, приобретение ими новых функций и особую роль отдельных «мастер-генов», управляющих, как выражаются биологи, «общим планом строения» организма.

Хотя, конечно, если кто-то скажет, что дупликация гена Dachshund случилась по воле Творца, озаботившегося тем, как заселить планету ловкими и прыткими пауками, этой гипотезе мы тоже ничего не сможем противопоставить. Читателю предстоит выбрать на свой вкус, какая из гипотез кажется ему разумнее и привлекательнее.

Разоблачение большой лжи о трудолюбии муравьев 

Образ трудолюбивого муравьишки преследует многих с детства, ведя свою историю от басен Крылова и омерзительных нравоучений воспитателей. Собственно, если спросить вас, откуда вы знаете, что муравьи трудолюбивы, вам должно быть неловко ссылаться на такие малоавторитетные источники. Тот факт, что, глядя на муравья, вы испытываете смутную мысль «Труд есть добродетель», ничего не говорит о муравьях, а если и говорит о вас, то нечто весьма банальное. Вызывает уважение непредвзятость ученых, которые решили выяснить, как там на самом деле у муравьев обстоят дела с трудолюбием.

Чтобы сделать это, им пришлось пометить краской некоторое количество рабочих особей из муравьиной колонии. А затем муравьиный труд время от времени на протяжении двух недель снимала автоматическая камера. Результаты оказались совершенно компрометирующими для муравьиного племени. 2/3 насекомых минимум половину времени проводили в очевидном безделье. Четверть муравьев вообще никогда не были замечены за каким-либо полезным занятием. И лишь 2,6% на всех клипах неизменно трудились.

Почему так? Ну, может они еще слишком молоденькие, чтобы работать, неуверенно говорят ученые. Или старенькие. Неоспоримый же факт состоит в том, что природе почему-то оказалось совершенно ни к чему превращать муравьиную колонию в идеал справедливого общественного устройства, в назидание людям. Бегают себе муравьишки, кто-то что-то делает, кто-то сачкует, вроде колония жива, и слава богу.

Итак, рухнул еще один миф из серии «Природа устроена совершенно, лучше не придумаешь». Наверное, самый старинный и самый эмоциональный аргумент против дарвиновской концепции естественного отбора: «Разве может быть, чтобы столь мудро и совершенно устроенная природа была результатом слепой игры случая?!» А откуда вы знаете, что она мудра и совершенна? А нам так кажется.  Если же запастись реальными фактами о том, сколько в природе нелепого, странного, необъяснимого ничем, кроме «так уж получилось», эта эмоция вполне может смениться другой: «Нет в мире лада и смысла, и князь его диавол». Оба представления, несомненно, интересны для психологов, но если хотите знать, какова природа на самом деле, просто пометьте муравьев точечками и запишите в лабораторный журнал, сколько среди них сачков. А выводы пока не делайте, чтобы не прослыть экзальтированными невеждами.

Гусеничные войны 

Восстав против нравоучительной лжи о муравьях, автор ненароком и сам впал в менторский тон, а потому вынужден запнуться на полуслове и просто показать читателю смешных гусениц. Какие выводы вы сделаете, автору совершенно безразлично. А ролик вот:

Смысл ролика вот в чем: более безобидное (и прямо скажем, туповатое) создание, чем гусеница, трудно вообразить. Однако, как выяснилось, они вполне способны вступать между собой в сложные отношения и проявлять агрессию. Этот вид гусениц делает себе домики из листьев, склеивая их паутиной и собственными какашками. Ученые специально подпускали к гусенице, облюбовавшей себе лист для домика, другую гусеницу. И, вообразите, между ними начиналась драка, если можно так назвать это нелепое бодание. В результате в половине случаев гусеница, пришедшая на лист первой, одерживала победу, в четверти случаев побеждала гусеница-агрессор, и еще в четверти все заканчивалось напряженным перемирием. Что в этой истории поучительного, ума не приложу, но гусеницы оказались забавнее, чем мы о них думали.