Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых - Сейриан Самнер

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