Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых

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.