Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых - Сейриан Самнер

Тот, кого жалила оса (или пчела, если уж на то пошло), ни с чем не спутает это ощущение от укола и жгучую боль (кстати, неслучайно в разных языках слово, обозначающее жало, родственно словам, означающим укол или острый предмет). Боль усиливается из-за локального характера введения яда (укол жалом в палец особенно мучителен – настолько велика там концентрация нервных окончаний) и разливается по телу, словно тьма Саурона. Далее начинается зуд, который иногда не проходит несколько дней. И это еще хороший исход – у некоторых людей яд вызывает всплеск иммунной реакции организма, который требует срочной госпитализации, а порой, к сожалению, даже приводит к смерти. Но, как правило, столько неудобств причиняют нам только жала общественных ос.

Один из самых частых вопросов, которые мне задают: «Как вытащить жало?» Отвечу раз и навсегда: только медоносные пчелы, ужалив человека, оставляют в нем жало. Прочие 22 000 видов пчел и 32 000 видов ос в большинстве своем достаточно здравомыслящи, чтобы сохранить свое жало неповрежденным для последующего использования[70]. Почему у рабочих пчел в процессе эволюции возникло такое саморазрушающее поведение, что они, ужалив кого-то, вырывают себе внутренности, – этот вопрос пока остается без ответа[71]. Оставит ли насекомое в вас свое жало, зависит от морфологии жала. Я понимаю, что жало не самая приятная тема для разговора. Однако, поскольку оно является важнейшим инструментом в арсенале ос, эволюция уделила достаточно много внимания тому, чтобы этот орган как нельзя лучше соответствовал множеству различных способов охоты, которыми пользуются эти насекомые.

Вспомните, что происхождение жала кроется в оболочке приспособления для кладки яиц паразитоидного наездника, обладавшего не настоящим жалом, а лишь длинным изящным яйцекладом, который он использовал для доставки яиц (и небольшого количества яда) на поверхность или внутрь тела добычи. Чтобы доставить потомство наездника к труднодоступной добыче, его яйцекладущий аппарат должен быть длинным и эластичным. Так как же рабочий инструмент материнской любви превратился в приспособление для убийства?

Преобразованный в оружие яйцеклад короток по сравнению со своим более мягким предком: гибкая трубка для кладки яиц может быть в восемь раз длиннее тела наездника, но современная «военизированная» версия редко оказывается длиннее брюшка осы. Таким образом, ответ по крайней мере отчасти лежит в области физики: усилие, необходимое для прокалывания кожи жертвы, согнет даже умеренно длинное жало, особенно когда добыча извивается и стремится ускользнуть.

Типичное осиное жало состоит из жестких кутикулярных пластинок, по которым можно вводить яд, окруженных гибкими мембранами. Жесткая «жалящая насадка» называется собственно жалом, и это далеко не простое острие. Оно состоит из двух палочковидных структур (стиллетов), соединенных посредством хитроумного скользящего блокирующего механизма, и прикреплено к кутикулярным базальным пластинам. Жало может выглядеть как изогнутая коса, прямой кинжал или подпружиненная стрела. Оно бывает и гладким, и с мелкими или крупными зазубринами. В исходном состоянии оно слегка изогнуто, но у некоторых видов (например, у мутиллид – «вельветовых муравьев», которые, кстати, являются осами, а не муравьями) жало может сворачиваться внутрь тела.

Когда стержень не используется, он аккуратно уложен в футляр. У разных видов жало и футляры сильно различаются формой, размерами и подвижностью. Именно во взаимодействии между футляром (и, в частности, затвердевшей складкой под названием третья створка жала) и собственно жалом скрыты инженерное чудо и успех охотника. Футляр выполняет множество функций: он очищает стержень жала и защищает его от повреждений, а у некоторых видов придает стержню прочность и жесткость, нужную для самозащиты. Но что особенно важно, он обеспечивает хитроумную биомеханику, необходимую для нацеливания стержня, чтобы он вонзился в жертву строго в нужном месте, рядом с нервной системой, и доставил жгучий сюрприз. Такой точности способствуют сенсорные рецепторы, которые осы-охотники унаследовали от своих паразитических предков; эти же рецепторы помогают определить место, которое должна буравить оса, обладающая яйцекладом. Примечательно, что мышцы совсем не управляют футляром. Считается, что вернуться в исходное положение после нанесения укола ему помогают белки: это настоящий образец инженерных инноваций и изобретательности и та сторона биологии ос, которая еще ожидает внимания ученых[72][73].

Особого упоминания заслуживает жало осы Oxybelus (острогрудки), охотящейся на мух. Осы в большинстве своем переносят добычу в логово при помощи ног или жвал. Oxybelus пользуется для этого собственным жалом, накалывая на него парализованную жертву, чтобы перенести ее в свою нору: это идеальная рогатина для убийцы, любезно предоставленная эволюцией. Она охотится на мелких мух, которых ловит на лету. Ужалив муху, она подгибает брюшко под туловище, втыкая жало в мягкую перепонку у основания передних ног мухи.

Что подвигло первую острогрудку к гениальной идее воспользоваться своим жалом для переноски добычи? Мог ли чрезмерно сильный парализующий укол привести к случайному накалыванию жертвы на жало? Эволюция будет благоприятствовать той форме поведения, которая делает охоту более успешной. Но использование жала в качестве «вещмешка» наблюдалось лишь у немногих видов, и все они принадлежат к этому единственному роду песочных ос Oxybelus; похоже, что переноска добычи в вещмешке убийцы – это довольно сложная задача для эволюции. Это не чисто поведенческая инновация: для этого также потребовались кое-какие точно выверенные изменения в морфологии жала. Секрет переноски мух заключается не в более крепком жале, а в том, что оно лучше приспособлено к механическим нагрузкам. У таких ос чуть более (но заметно) изогнутое жало, чем у их родственников, которые не умеют накалывать на него мух. Хитрость в самом кончике жала – там есть участок, который зацепляет муху. Еще на стержне жала есть несколько зазубрин, которые, вероятно, помогают удерживать груз на месте. Эти модификации позволяют изменить распределение напряжения от механической нагрузки – еще одно биомеханическое решение, которое предложили осы[74].

Возможно, стилет убийцы – отличное сравнение для осиного жала. Всевозможные формы жала – это вариации на одну и ту же тему, которые соответствуют собственному стилю осы, решившей им воспользоваться. Но механика и внешний вид жала – это лишь начало истории. Секреты одиночных ос скрыты внутри их жала.

II

Даже самому увлеченному энтомологу сложно ориентироваться во всем огромном разнообразии жизненных циклов, поведения и экологии одиночных ос: их 32 000 видов, на любой вкус и цвет. Но как же разобраться в них? К услугам натуралистов конца XIX и начала XX века была книга «Происхождение видов» (опубликованная в 1859 году), в которой Дарвин пришел к использованию генеалогического древа для анализа эволюционных взаимосвязей. И действительно, в 1866 году можно было увидеть первые филогении на основе дарвиновского учения, опубликованные немецким зоологом Эрнстом Геккелем в книге «Общая