Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых

Я познакомилась с несколькими фантастическими людьми, которые не были профессорами или специалистами по поведению насекомых, не имели докторских степеней по энтомологии, но обладали ценными знаниями, которым вряд ли нашлось бы место в академическом журнале. Это именно то самое глубокое понимание естественной истории, которое позволило Мэри Джейн написать свой значимый труд о природе чередующихся форм поведения. Благодаря Джону Уолтерсу мы сейчас находимся в процессе секвенирования генома вересковой пилюльной осы и уже прошли примерно полпути в процессе отбора образцов, необходимых для того, чтобы проверить репродуктивную теорию становления общественных насекомых. Возможно, нам не удастся стать первыми, кто сделает это в отношении одиночной осы-эвмениды, но я в любой момент променяю первенство в науке на несколько часов на вересковой пустоши вместе с «гильдией пилюльщиков».

V

Циклы функционирования яичников – это не единственный «чертеж», на основе которого эволюция разрабатывала вариации. В начале 2000-х годов специалист по биологии ос Джим Хант предположил, что эволюция может использовать зимнюю диапаузу у одиночных насекомых в качестве основы для создания каст матки и рабочих особей. Диапауза – это ключевая особенность жизнедеятельности насекомых, состояние сезонного покоя, которое насекомые используют для пережидания таких неблагоприятных условий окружающей среды, как зима[144]

. Насекомое замедляет свой обмен веществ, вообще никак не «ведет себя», его развитие и репродуктивная функция прекращаются, а рост заторможен вплоть до почти полной остановки. Способность насекомых отключать свои биологические функции и выживать в экстремальных условиях окружающей среды восхищала биологов на протяжении сотен лет.

Первым, кто подробно описал это явление, был французский натуралист Рене де Реомюр, который в своем трактате 1734 года о поведении и физиологии насекомых в зимний период отметил, что холод «приводит пчел в состояние, в котором пища перестает быть им нужной; он держит их в своего рода оцепенении». Но лишь в последние пару десятилетий ученые начали по-настоящему понимать явление диапаузы: почему она происходит, что является сигналом к ее началу и каковы механизмы, которые регулируют ее и гарантируют, что она наступит в нужное время. К факторам, запускающим зимнюю диапаузу, относятся температура, влажность, рацион и продолжительность дня или ночи.

Диапауза – это всего лишь один из примеров биологических ритмов, которые восхищали людей тысячелетиями – вероятно, с тех пор, как мы стали земледельцами, которым пришлось постигать и осваивать естественные циклы животных и растений для успешного их использования. Могли ли механизмы, регулирующие диапаузу у одиночных насекомых, перестроиться так, чтобы получить маток и рабочих особей общественного насекомого?

Давайте вернемся на пустоши, к нашей пилюльной осе, чтобы чуть лучше понять, как может работать гипотеза диапаузы.

Через пару дней после того, как пилюльная оса-мать отложила яйцо, выводится потомство – личинка, которая сразу вгрызается в свой личный продуктовый запас из гусениц. Если это происходит в начале лета, личинка окукливается и вскоре превращается в пилюльщицу первого поколения (если это самка) либо в потенциального партнера пилюльщицы (если это самец). Однако если это происходит ближе к концу лета, потомство осы, независимо от пола, впадет в диапаузу внутри своего горшка как оса второго поколения и появится на свет в облике взрослой особи следующей весной. Насекомым в регионах с умеренным климатом не остается ничего другого, кроме как впадать в диапаузу, чтобы переживать зиму. Но диапауза – это дело рискованное, поэтому, если первое поколение ос, появившееся в начале сезона, может отказаться от спячки, это снижает риск, связанный с зимовкой, по крайней мере для части из них.