home | login | register | DMCA | contacts | help | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


my bookshelf | genres | recommend | rating of books | rating of authors | reviews | new | форум | collections | читалки | авторам | add

реклама - advertisement



7. Человечество, затерянное в мире феромонов

Продолжим наше путешествие в новом направлении. Самое главное, что могут сделать естественные науки для гуманитарных, – показать, насколько мы необычны как вид и почему. Такой анализ – часть общего исследования природы всех других видов, обитающих на Земле, каждый из которых по-своему примечателен. Мы даже попробуем пойти еще дальше и представить себе жизнь на других планетах – в том числе могут ли там оказаться разумные существа, обладающие интеллектом, сопоставимым с человеческим.

Гуманитарные науки воспринимают причудливость человеческой природы просто как данность: «так сложилось». Исходя из этого, художники, писатели и композиторы придумывают сюжеты, пишут музыку и создают образы в бесчисленных деталях. Но если говорить о тех чертах человека, которые выделяют его на фоне общего биоразнообразия, то окажется, что их набор очень невелик. Смысл человеческого существования невозможно объяснить, пока от констатации «так сложилось» мы не перейдем к «так сложилось, потому что…».

Итак, для начала рассмотрим, насколько выделяется наш вид (мы, любимые) среди сонма прочих живых существ, населяющих земную биосферу.

Минули целые эпохи, появились и вымерли миллионы видов на Земле, прежде чем предки человека разумного сорвали джекпот в эволюционной лотерее. Нашим выигрышем стала цивилизация, построенная на символическом языке и на культуре, а благодаря этому – колоссальная власть извлекать из недр планеты невозобновляемые ресурсы, беззаботно истребляя при этом другие биологические виды. Такая козырная комбинация сложилась из набора случайно приобретенных преадаптаций. В их числе можно назвать полностью наземный образ жизни, крупный мозг и вместительную черепную коробку, допускающую дальнейшее увеличение объема мозга; свободные пальцы, достаточно гибкие для манипуляций с разнообразными объектами, и (самое трудно постижимое) – ориентирование в пространстве преимущественно по зрению и слуху, а не по запаху и вкусу.

Разумеется, наши способности определять вкус и запах различных веществ с помощью носа, языка и нёба кажутся нам блестящими. Мы гордо рассуждаем о том, какой изысканный букет у того или иного вина, какое благородное у него послевкусие. У себя дома мы в полной темноте узнаем ту или иную комнату по ее характерному запаху. Тем не менее мы настоящие хемосенсорные дебилы. По сравнению с нами большинство других животных просто гениальные нюхачи и дегустаторы. Более 99 % видов животных, растений, грибов и бактерий при коммуникации полагаются только или преимущественно на набор особых химических веществ (феромонов), помогающих распознавать особей своего вида. Кроме того, животные различают другие вещества (алломоны), помогающие им распознавать разные виды потенциальной добычи, хищников и симбиотических партнеров.

Та симфония звуков природы, которой мы наслаждаемся, тоже лишь ничтожная часть акустического мира. Конечно, пение птиц – что-то особое, но не забывайте, что птицы – одни из немногих существ, которые, как и мы, общаются преимущественно аудиовизуальными способами. Кроме птичьего языка есть кваканье лягушек, стрекотание кузнечиков и сверчков, пение цикад. Можете добавить сюда вечерний пересвист летучих мышей (правда, эти звуки настолько высоки, что мы совершенно их не слышим). Летучие мыши пользуются ультразвуковыми сигналами для эхолокации – так они преодолевают преграды и ловят крылатую добычу.

Такая хемосенсорная ограниченность человека коренным образом повлияла на наши отношения с остальным живым миром. Кстати, интересно: если бы мухи и скорпионы были сладкоголосыми, как соловьи, может быть, они не были бы нам так неприятны?

Обратимся к визуальным сигналам, которыми животные пользуются при коммуникации. Нам нравятся движения птиц, бабочек и рыб, нравится их яркая расцветка. У многих лягушек, насекомых и змей встречается вызывающая окраска и внешность – так они отпугивают кровожадных недругов. Все это – важные сообщения, отнюдь не предназначенные для того, чтобы радовать глаз хищника. Яркие пятна предупреждают: «Попытаешься меня съесть – умрешь, заболеешь, и вообще я очень невкусный». Натуралистам давно известно, что, если животное очень красиво, а к тому же совершенно не реагирует на ваше приближение – значит оно не просто ядовито, а, скорее всего, смертельно опасно. Характерные примеры таких животных – медленные коралловые змеи и беззаботные лягушки-древолазы. Мы многое способны видеть, и это доставляет нам удовольствие и позволяет выживать, но мы не различаем ультрафиолет, в отличие от тех животных, для которых это жизненно важная функция. Бабочки, например, ищут цветы, отражающие ультрафиолетовые лучи.

Аудиовизуальные сигналы живого мира глубоко волнуют нас и на протяжении нашей истории нередко вдохновляли авторов великих произведений музыки, танца, литературы, изобразительного искусства. Тем не менее сами по себе все эти краски и звуки просто ничтожны по сравнению с тем, что происходит в мире феромонов и алломонов, окружающем нас со всех сторон. Чтобы проиллюстрировать этот обескураживающий биологический принцип, представим, будто мы можем воспринимать запахи столь же ярко, как и другие существа, живущие в мире ароматов.

Вы мгновенно окунаетесь в гораздо более плотный, сложный и динамичный мир, чем тот, в котором привыкли существовать и даже могли себе представить. Именно такова реальность для большинства жителей земной биосферы. Всевозможные организмы живут в мире, которого вы до сих пор едва касались. Клубящиеся пряные облака поднимаются с земли и растений. Ручейки терпкого запаха текут у вас под ногами. Дуновение ветра несет тугие струи вверх, мимо древесных крон, где все эти запахи быстро рассеиваются и исчезают. В земле под слоем почвы и мусора запахи сгущаются на корешках и в грибницах, просачиваясь наверх через трещинки. Букеты запахов варьируют в разных местах, на считаных миллиметрах пространства. Они складываются в шаблоны и служат ориентирами для муравьев и прочих мелких беспозвоночных, но непостижимы для человека с его скромными способностями. На этом фоне кое-где резко выступают запахи редких и необычных органических соединений, они образуют потоки эллипсоидной конфигурации, расширяющиеся в форме полусферических пузырей. Все это – химические сообщения, испускаемые разнообразными мелкими организмами. Некоторые из подобных следов – это просто телесные испарения животных. Они служат хищникам наводкой на добычу, а жертвам – предупреждением о крадущемся убийце. Среди этих посланий есть и такие, которые животное адресует другим представителям своего вида. «Я здесь, – шепчут запахи потенциальным партнерам, – подойди, пожалуйста, подойди ко мне». Другие феромоны могут использоваться для острастки потенциальных собратьев-конкурентов. Например, те феромоны, которыми собаки метят столбы и деревья, предупреждают незваных гостей: «Ты вторгся на мою территорию. Пошел вон!»

За последние полвека ученые (я имел удовольствие быть одним из них, занимаясь коммуникацией у муравьев) открыли, что феромоны – это не просто широковещательные сообщения, распространяемые по воздуху и воде для всех, кто обладает нужным «приемником». Напротив, феромоны действуют адресно и очень точно. Ключевой феномен для понимания феромонной коммуникации называется «активным пространством». Когда молекулы пахучего вещества распространяются из определенного источника (как правило, это железа на теле животного или другого организма), в центре этого «шлейфа» концентрация запаха остается достаточно высокой для того, чтобы его могли обнаружить другие организмы того же вида. Можно сказать, что эволюция каждого вида за тысячи миллионов лет в значительной степени сформировала размер и структуру этих молекул, предопределила количество феромона, которое должно содержаться в каждом «сообщении», и, наконец, чувствительность к запахам у воспринимающего их организма.

Представьте себе самку мотылька, порхающую в ночи и призывающую к себе самцов. Ближайший самец ее вида может находиться на расстоянии километра – по человеческим меркам, с учетом разницы в размерах тел, это примерно 80 км. Следовательно, половой феромон должен обладать очень сильным запахом, что и подтвердили опыты ученых. Например, самец амбарной огневки устремляется к самке, даже если количество ее феромонов в воздухе составляет всего 1,3 млн молекул на кубический сантиметр. Читателю может показаться, что 1,3 млн – это очень много, но на самом деле этот объем исчезающе мал. Для сравнения: в одном грамме аммиака (NH3) содержится 1023 (сто миллиардов триллионов) молекул. Молекула феромона должна обладать не только способностью привлечь нужного самца, но и редкой структурой или другими отличительными признаками, гарантирующими, что на нее не клюнут самцы других видов или, того хуже, хищники, поедающие бабочек. Половые аттрактанты ночных бабочек так тонко дифференцируются, что феромонные молекулы близкородственных видов бабочек могут отличаться всего одним атомом, либо наличием двойной связи, либо ее расположением в молекуле, а могут просто быть изомерами.

Поскольку феромоны бабочек настолько неповторимы, самцу оказывается очень непросто найти нужную самку. Для этого он должен влететь в призрачное активное пространство и следовать к точке на теле бабочки. Это пространство образует эллипсоид (веретенообразной формы) и, постепенно сужаясь, сходит на нет. Как правило, самцу не удается встретить вожделенную самку, просто перемещаясь из области с едва уловимым запахом туда, где концентрация феромона увеличивается, подобно тому как мы принюхиваемся на кухне в поисках источника запаха. Мотылек пользуется иным, не менее эффективным методом. Учуяв поток феромонов, он летит ему навстречу, пока не достигает призывающей его самки. Если самец случайно покидает активное пространство (что случается довольно часто, так как ветер постоянно искривляет пахучий след), то он петляет из стороны в сторону по ломаной линии, пока вновь не попадет в облако феромонов.

Значение мощного обоняния в животном мире не вызывает сомнений. Cамцы гремучих змей находят готовых к спариванию самок по феромонному следу. И самки, и самцы беспрестанно выбрасывают и втягивают свои языки, чтобы чувствовать запах почвы, а, приблизившись к бурундуку, действуют так же безотказно, как пуля охотника, выслеживающего крякву.

Столь безошибочное обоняние повсеместно распространено в животном мире, именно по запаху животные улавливают самые тонкие различия. Например, среди млекопитающих – в том числе людей – матери могут по запаху отличать своих детей от чужих. Муравьи способны отличать «своих» от «чужих» за десятые доли секунды, для этого им достаточно провести усиками по телу опознаваемой рабочей особи.

В ходе эволюции структура активного пространства менялась, позволяя передавать, помимо сигналов, связанных с функциями размножения и распознавания, много другой информации. Так, сторожевые муравьи выделяют «тревожные» вещества, предупреждая собратьев о приближении врагов. Эти химические соединения гораздо проще по составу, чем половые и следовые феромоны. Они выделяются в больших количествах, их активные пространства быстро распространяются на обширные области. Никакой секретности не требуется. Напротив, очень хорошо, если их учуют и враги, и друзья – чем быстрее, тем лучше. Задача таких феромонов – оповестить колонию об опасности и донести призыв к действию, чтобы как можно больше собратьев по муравейнику его восприняли. Крепкие муравьи-солдаты стремглав несутся на поле боя, почувствовав запах тревожного феромона, в свою очередь, муравьи-няньки уносят молодняк поглубже в гнездо.

Интересная комбинация феромонов и алломонов используется американскими муравьями-рабовладельцами в качестве «средства пропаганды». Эксплуатация – довольно распространенная практика среди муравьев, населяющих умеренные широты Северного полушария. Ею промышляют стаи муравьев-рабовладельцев, регулярно выдвигающиеся на охоту за невольниками (другими муравьями). Рабочие особи таких рабовладельческих видов у себя в муравейнике живут праздно, редко занимаясь каким-либо хозяйственным трудом. Но они, подобно закаленным спартанским воинам, умеют яростно сражаться. У некоторых видов муравьев такие налетчики вооружены мощными изогнутыми челюстями, которыми легко прокусывают тела врагов. Когда я занимался изучением муравьиного рабства, мне удалось обнаружить один вид, который порабощает своих жертв совершенно иным способом. У охотников этого вида на брюшке (на заднем из трех сегментов его тела) имеется своеобразный резервуар, напоминающий мешок с железистым секретом. Он заполнен тревожным феромоном. Врываясь в муравейник своих жертв, охотники в огромных количествах распыляют этот феромон по камерам и коридорам. Этот алломон (точнее – псевдоферомон) повергает защитников муравейника в смятение, панику и бегство. Мы испытали бы схожую панику, если бы со всех сторон вдруг оглушительно завыли сирены. Сами же захватчики реагируют на этот феромон совершенно иначе. Он их привлекает, и охотники могут без труда утащить из гнезда куколки рабочих особей. Когда пленники вылупляются из куколок, уже будучи в рабстве, они считают себя «младшими сестрами» в муравейнике хозяев и покорно служат рабовладельцам до самой смерти.

Муравьи – настоящие феромонные гении нашей планеты. У них на усиках находится больше обонятельных и прочих чувствительных рецепторов, чем у какого-либо иного вида насекомых. Кроме того, муравьи вооружены целым арсеналом экзокринных желез, каждая из которых выделяет строго специализированные виды феромонов. Особые феромоны регулируют жизнь в гнезде, у разных видов муравьев насчитывается от десяти до двадцати таких веществ. Каждый феромон обладает определенным значением, но на этом все интересное только начинается. Так, разные феромоны могут выделяться одновременно, образуя более сложные сигналы. Когда они испускаются в разное время или в разных местах, смысл меняется как-то по-другому. Еще больше информации можно передать, регулируя концентрацию молекул. Как минимум у одного вида американских муравьев-жнецов, которых мне доводилось изучать, при едва уловимой концентрации феромон привлекает внимание рабочих особей и заставляет их двигаться к источнику запаха. При более высокой концентрации вещества муравьи начинают обеспокоенно рыскать туда-сюда. Наконец, в непосредственной близости от сигнальщика, где содержание феромона в воздухе зашкаливает, муравьи яростно бросаются на любой чужеродный органический объект, находящийся в пределах досягаемости.

Некоторые виды растений также обмениваются информацией при помощи феромонов. Как минимум они могут улавливать «дискомфорт» растущих рядом представителей своего вида и реагировать на это. Если на растение нападает опасный враг – например, бактерии, грибы или насекомые, то оно выделяет вещества, угнетающие агрессора. Некоторые из этих субстанций летучи. Уловив их, соседние растения также включают химическую защиту, даже если в данный момент их никто не атакует. Существуют растения, которые страдают от сокососущих тлей, особенно распространенных в умеренных широтах Северного полушария и способных причинять серьезный вред. Выделяемые растениями летучие пары не только стимулируют окружающих собратьев защищаться, но и привлекают мелких ос, которые питаются тлями. Иногда встречается у растений и другая защитная стратегия. Сигналы передаются от растения к растению по грибницам грибов-симбионтов. Грибницы опутывают корни растений и служат своеобразными проводами.

Даже бактерии активно применяют феромонную коммуникацию. Одноклеточные существа собираются в группы и обмениваются своими ДНК – для них это очень важный ресурс. По мере того как популяции бактерий разрастаются, некоторые виды начинают обнаруживать так называемое «чувство кворума». Такая реакция запускается химическими соединениями, которые бактерии выделяют в окружающую жидкость. Чувство кворума приводит к кооперативному поведению и формированию колоний. Наиболее изученным примером второго процесса является образование биопленок: свободно плавающие клетки собираются вместе, обосновываются на поверхности и выделяют субстанцию, которая обволакивает и защищает всю группу. Такие организованные микросообщества существуют повсюду и даже внутри нас. Общеизвестные примеры таких колоний – осадок на немытых поверхностях в ванной, а также зубной налет.

Эволюция довольно просто объясняет, почему нашему виду потребовалось так много времени, чтобы познать истинную природу окружающего нас феромонного мира. Мы слишком крупные, и понимание жизни насекомых и бактерий требует от нас специальных усилий. Чтобы развиться до уровня человека разумного, нашим предкам нужен был большой мозг, включающий в себя вместительные банки памяти. Лишь такая мощная память позволила нам создать язык и цивилизацию. Прямохождение высвободило наши руки, позволив нам создавать все более сложные инструменты. Высокий рост и передвижение на двух ногах привели к тому, что наши головы оказались выше над землей, чем у абсолютного большинства животных, кроме слонов и немногих крупных копытных. В результате наши глаза и уши удалены от многих представителей живого мира. Более чем 99 % биологических видов очень мелкие и существуют в непосредственной близости от земли, вне досягаемости человеческих органов чувств, и почти не привлекают нашего внимания. Наконец, наши предки общались преимущественно аудиовизуальными способами, без феромонов. Любой другой канал передачи информации, феромонный в том числе, был бы для нас слишком медленным.

В сущности, те эволюционные приобретения, которые обеспечили нам доминирование над всеми остальными видами, сделали нас сенсорно неполноценными. Поэтому мы практически не представляем, как протекает жизнь большинства обитателей нашей биосферы, которую мы так опрометчиво разрушаем. Наши действия не играли существенной роли на раннем этапе расселения человека по Земле, когда наша популяция только начинала расти. Человечество оставалось крайне малочисленным, мы отбирали лишь толику энергии и ресурсов у других организмов, которые в изобилии населяли моря и сушу. Оставалось достаточно много времени и свободного пространства, чтобы многие ошибки сошли нам с рук. Но эти благодатные века уже в прошлом. Мы не можем общаться на языке феромонов, но нам следует побольше знать о том, как это делают другие организмы, чтобы сохранить их, а вместе с ними – и большую часть окружающей среды, жизненно важной для человека.


III.  Иные миры | Смысл существования человека | 8.  Суперорганизмы