Жужжащие. Естественная история пчёл
Шрифт:
«Это удивительная и неразгаданная история. К сожалению, мы располагаем очень немногими данными на этот счет», – поделился Майкл Энджел [23] , когда я спросил его про эволюцию пчел. «Проще говоря, – продолжал он, – нам катастрофически не достает ископаемых находок».
Майкл разговаривал со мной из своего кабинета, расположенного в хранилище, находящемся во владении Канзасского университета. Коллекция насекомых (вместе с ее старшим куратором) переехала сюда в 2006 г., когда администрация посчитала, что 5 млн наколотых на булавки экземпляров занимают слишком много места в одном из главных старых зданий кампуса. Он ответил на звонок коротким «Энджел», голос его звучал устало, как у человека, привыкшего к тому, что его постоянно отрывают от работы. Ничего удивительного. Обязанности куратора коллекции Майкл Энджел совмещает с преподаванием в двух университетах, научными исследованиями совместно с Американским музеем естественной истории и должностью редактора в девяти разных специализированных журналах. Список его научных публикаций насчитывает более 650 статей, в том числе он является соавтором весьма значимой книги «Эволюция насекомых», что и привело меня к его порогу. Несмотря на столь разноплановую деятельность, пчелы представляют для Майкла особый интерес. Когда я напомнил, с какой целью звоню, голос его оживился и все остальные заботы, похоже, оказались забыты. Мы проговорили с ним около двух часов.
23
Майкл
«В поисках ранних протопчел вам придется отправиться примерно на 125 млн лет назад в прошлое», – пояснил Майкл. К сожалению, самая первая истинная пчела [24] появляется в окаменелостях только спустя 55 млн лет, оставляя большой пробел в середине данной летописи. С другой стороны, столь вопиющая нехватка свидетельств может, по крайней мере, поведать нам кое-что о том, где происходило развитие пчел. Потому что если окаменелости особенно скудны, то очень часто для этого имеются веские причины.
24
Это предполагаемая древняя пчела с любопытными осоподобными чертами была описана по особи, заключенной в куске бирманского янтаря (Poinarand Danforth 2006). Данное предположение ставилось под сомнение несколькими компетентными специалистами. К большому сожалению, этот образец до сих пор хранится в частной коллекции и в настоящее время не доступен для повторной экспертизы. Ископаемые находки из бирманского янтаря вселяют большие надежды, хотя и относятся к среднему мелу (датируются 100 млн лет) – переломному и совершенно незадокументированному периоду эволюционной истории пчел.
«Излюбленные места обитания ранних пчел, по всей вероятности, оказались наихудшими для образования окаменелостей», – говорит Майкл. По ряду свидетельств, пчелы, как и ранние цветковые растения, эволюционировали в сухой и жаркой среде. Даже сегодня разнообразие пчел во влажных тропиках, известных своим видовым богатством, не столь велико, как в аридных областях, таких как Средиземноморье и юго-запад Северной Америки. Большая часть ландшафта мелового периода, скорее всего, выглядела одинаково, но мы относительно мало знаем о тех местах и их обитателях, потому что для формирования окаменелостей требуется вода, которой как раз и не достает в подобной местности. Чтобы превратиться в окаменелость, животное или растение, как правило, должно быстро покрыться осадочными отложениями, что гораздо лучше происходит в местах, обедненных кислородом, где нет угрозы скорого разложения. Такие условия в основном отмечаются под водой: на дне болот, озер, рек и мелководных морей. Это означает, что из-за явления, которое палеонтологи называют погрешностью сохранения, у нас возникают сложности с представлением о далеком прошлом и возможностью его изучения. Наши представления складываются с учетом флоры и фауны самых влажных областей, потому что как раз их обитатели обычно и становятся окаменелостями. Среди исключений – окаменелости, образовавшиеся в сухих местах в результате внезапных наводнений либо вулканической активности, но даже они дают мало информации о происхождении пчел.
«Это безвыходная ситуация, – сказал Майкл. – Вы делаете отчаянные попытки отыскать окаменелость с признаками пчелы, но если все-таки удастся найти таковую, то это всегда просто пчела! И мы по-прежнему ничего не знаем о переходе от ос к пчелам. В любом случае это тупик».
Проблема заключается в природной особенности пчел, а именно в их вегетарианстве. Потребление пыльцы – это скорее поведенческая, а не морфологическая особенность, но по окаменелостям очень сложно судить о поведении. Реальные свидетельства их нового рациона появились позже – это были характерные волоски и ряд других особенностей, позволившие собирать и переносить пыльцу. (Пчел как «длинноволосых», одержимых цветами вегетарианцев в шутку называют «осы-хиппи», и, по правде говоря, это прозвище не позволяет забывать о ключевой особенности их эволюции!) Но самые ранние пчелы должны были выглядеть точь-в-точь как их родственницы-осы и могли оставаться такими в течение еще какого-то времени; скорее всего, они переносили пыльцу в желудках и отрыгивали ее в гнезде [25] , как сейчас проделывают некоторые пчелы. Очень маловероятно, что кто-нибудь однажды найдет истинно «первую пчелу» (или распознает таковую, если даже повезет на нее наткнуться).
25
Желтолицые пчелы из рода Hylaeus одно время считались примитивными, отчасти из-за их осообразной внешности и склонности заглатывать пыльцу. Дальнейшие исследования показали, что развились они позднее, став похожими на ос уже после того, как начали заглатывать пыльцу. По поводу стратегии, которой придерживались ранние пчелы, пока еще ведутся споры, однако выдающийся эксперт по пчелам Чарльз Миченер полагал, что протопчелы переносили пыльцу снаружи своего тела с помощью каких-нибудь волосков (Michener 2007).
«Для большей достоверности следовало бы отыскать ископаемое гнездо, – продолжал рассуждать Майкл. – И желательно, чтобы там находилась пыльца, а еще лучше пчела, застывшая прямо в момент создания запасов провизии. И если кто-нибудь найдет все это, – добавил он с усмешкой, – то я бы обналичил все свои сбережения, купил авиабилет и направился в любую точку мира, где бы это ни находилось, чтобы увидеть собственными глазами!»
Из нашего разговора стало очевидно, что Майкл обладает присущей ученым любовью к фактам и предпочитает четко разграничивать теории, подкрепленные доказательствами, и гипотезы, основанные на домыслах. Пчелы являются прямыми вегетарианскими потомками роющих ос из среднемелового периода. Это хорошо известно. Однако, как только мы к этому подошли, он вынудил меня пойти еще дальше, и мы с ним с радостью окунулись в мир бесконечных «наверное», «а если» и «возможно». Что касается изучения вероятной ранней эволюции пчел, то я вряд ли бы нашел другого, столь же компетентного консультанта. «Я один из немногих людей, тратящих на это столько времени», – сказал он не без иронии, хотя сложно было назвать его впечатляющие результаты потерей времени. В 2009 г. Линнеевское общество наградило его Медалью двухсотлетия – самой престижной наградой в биологии для ученых до 40 лет. Если бы Майкл Энджел не принял спонтанного решения на последнем курсе колледжа, то вполне вероятно, мог бы в жизни и вовсе не взглянуть на пчелу.
«В детстве я не был помешан на букашках, – вспоминал он, – хотя всегда обладал способностью обращать внимание на детали». Ему нравилось рисовать всякую мелочь, и он чуть не довел до помешательства свою мать, требуя дорогих высококачественных ручек, чтобы можно было точно отображать мельчайшие подробности. Позднее он уверенно встал на путь изучения медицины в Канзасе, пока однажды преподаватель химии не предложил ему взяться за несколько иную
26
Имя Чарльза Дункана Миченера и его работы то и дело будут всплывать по ходу повествования. Мич (как его называли друзья) в своей научной карьере, охватившей восемь десятилетий, утвердился как корифей исследования пчел. Его книги «Пчелы мира» и «Общественное поведение пчел» до сих пор не теряют значимости, а сам он воспитал десятки ученых, от Майкла Энджела и многих других знатоков пчел до видного популяционного эколога Поля Эрлиха. – Прим. авт.
«Моя излюбленная гипотеза, – рассказал он мне, продолжая размышлять, – заключается в том, что осы стали “заправляться” нектаром, при этом пыльца случайно попадала на них и затем переносилась ими в гнездо». Также вполне вероятно, что на цветках они начали отлавливать своих жертв: мух и других насекомых, чьи тела могли быть также покрыты пыльцой, или они могли сами ее есть. Так или иначе, с какого-то времени пыльца стала поставляться в гнездо систематически: для личинок ос появилась возможность включать ее в свой рацион вместе с животной пищей. И вот однажды поначалу случайное снабжение гнезд пыльцой сделалось целенаправленным; по словам Майкла, такой резкий переход к использованию пыльцы произошел «лавинообразно».
«Неожиданно оказалось, что самки, проводившие больше времени на цветах, избегали многих опасностей», – подчеркнул он, указывая на относительную безопасность сбора пыльцы по сравнению с рисками во время охоты. «Хищничество – дело рискованное. Жертва будет защищаться, и если тебе порвут крыло или повредят ротовой аппарат, то тебя ждут серьезные неприятности». Естественный отбор сразу же начал благоприятствовать сборщикам пыльцы, чей мирный образ жизни позволял им дольше прожить и вывести больше потомства. «Ну, а дальше вы знаете, – заключил он, – появились пчелы».
В своем сценарии Майкл приводил сильные и легкие для понимания аргументы в пользу перехода от осы к пчеле, однако к дальнейшему развитию событий он подходил уже более осторожно. Специалисты отмечают некоторые характерные анатомические особенности современных пчел: даже наиболее нетипичные виды имеют много общих тонких деталей в жилковании крыльев и несут по меньшей мере несколько разветвленных волосков на теле, столь удобных для переноса пыльцы. Старейшие ископаемые пчелы, известные науке, уже располагают этими чертами. Отсутствие же более древних экземпляров лишает нас возможности точно узнать, когда они эволюционировали, и в ряде случаев – с какой целью. «Нет ясности даже в отношении происхождения этих характерных разветвленных волосков», – заметил Майкл. В ходе эволюции у пчел они могли развиться для тепловой изоляции крыловой мускулатуры или, если становление пчел действительно проходило в пустынях, для снижения потери воды в районе дыхалец. Многие вопросы останутся ждать своего решения, пока кто-нибудь не обнаружит то самое совершенное ископаемое гнездо (о котором грезит Майкл) и еще несколько древних пчел, чтобы заполнить пробелы. К счастью, для того чтобы разобраться в сути эволюции пчел, нет нужды выяснять происхождение отдельных признаков. Совершенно ясно, что к тому времени, как пчелы начали попадать в окаменелости, они уже оставили своих прародительниц-ос позади, дабы сложиться как обособленная, разнообразная и очень успешная группа. И, как будто стараясь сгладить свои ранние недостатки, они предстали перед нами в облике столь прекрасном, что люди даже, бывало, носили их в качестве украшений.
Дэвид Гримальди, соавтор Майкла по книге об эволюции насекомых, как-то отметил, что работа его требовала использования двух очень непохожих предметов: легкого сачка для отлова живых насекомых и стального молотка для добывания окаменелостей. Но и для владения молотком необходимы определенные навыки, особенно если ископаемые объекты заключены в янтаре. Залежи янтаря, образовавшиеся из смолы хвойных и других смолистых деревьев, возникли в тех местах, где древние леса были затоплены или по иным причинам быстро покрывались осадочными отложениями. Окаменевшая смола различается по цвету от теплого смолистого оттенка до светло-коричневого, желтого, зеленого и даже голубого, из-за этого процесс добывания янтаря становится похожим на поиски кусочков цветного стекла. Но если стекло предназначено для того, чтобы смотреть сквозь него, то янтарь примечателен тем, что можно разглядеть нечто внутри него. Любое живое существо надежно сохраняется в смоле, окруженное клейкими выделениями [27] , – в трехмерном виде со всеми мельчайшими деталями, в отличие от плоских отпечатков типичных окаменелостей. Часто можно различить даже микроскопические черты. Вспомним известный случай, когда москит из мелового периода оказался в такой отличной сохранности, что в его желудке обнаружили хорошо различимые клетки крови пресмыкающихся вместе с известными патогенными микроорганизмами. Это помогло выяснить, что динозавры, так же как люди и некоторые современные животные, страдали от разрушительного действия [28] трансмиссивных заболеваний [29] .
27
По жутковатой иронии судьбы насекомыми, которых находят заключенными в янтаре, в первую очередь оказываются те, что повреждают деревья (в особенности жуки) и тем самым способствуют выделению смолы. Как защитное средство смола может отпугивать вредителей, а может и не оказывать такого действия. Но во многих случаях ей прекрасно удается сохранять их (и «случайных прохожих» тоже) на веки вечные.
28
В кишечнике москита находилось простейшее, родственное тем, что вызывают сонную болезнь, болезнь Чагаса и лейшманиозы (Poinarand Poinar 2008).
29
Трансмиссивные заболевания – заразные болезни, возбудители которых переносятся кровососущими насекомыми и клещами. – Прим. пер.