Венди Уильямс
Язык бабочек. Как воры, коллекционеры и ученые раскрыли секреты самых красивых насекомых в мире
Африканский трубкозуб имеет неудобный с виду хоботок, с помощью которого он находит по запаху муравьев и термитов. Впечатляющий хобот есть у обезьяны-носача – никто не знает, зачем он ей.
Но хоботок чешуекрылых – дело особое. Этот удивительный орган – не нос, с его помощью не дышат и не нюхают. (Для дыхания у чешуекрылых есть крошечные отверстия в экзоскелете, так называемые дыхальца. А распознавать запахи позволяют усики-антенны.)
Хоботки позволяют всасывать пищу без необходимости жевать, сосать, лакать или лизать. Иногда хоботки чешуекрылых считают «язычками», но это не так, ведь язык находится во рту, а «ртов» у бабочек нет. Порой говорят, что хоботки – это ротовые органы. Но и это условность.
Хоботки чешуекрылых – штука странная, нелепая, порой гротескная на вид, эдакие отростки головы. Они не чета любому другому, хорошо знакомому нам органу. Иногда хоботок в три-четыре, а то и в пять раз длиннее тела насекомого.
Только летающая стадия отряда чешуекрылые оснащена этим удивительным отростком. Гусеницы – машины для пожирания пищи – имеют мандибулы – твердые части экзоскелета[24] наподобие челюстей, приводимые в движение мышцами. Они постоянно работают, перемалывая пищу и запасая питательные вещества и токсины, которые пригодятся, когда гусеница станет бабочкой. (Слово «жевать» в этом случае подходит не вполне, ведь зубов у гусениц нет.)
Внутри куколки, пока гусеница превращается в бабочку, мандибулы исчезают. Мышцы, которые ими управляли, постепенно распадаются под действием специально для этого предназначенных химических веществ – ферментов. (Конечно же, бывают и разноусые бабочки, у которых по выходе из кокона все еще есть мандибулы. Исключения, исключения – они есть всегда.)
Одновременно с этим активизируются другие группы клеток, и из них образуются те или иные органы, в том числе и хоботок. Внутри куколки хоботок формируется в виде вытянутой трубочки из двух половинок. Когда на свет появляется бабочка, половинки (в поперечном сечении имеющие форму буквы С) срастаются, и получается удлиненная О. И длина этой трубочки может быть всего несколько миллиметров, а может быть гораздо больше.
Поскольку у чешуекрылых нет «рта», чтобы питаться в традиционном смысле слова, большинство из них использует хоботок. Этот инструмент для добывания пищи вновь и вновь раскручивается и закручивается обратно на протяжении жизни насекомого бесконечное количество раз. Примерно как детские бумажные дуделки.
Кроме того, хоботок используется как зонд. Как инструмент исследования, поиска пищи. Если набраться терпения и сидеть тихо, можно понаблюдать за бабочкой на цветке – как она ощупывает хоботком сердцевину цветка в поисках нектара. Обычно, когда бабочка просто летит, хоботок свернут в «улитку» внутри «улитки» наподобие того, как устроена валторна. Но когда наступает время развернуть хоботок во всю длину, за дело берутся две группы мышц – с каждой из сторон от свернутой трубочки. Они сокращаются, позволяя хоботку вытянуться, – примерно то же происходит с хоботом слона.
Если вам доводилось наблюдать хотя бы какое-то время за бабочками на цветке, вы видели, что таким раскрученным хоботком они как будто пьют из лужицы нектара, который, как нам кажется, ожидает их внутри цветка. (Это не так, но об этом мы еще поговорим.)
Именно в хоботке заключено все волшебство. Именно здесь происходит долгожданный контакт между насекомым и цветком. И этот «брак» – не только ради удобства, но и ради выживания. Соблазнительный аромат и сладкий нектар цветов привлекают насекомых. Насекомые же вместе с нектаром получают и пыльцу цветка, которую они услужливо, но непреднамеренно переносят на следующий, и в результате происходит оплодотворение цветка новым набором генов. Насекомые совершенно не планируют участвовать в интимных отношениях цветков – и все же именно это они и делают.
Благодаря хоботку насекомое как получает, так и отдает. И цветок тоже. Происходит взаимный обмен. И это очень важно для продолжения жизни на нашей планете. Сегодня мы принимаем это как нечто само собой разумеющееся, но на протяжении почти всей истории такая простая истина от нас ускользала.
До начала XIX в. западные философы называли цветы Божьим даром красоты, адресованным людям. Смысл их бытия якобы состоял в том, чтобы радовать нас и напоминать о присутствии Бога в нашей жизни. Конечно, мы по-прежнему можем так считать, но около 200 лет назад садоводы постигли иной уровень истины: что цветы размножаются половым (половым!) путем. У них есть мужские и женские органы, а связь между ними осуществляют опылители. Секс! Эта мысль приводила в такой ужас, что ее избегали обсуждать при женщинах или детях[25]. Но правда всегда выходит наружу. И мы признали чудовищную правду жизни: бабочки (и другие насекомые) играют важную роль посредников в процессе обмена генами при половом размножении.
В конце концов такие взаимоотношения между цветком и хоботком насекомого навели людей на мысль о том, как вообще устроена эволюция.
Глава 2
Вниз по кроличьей норе
Такое простое существо, как бабочка[26], скрывает в себе тайны, которые не понять нам с вами. И это прекрасно.
ДЕСТИН СЭНДЛИН. УМНЕЕ С КАЖДЫМ ДНЕМ (SMARTE EVERY DAY)
Вконце января 1862 г., когда Герману Штреккеру было около двадцати пяти, Чарльз Дарвин, готовившийся встретить 44-й день рождения, писал письмо лучшему другу[27], ботанику Джозефу Хукеру. Он делился отчаянием по поводу рабства в Америке, которое ненавидел всей душой. Затем жаловался, что британский институт первородства – закон, согласно которому наследником имущества становился старший брат, – порождал проблемы, нарушая закон естественного отбора: «…представим только, будто фермер непременно должен делать старшего из бычков производителем в своем стаде».
Не менее пятнадцати домочадцев Дарвина, включая его самого (а был он настоящим семьянином, имел много детей и много слуг), в то время выздоравливали от тяжелого гриппа. Тем не менее он усердно трудился над своим будущим бестселлером «О происхождении видов» (On the Origin of Species), которому предстояло увидеть свет в 1859 г. Кроме того, немалые надежды он возлагал на книгу «Опыление у орхидных. О различных способах, с помощью которых британские и иностранные орхидные оплодотворяются насекомыми, и о хороших эффектах от скрещивания» (Fertilization of Orchids: On the Various Contrivances by Which British and Foreign Orchids Are Fertilized by Insects and on the Good Effects of Intercrossing). (М-да. В те времена считалось, что название должно в точности – в точности! – сообщать читателю, за что он платит. Кликбейт[28] бы не прошел.)
Письма Хукеру были для Дарвина способом отстраниться от проблем болеющих домашних и расслабиться после тяжкого труда над книгой. Но однажды дружеская болтовня, сплетни и шутки были прерваны прибытием посылки. Об этом судьбоносном событии в письме тоже упоминается – торопливо, в самом конце. Как хорошо, что Дарвин любил писать письма!
В посылке был щедрый подарок, редкий, драгоценный – великолепная шестилепестковая звездообразная орхидея родом с Мадагаскара. Подарку этому предстояло сыграть огромную роль в судьбе будущей книги об орхидеях, хоть Дарвин и не знал об этом, когда посылка прибыла в его суматошный дом. Именно из-за него (в том числе) книгу, ныне известную под названием «Приспособления» (Contrivances), читают по сей день.
Дарвин был потрясен не столько самим цветком, сколько длиной отростка, свисавшего с его основания.
Он был огромен – длиной почти в целый фут.
Дарвин был поражен.
Он задал вопрос, который в разных формулировках занимает ученых уже более 150 лет.
«О небеса! Какое же насекомое могло бы сосать его нектар», – писал он в постскриптуме к письму Хукеру – и был так взволнован, что даже не поставил вопросительный знак.
Орхидея была «удивительная», писал он. А затем упомянул зеленую «плетевидную» шпору длиной в фут, в нижней части которой, как он полагал, хранится нектар растения. Если вы хоть раз видели орхидею, вы, конечно же, видели такую шпору. Если ее разломить, вы увидите, что внутри у нее полость.
Долго размышлял Дарвин над этой орхидеей. Зачем цветку тратить столько энергии, чтобы вырастить нечто столь затрудняющее доступ к нектару? Совершенно непонятно. Разве это не мешало бы насекомым опылять цветы, а значит, ограничивало бы возможности размножения растения?
И наконец он понял: цветок «рассчитывает» привлечь не любое насекомое, а одно-единственное, конкретное, которое не растратит попусту пыльцу, перенеся ее не на тот цветок. Удлиняя эту шпору, рассудил Дарвин, орхидея становится привлекательной лишь для одного вида насекомых – с достаточно длинным хоботком.
Все было сделано словно на заказ, будто перчатка, скроенная специально по руке. Плохо сидящую перчатку мы носить не станем.
И насекомое, догадался ученый, тоже извлечет из этого выгоду: оно сможет добыть нектар, не соревнуясь с представителями других видов. Иначе говоря, так Дарвин и создал теорию коэволюции, согласно которой происходит не просто эволюция, но эволюция сопряженная, естественное партнерство между живыми существами. В таком взаимовыгодном «браке» организмы порой способны развиваться взаимообусловленно.
Различные живые организмы, которые мы воспринимаем как отделенные друг от друга объекты, иногда столь идеально подогнаны друг к другу, что становятся практически одним живым существом. Они нужны друг другу, чтобы выжить.
Собственно говоря, так можно сказать обо всей нашей планете. Дарвин не первым догадался об этом. Совокупностью взаимосвязанных живых существ природу считали и другие, начиная с Марии Мериан в XVII в. (дальше мы еще поговорим об этой гениальной домохозяйке, забытой на столь долгое время). Но именно Дарвин сформулировал эту мысль в словах, придав ей весомость.
Он предположил, что в конце концов будет обнаружен вид чешуекрылых с необычайно длинным хоботком – гигантским органом, способным проникнуть до конца в длинную шпору орхидеи. Это предсказание вошло в готовящуюся к печати книгу по орхидеям. Позже он писал, что его высмеяли за это. Мало кто мог представить себе бабочку с таким огромным хоботком. Как она вообще смогла бы летать?
Весь остаток жизни Дарвин надеялся, что кто-нибудь найдет на Мадагаскаре предсказанное им насекомое.
Но этого не случилось.
Во всяком случае, на его веку.
Лишь в 1903 г. богатый банкир Уолтер Ротшильд, владелец огромной коллекции бабочек, и его сотрудник, энтомолог Карл Джордан, подтвердили догадку Дарвина, описав долгожданное насекомое и дав ему имя. Оказалось, что оно относится к семейству бражников.
Экземпляр этой бабочки прислали Ротшильду двое французских энтомологов-полевиков. Тело насекомого было самого обычного размера, а вот хоботок, как и предсказывали, оказался почти в фут длиной. Казалось бы, какие еще могли быть вопросы? Но тут возникло новое затруднение: никто никогда не видел, чтобы эта бабочка вводила хоботок в шпору орхидеи.
И лишь в наши дни – в 1990-е гг. – ученому-энтомологу удалось заснять этот процесс в мадагаскарских джунглях.
Дарвин был прав!
И снова лишь частично. Его теория была прекрасной, стройной, складной. Но оказалось, что для того, чтобы в подробностях разобраться в этом удивительном партнерстве, представление Дарвина о строении хоботка требовало уточнений. Бабочка и орхидея действительно уникальным образом подходили друг другу, но она не «сосала» нектар из цветка. По крайней мере, не так, как себе это представлял Дарвин.
Не одним большим глотком.
Перенесемся в конец ХХ в. – более чем на сто лет вперед после того, как Дарвин писал свое письмо. Как-то раз четырехлетний Мэтью Ленерт[29] слонялся по родительской спальне в Мичигане и вдруг увидел, что по подушке крадется огромная ночная бабочка. Это была самка, занятая важным делом: она откладывала яйца.
Несмотря на юный возраст, Ленерт в это мгновение понял, что его будущее – перед ним. Его судьба была решена: он станет энтомологом. Вниз по кроличьей норе!
На всякий случай – вдруг кто-то не принял бы его планы всерьез – на Хеллоуин пятилетний Мэтью надел белый лабораторный халат с надписью крупными буквами на спине: ЭНТОМОЛОГ. Ну, для ясности.
Став старше, он работал в профильных лабораториях, затем изучал бабочку под названием «парусник Гомера» – эндемика Ямайки и самую крупную бабочку Западного полушария (в настоящее время находится на грани исчезновения). Затем Ленерт на два года устроился в лабораторию к руководителю исследовательских работ, изучавшему хоботки бабочек.
«Что там изучать?» – удивлялся он поначалу. Это же трубочка. А бабочка через нее пьет. Все очень просто, размышлял он, в точности как и Дарвин более чем за столетие до него. В голове у бабочки есть некий насос, который и отправляет нектар в пищеварительный тракт. Там всего-то дел на пару месяцев, думал он. А что он будет делать остальное время?
И вот прошло десять лет, а он по-прежнему занимается хоботками. Теперь, собственно говоря, у него своя лаборатория и свои сотрудники, увлеченные хоботками не менее, чем он сам. Дело все в том, что этот орган вовсе не такая простая «соломинка», какой кажется. То есть да, это соломинка. Но не совсем так… Многие, в том числе и известные энтомологи, считают хоботок инструментом, позволяющим насекомому «пить». Точнее, однако, было бы сказать «впитывать» Оказывается, хоботок – это по сути своей сложно устроенная бумажная салфетка.
Начнем с того, что, в отличие от соломинки для питья, он не герметичен по всей длине. «Хоботок имеет пористую структуру, – рассказал мне Мэтью по телефону. – Попробуйте-ка проделать в соломинке кучу отверстий и попить через нее. Вряд ли что-то получится. Вот и хоботок – он скорее похож на губку».
Я представила себе губку для мытья посуды. Если сжать ее, а затем положить в раковину с водой и разжать руку, убрав давление, губка, впитывая воду, расширится. Орган, действующий как насос, при этом не обязателен: даже если просто положить губку в слой воды на кухонном столе, она сама впитает влагу.
Именно так все и работает, подтвердил Ленерт. Чтобы что-то всосать, насекомое сначала помещает хоботок на поверхность вещества – как мы накрываем разлитую жидкость бумажным полотенцем. Без всяких усилий с нашей стороны полотенце впитывает жидкость. Именно так и действует хоботок. Микроскопические отверстия в нем впитывают жидкость – и вуаля! Она попадает внутрь, в транспортную трубку. Всасывать ничего не требуется.
С этим механизмом – капиллярным эффектом – мы знакомимся в школе. Я помню, как мне о нем рассказывали в третьем классе. Мне это казалось каким-то волшебством. К этому возрасту я уже знала, что гравитация все тянет вниз. Вниз, не вверх! И с основными причинно-следственными схемами функционирования жизни на Земле я уже была знакома. Ничто не может просто так подниматься вверх вопреки гравитации. Даже воздушному змею нужен ветер и человек, который будет держать его за нитку.
Тем не менее: вот моя учительница опустила в химический стакан, полный воды, тоненькую стеклянную трубочку. И – о чудо! – вода начала по ней подниматься. Вместе с одноклассниками я разинула рот: быть такого не может! Учительница рассказала про давление воздуха: чем оно выше, тем выше поднимается и вода. В этом была логика, так что я смогла вернуться к исходному предположению о том, что гравитация действует-таки, так что все работает правильно. (Как мало я знала! Но это другая история…)
Капиллярный эффект на нашей планете встречается постоянно. Именно он позволяет вытирать посуду полотенцем. Именно он доставляет воду от корней к листьям растений. Без него не было бы, к примеру, дерева секвойи.
Та же сила заставляет двигаться жидкости внутри цветка или доставляет воду из лужи на земле в хоботок бабочки. Физически «всасывать» при этом не обязательно. Не требуется вообще никаких мышечных усилий. Так как отверстия в хоботке совсем малы, жидкость легко входит в них. Так же как на уроках природоведения или физики вы видели, как вода медленно поднимается по стенкам пипетки гораздо выше уровня воды в стакане, маленькие отверстия в хоботке бабочки доставляют воду из лужицы на твердой поверхности внутрь самого хоботка.
Потрясающе!
А между тем – что само по себе удивительно – бабочки поглощают таким образом не только жидкости. То же самое они проделывают и с сухими веществами. Прогуливаясь летом, вы наверняка видели, как бабочка сидит, казалось бы, на сухой поверхности, скажем на тропинке, тротуаре, камне, но при этом вроде как старательно что-то делает хоботком. Но что? Там же, кажется, нет ничего влажного. В чем тогда секрет?
Очевидно, что-то все же есть, невидимое для наших глаз, но заметное насекомому. Что-то, испускающее запах. Возможно, тоненькая солевая пленка, оставшаяся от мочи лисы, койота, собаки. Мы легко забываем об этой бесценной субстанции. Насекомое же, пользуясь высокочувствительными усиками, легко ее обнаруживает. Но там же сухо! Как заполучить эти полезные вещества?
Ученые обнаружили, что бабочка упирается хоботком в пленку, после чего выпускает через эту трубочку слюну – сквозь крошечные поры она выходит наружу. Слюна превращает соль в жидкость, которая абсорбируется хоботком бабочки и поднимается обратно вверх по трубочке. Эта система работает в двух направлениях. Чем-то мне это напоминает дурацкие научно-фантастические фильмы 1950-х: космический корабль опускается на Землю, выпускает специальный луч, растворяет ничего не подозревающую жертву в лужицу микрочастиц и засасывает луч обратно в корабль. Именно так и работает хоботок.
Но постойте. Это еще не все.
У каждого вида насекомых он действует по-разному, в зависимости от рациона. Этот инструмент имеет исключительно тонкую настройку. У бабочек, питающихся соками растений, хоботок устроен иначе, чем у бабочек, потребляющих нектар цветов, и у тех, которые питаются кровью.
Кончик хоботка бабочки монарх, с помощью которого она питается нектаром, выглядит довольно гладким. Углокрыльница Polygonia interrogationis, со сложенными крыльями напоминающая сухой лист[30], питается древесным соком. Кончик ее хоботка больше похож на швабру и примерно как швабра и действует.
У бабочки-вампира (Calyptra thalictri)[31], питающейся кровью млекопитающих, на конце хоботка имеются острые стрелообразные зубцы, которыми она прокалывает плоть, в том числе и человеческую. Больше всего об этом знает энтомолог Дженнифер Заспел[32]. Однажды летом, собирая бабочек в Сибири в рамках подготовки диссертации, она обратила внимание на одну ночную бабочку. И поймала ее в небольшой стеклянный сосуд. Считалось, что эта достаточно часто встречающаяся бабочка, распространенная на большей части территории Азии[33], является вампиром, но документально такое поведение зафиксировано не было. Насколько знала Заспел, подобной репутацией бабочка пользовалась совершенно незаслуженно.
Она сунула палец в сосуд.
Бабочка тут же начала тыкать хоботком ей в палец. Работая мышцами головы, она проколола кожу и начала углубляться в плоть, совершая головой поступательные движения. Торчащие на кончике хоботка зазубрины действовали как пила, пока бабочка глубже и глубже «вгрызалась» в палец.
– То чуть вытянет, то введет чуть поглубже, – рассказывала Дженнифер. – Как швейная игла.
– Больно было? – спросила я. Поверить было трудно. – А зачем ты это сделала?
Сама я довольно долго прожила в Африке и с инстинктивным подозрением относилась к насекомым, желающим проникнуть внутрь моего тела. Я решительно против подобного. По моему опыту, ничего хорошего от таких насекомых ждать не приходится.
– Неприятно. Потом становится больно, – ответила она. – Не знаю, зачем я ей это позволила. Просто было любопытно. И все. Правда.
– Сделала бы ты так снова?
– Не знаю. Посмотрим. – И голос ее прозвучал мечтательно, словно эта мысль не вполне ее оставила.
Я рассказала Дженнифер, что целый ряд известных ученых, в том числе и Чарльз Дарвин, чуть не умерли в результате попытки засунуть насекомое себе в рот.
– По крайней мере, ты в хорошей компании! – добавила я.
Заспел полагает, что та бабочка, которую она поймала, в основном питается не кровью, а фруктами. Заостренный кончик хоботка нужен ей, чтобы протыкать их толстую кожицу. Быть может, способность «вгрызаться» в плоть млекопитающего лишь ценный побочный эффект.
Недавно на Мадагаскаре нашли ночную бабочку с похожими зубцами на конце хоботка, который поглощал слезы спящих птиц. Ученые говорят, что «целый арсенал крючков, зубцов и шипов» позволяет насекомому проникать через закрытые веки и цепляться там хоботком, всасывая слезную жидкость. Ничего себе коварство! Этот процесс вроде бы не вредит птицам – они, как правило, даже не просыпаются, – так что ученые думают, что через хоботок к ним одновременно поступает некое вещество, возможно даже наркотического или антигистаминного действия, благодаря которому они продолжают дремать.
В роли жертвы выступают порой не только птицы. В Таиланде[34] есть бабочки, питающиеся человеческими слезами. В одной статье об этом явлении сказано: «Люди испытывают боль»[35].
Да еще бы!
Но главный вопрос: зачем бабочкам слезы? Зачем кровь энтомологов? Зачем хотя бы соки деревьев? Мне всегда казалось, что бабочки пьют себе нектар и больше им ничего не нужно. Как бы не так!
Список веществ, которыми питаются чешуекрылые помимо нектара, поистине впечатляет, развеивает мифы, вызывает легкую тошноту и даже омерзение: навоз, гниющие растения, птичий помет, фрукты (как свежие, так и гнилые), пыльца, кровь, разлагающаяся плоть, другие чешуекрылые (желательно мертвые, но не обязательно), гусеницы, древесные соки, человеческий пот, моча, пчелиный воск, мед, шерсть.
Как и люди, насекомые нуждаются в «пищевых добавках», таких как соли и белки. Особенно самки – ведь они должны отложить яйца, достаточно устойчивые к факторам окружающей среды, чтобы обеспечить рождение нового поколения. С другой стороны, полагает лепидоптеролог Дэвид Джеймс, у некоторых видов поиском пищи чаще занимаются самцы, а у некоторых самки не утруждают себя этим вовсе. Задача гусеницы – накопить как можно больше питательных веществ на будущее, но взрослому летающему насекомому нужно питаться и самостоятельно.
Бывают, как всегда, исключения. Самка цекропии[36], навсегда изменившая жизнь четырехлетнего Мэтью Ленерта, на стадии взрослой особи не питается ничем. Ее единственная задача – размножаться, откладывая яйца, поэтому живет она всего лишь около недели. Следовательно, нет у нее и хоботка. Зачем тратить энергию на отращивание органа, который не будет использоваться?
Привычку бабочек сидеть на земле и есть что-то невидимое человеку заметили уже давно, но единого мнения среди ученых по этому поводу не было. Мы полагали, что таким образом бабочки потребляют жидкость, но ведь они делали это и на совершенно сухих поверхностях. Так что эта версия не прошла. Тогда Ленерт и его коллеги Питер Адлер и Константин Корнев[37] начали изучать хоботок бабочки под мощнейшими микроскопами нового поколения и обнаружили любопытнейшее явление – перфорацию.
Во многом мы обязаны этим неожиданным достижением в изучении бабочек двум маленьким девочкам, которые в один прекрасный вечер гонялись за бабочками[38] в южнокаролинской глуши. Инженер-материаловед Константин Корнев присматривал за дочерьми на прогулке. Заметив, как их привлекли бабочки, он помог им подобраться к ним поближе. И тут же заинтересовался сам: как это бабочкам удается поедать так много разнообразной пищи? Казалось, они могли пить воду, питаться нектаром, лакомиться медом, а ведь мед липкий и плохо течет. Как же это у них получается? Через соломинку можно пить воду или даже сладкий нектар. (Корнев тогда еще мыслил стандартно, представляя, что хоботок бабочки похож на соломинку). Но попробуйте пить таким образом мед – вряд ли у вас что-нибудь получится. То же самое и с соками растений.
Тогда Корнев задался вопросом, который, как ни удивительно, не приходил в голову никому до него (даже Чарльзу Дарвину): что же здесь происходит?
Вот так-то и свершаются порой великие научные открытия: человек задумывается о чем-то на первый взгляд столь простом и очевидном, что раньше никто внимания этому не уделял. Разумеется, пригодилось то, что Корнев занимался изобретением новых веществ на основе имеющихся в природе. Он привык думать о природных веществах на микроуровне.
Это любопытство могло остаться праздным, если бы перед ним не встала совсем другая проблема: чем заняться с группой старших школьников, пожелавших провести в его лаборатории две недели на летних каникулах? Им хотелось сделать научный проект и закончить его как раз через две недели. При этом они надеялись выполнить такое исследование, какое до них никто не проводил.
Непростой запрос.
Корнев вспомнил о бабочках. Почему бы не поручить ученикам заснять процесс того, как бабочка «сосет» или «пьет» (как тогда еще считал ученый)? Можно разместить на поверхности капельки воды с разным количеством сахара и совсем рядом расположить камеру. Готовую видеозапись можно замедлить и в подробностях рассмотреть, что же делает бабочка.
Поняв, что все происходит совсем не так, как считалось раньше (бабочка не вводит хоботок глубоко в каплю жидкости), Корнев и его ученики обратились к научной литературе за подробностями.
Их не было. Миф о «соломинке» и был основной версией. Мы просто приняли эту идею без возражений. Корнев объединил усилия с биологом Питером Адлером, а в качестве магистранта они взяли Мэтью Ленерта. Они стали размышлять об эволюции гораздо глубже, чем было принято. Как может насекомое со сравнительно небольшим тельцем иметь в запасе достаточно энергии, чтобы перемещать жидкость по всей длине своего гигантского хоботка? Картинка не складывалась.
Если исходить из принципов физики жидкостей, предсказанный Дарвином бражник с гигантским хоботком не мог бы делать то, что он тем не менее делает. Представьте, что вас попросили пить жидкость через соломинку в несколько раз длиннее вашего тела. Если бы вам это и удалось, то вы израсходовали бы гораздо больше энергии, чем получили бы из добытой таким образом пищи. Вы ушли бы в минус. Так себе бизнес-план.
И вот наши ученые обнаружили, что эволюция предусмотрела решение – микрокапельки. Жидкость движется вверх по хоботку в виде бесконечно крошечных капелек, рассеянных между пузырьками воздуха. За счет этого существенно снижается трение, а значит, энергии требуется гораздо меньше. Сейчас исследовательская группа работает над тем, чтобы применить эту новаторскую идею к искусственным волокнам и, имитируя природные процессы, усовершенствовать методы лечения в ряде областей медицины, таких как перенос генов и заживление ран.
Адлер, Корнев и Ленерт интересуются в том числе и бабочкой-вампиром Дженнифер Заспел. Как именно этой бабочке удавалось пить кровь? Ведь эта жидкость довольно липкая. Если на месте убийства вы случайно ступили в лужу крови и пытаетесь сбежать, выследить вас не составит никакого труда. Естественно, вы же будете оставлять следы! К тому же, когда кровь на ваших подошвах начнет сворачиваться, будет слышен шум ваших шагов. Вас запросто обнаружат, когда вы будете убегать с места преступления.
Как же бабочке-вампиру удается вытащить из ранки хоботок? А когда он скручивается и раскручивается, почему он не слипается? И еще интереснее: почему крошечные отверстия в хоботке, через которые должна течь жидкость, не забиваются сгустками крови?
– Мне интересно изучить молекулярные свойства их слюны – вдруг в ней есть какие-то генные продукты, облегчающие передвижение крови[39], – говорит Заспел. – Что-то там очень хитро устроено, раз эти бабочки могут перекачивать и нектар, и кровь. Нам еще многое предстоит узнать. Какие внутренние и внешние структурные особенности делают это возможным?
Вероятно, есть также некие молекулы или соединения, с помощью которых бабочка-вампир предотвращает скапливание крови в хоботке. Если это так, науке нужно знать какие. И это далеко не праздное любопытство.
Если бы удалось понять, каким образом кровь поднимается по крошечной трубочке хоботка, и познакомиться с новыми, ранее неизвестными веществами-антикоагулянтами, это позволило бы совершить важнейшие открытия в медицинской науке и технологии. К примеру, во время длительных операций хирургам не пришлось бы решать проблему «липкой» крови.
Все это разнообразие, потенциально столь полезное для людей, является результатом распространения цветковых растений.
– Пока не появились цветковые растения, – рассказывал мне Ленерт, – хоботки у бабочек были короткими, вроде эдаких мясистых штырьков[40]. С их помощью они питались доступными сахаристыми жидкостями и поглощали капельки воды.
С появлением цветков эти летучие насекомые с хоботком и сами расцвели, превратившись в великолепных бабочек, составляющих нам компанию по сегодняшний день. В масштабах эволюции это заняло одно мгновение.
И я задумалась: а что мы вообще знаем о древнейшей истории этих насекомых?