Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых

Еще картофель может менять свое внешнее проявление с течением времени в ответ на изменения обстановки и в конечном счете выполнять различные функции. Возьмем наш скромный отварной картофель: возможно, его функция в том, чтобы стать гарниром к жареной рыбе. Но он же может превратиться в пюре и послужить нежной подушкой для пары хороших сосисок. Внешние проявления картофеля, в которых по-прежнему видна «картофельность» (например, отварная картофелина или ложка пюре), сродни консервативной (характерной для предка) роли гена вроде вителлогенина и желтка, который он помогает вырабатывать, или ювенильного гормона, который контролирует экспрессию вителлогенина: все это аккуратно вписывается в ожидаемую функцию «картофельности» (или, в случае вителлогенина, – размножения).

Но допустим, вы возьмете картофель, сделаете из него тесто и бросите в кастрюлю с кипящей водой: у вас получатся клецки-ньокки, внешне больше похожие на макаронные изделия, чем на картошку. С точки зрения своего происхождения ньокки – это по-прежнему картофель, но теперь у него совершенно иная кулинарная функция. Вителлогенин (и ювенильный гормон) сохраняет свою исходную функцию – регулирует развитие яичников у репродуктивных каст общественных насекомых (обычный вареный картофель), но, кроме того, вителлогенин (и связанный с ним путь метаболизма ювенильного гормона) в ходе эволюции был приспособлен к выполнению дополнительных функций – регулированию поведения рабочих особей (инновационные ньокки). Вителлогенин и его сообщники для насекомых – то же самое, что обычная картошка для людей всего мира: жизненно важная вещь.

IV

Просто удивительно, как ученые, страстно желавшие установить связь между ювенильным гормоном, вителлогенином, поведением и размножением у муравьев, общественных пчел и общественных ос, практически полностью игнорировали проверку важнейшей гипотезы, что цикл развития яичников связан с эволюцией общественной жизни. Нам нужно проверить ее на насекомом, занимающем ключевое положение: на одиночном насекомом (точнее, на одиночной осе), которое с определенной долей вероятности представляет собой предковое состояние для общественных насекомых. Лучшая модель, которой мы располагаем для этой цели, – одиночная оса семейства эвменид, последний общий одиночный предок общественных ос, с которого начались первые шаги к общественному образу жизни. Если одиночная оса вроде нее действительно играла роль плавильного котла для ингредиентов, из которых образуются касты общественных насекомых, то типы поведения матки и рабочей особи у этих одиночных насекомых, несомненно, должен регулировать тот же молекулярный механизм, что и у общественных насекомых. Первый эксперимент был проведен в 2018 году на одиночной эвменидной осе из Южной Африки Synagris cornuta. Как и ожидалось для такой осы, смена моделей поведения, характерных для матки и рабочей особи, коррелировала с циклами развития яичников. «Рабочее» поведение (поиск пищи) было связано с меньшими по размеру (или медленнее растущими) яйцеклетками, тогда как «маточному» поведению (постройке ячеек, то есть подготовке к кладке яиц) соответствовали зрелые (или быстро растущие) яйцеклетки. Иными словами, модели поведения, присущие той или иной касте, проявлялись поочередно в течение определенного отрезка времени и находили свое отражение в различиях состояния яйцеклеток, как и предсказывала гипотеза о «чертежах» в цикле развития яичников. Нам до сих пор не хватает решающего эксперимента, который позволит определить, были ли регуляторные молекулярные пути одиночного предка приспособлены и перекомпонованы для создания обществ. Вот почему я, как и прежде, гоняюсь за пилюльными осами по чудесным вересковым пустошам Англии.

Вересковая пилюльная оса – Eumenes coarctatus

– единственный вид этого рода в Великобритании, но в мире насчитывается свыше 100 видов Eumenes, и они все лепят гнезда-горшки. В более теплых краях их можно обнаружить на мягкой мебели, на стенах дома, на бельевых веревках – на чем угодно, если рядом есть подходящий «карьер», который сохраняется достаточно долго, чтобы оса успела налепить горшков. Считается, что их внушительные горшки послужили примером для ремесленников – коренных американцев, которые около 4500 лет назад лепили сосуды, повторяющие очертания выводковых ячеек пилюльной осы. У пилюльных ос есть фора в 85 миллионов лет перед людьми-подражателями, поэтому неудивительно, что осы выигрывают в изысканности и качестве. Их гончарные изделия – это не просто смесь глины с водой. Осы демонстрируют нам химические чудеса мира насекомых, когда в процессе лепки горшков обогащают их стенки необходимыми минеральными веществами вроде магния, цинка и железа. Несомненно, эта облицовка придает гнездам антибиотические свойства и гарантирует, что потомство будет защищено от болезней, пока проходит его одинокое детство в запечатанном горшке.