Следы и тропы. Путешествие по дорогам жизни - Роберт Мур

Судя по дневникам Бонне, он так и не понял, что совершил великое открытие. Ученые давно подозревали, что муравьи оставляют химические следы; в шестнадцатом веке немецкие ботаники Отто Брунфельс и Иеронимус Бок выяснили, что муравьи производят муравьиную кислоту, после того как заметили, что брошенный в муравейник синий цветок цикория становится ярко-красным. Однако только Бонне сумел свести все факты воедино и сделать правильный вывод.

Бонне умирает в 1793 году, и примерно в это же время зоолог Пьер Андре Латрей подтверждает его гипотезу о том, что муравьи ориентируются по запахам. Он выяснил это, удаляя у муравьев антенны; после ампутации, написал Латрей, они бесцельно, «словно пребывая в безумии или состоянии интоксикации», разбредались в разные стороны. В 1891 году английский ученый сэр Джон Леббок провел серию революционных экспериментов, во время которых использовал Y-образные лабиринты, мостики и вращающиеся платформы. Кропотливые эксперименты доказали, что черные садовые муравьи (лат. Lasius niger) ориентируются в пространстве преимущественно по оставленным другими муравьями запаховым следам.

В конце 1950-х Эдвард Осборн Уилсон разгадал загадку, установив, какая железа отвечает за выработку следовых феромонов у красных муравьев. Предположив, что эта субстанция должна находиться где-то в брюшке, он вскрыл его, и с помощью тонкого пинцета, которым обычно пользуются часовщики, аккуратно извлек все органы. Затем Уилсон по очереди растирал их на препаровальном стекле, внимательно наблюдая за реакцией расположенной неподалеку колонии муравьев. Запахи ядовитой железы, кишечника и капельки липидов, называемой «жирным телом», их не заинтересовали, а вот раздавленная в самом конце железа Дюфурса «произвела на муравьев эффект разорвавшейся бомбы», вспоминал позднее Уилсон. «Они на бегу непрестанно двигали из стороны в сторону своими антеннами, с помощью которых улавливали разносившиеся по воздуху молекулы. В конце пути они замерли в растерянности, потому что не нашли там ожидаемого вознаграждения».

В 1960 году наши смутные представления о муравьиных тропинках стали четкими и ясными. Одновременно появились два новых, исключительно важных термина: пара немецких биологов предложила термин феромон – химический триггер или сигнал, а француз Пьер – Поль Грассе ввел в научный оборот понятие «стигмергия». Стигмергия – это форма непрямой коммуникации и лишенной лидеров кооперации, которые осуществляются посредством оставляемых в окружаю-щей среде меток. К примеру, грандиозные строительные работы термитов координируются как раз благодаря стигмергии: без прорабов и прямой коммуникации. Термиты просто реагируют на серию оставленных ими в окружающей среде простых меток или указаний (если здесь есть грязь, убери её туда), которые побуждают их к дальнейшему преобразованию окружающей среды. Бихевиориальная петля обратной связи позволяет возводить исполинские и невероятно прочные строения вроде австралийских термитников, которые пропорционально в три раза выше наших самых высоких небоскребов. Таким образом, сочетание феромонов и стигмерии даёт даже самым примитивным насекомым возможность строить сложные дома и разветвлённые сети тропинок.

В 1970-х годах биолог Терренс Д. Фитцджеральд, хорошо знакомый с трудами Уилсона, догадался, что гусеницы коконопрядов также могут использовать следовые феромоны. В то время биологи были уверены, что гусеницы ползают вдоль тончайших нитей, выпускаемых их товарками по гнезду из ротового аппарата, однако Фитцджеральда посетила догадка, что они оставляют на нитях следовые феромоны, которые у них, как и у муравьев, выделяются из заднего конца. Тогда он взял сложенный пополам лист бумаги и провел его краем под брюшком гусеницы. Затем он развернул лист и поместил на него других гусениц. Как и следовало ожидать, они начали ползать туда-обратно по линии сгиба, ориентируясь, как и красные муравьи Уилсона, по запаху (позднее ему, как и Уилсону, удалось выделить и синтезировать эти следовые феромоны). Это открытие логично и симметрично завершило исследование, начатое Бонне: изучая гусениц коконопряда, мы узнали, что муравьи ориентируются по следовым феромонам, а вскрыв муравья, мы узнали, что гусеницы помечают феромонами пройденный путь.

Может показаться странным, что ни Уилсон, ни Фитцджеральд ни разу не упоминали в своих исследованиях Бонне. Но на самом деле многие его труды, включая работу, посвященную разгадке тайны муравьиных тропинок, никогда не издавались на английском языке. Несмотря на многообещающее начало, его научная карьера в итоге не сложилась. В двадцать с небольшим лет Бонне уже был известным натуралистом: он первым зафиксировал факт однополого размножения у тли; первым описал процесс регенерации у червей; первым узнал, что гусеницы дышат не через рот, а через расположенные на боках отверстия – «дыхальца», и первым доказал, что листья умеют дышать. Но затем, по злой иронии судьбы, у него появилась катаракта, и он начал слепнуть. Лишившись возможности вести полевые наблюдения и заниматься прикладной наукой, он переключился на изучение таких более умозрительных областей знаний, как философия, психология, метафизика и теология. Большую часть второй половины своей жизни он пытался примирить обескураживающие научные открытия биологов со своими религиозными убеждениями, которые включали веру в божественное происхождение жизни. Главный труд Бонне – всеобъемлющая теория об устройстве вселенной под названием «Великая цепочка бытия», согласно которой все виды на Земле постепенно развиваются, чтобы в отдаленном будущем достичь совершенства, – оказал определенное влияние на таких ученых-эволюционистов, как Жан-Батист Ламарк и Жорж Кювье. Однако в целом его воззрения были глубоко вторичными, поэтому с появлением теории происхождения видов Дарвина они безнадежно устарели и канули в Лету. В конце жизни полностью ослепшего Бонне преследовали фантасмагорические зрительные галлюцинации, позднее названные синдромом Шарля Бонне^[3]. Если в наши дни кто и вспоминает про Бонне, то, как правило, в связи с этим синдромом.

Каждая тропинка рассказывает свою историю, но некоторые из них делают это более красноречиво, нежели другие. К примеру, тропинки изучаемых Деспланд коконопрядов откровенно примитивны – они способны выкрикнуть только одно слово: «Сюда!». Тропинки некоторых видов муравьев более смышлены – они умеют не только кричать, но и шептать. Например, интенсивность запахов на тропинке говорит муравьям о том, насколько важен для колонии конечного пункта назначения, что, безусловно, позволяет им более гибко взаимодействовать и быстрее принимать совместные решения. Ученые долго ломали голову, пытаясь понять, каким образом муравьям, которые по отдельности не отличаются ни умом, ни сообразительностью, удается действовать настолько разумно в коллективе. «Все дело в том, – однажды написал Уилсон, – что „дух пчелиного улья“ по большей части остается невидимым – мы только сейчас начинаем понимать смысл химических сигналов».