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

каким образом внутри колонии распределяются пища, работа и право на размножение. В редких случаях социальных беспорядков (например, если доминирующая особь умирает или ее бессовестно удаляет любопытный энтомолог) оса может направить свои усилия по доминированию вверх по иерархии (то есть «В» пинает «Б», или «Г» толкает «В»). Однако после небольшой потасовки устанавливается новая иерархия доминирования, и взаимодействие возвращается в границы приемлемого. Осы еще вежливее учтивых британцев, ожидающих обслуживания в аккуратной очереди в супермаркете. Предсказуемость иерархии доминирования у ос Polistes вызывает восхищение с тех самых пор, как Лео Парди впервые описал ее в первой половине XX века. И лишь в последние десять лет ученые выяснили, каким образом у них это происходит.

Лиз Тиббетс, американский специалист в области когнитивной биологии, провела манипуляции с отметинами на лице американской бумажной осы (Polistes fuscatus), чтобы выяснить, повлияет ли это на взаимодействие насекомых. У этих ос очень характерные, но разнообразные желтые отметины на темно-каштановых головах. Некоторые щеголяют желтыми «бровями» или «усами» или, например, выделяются тонкой желтой «подводкой для глаз», тогда как у других желтого цвета может вообще не быть. Лиз Тиббетс первая зафиксировала такую изменчивость на систематической основе, и она обнаружила, что несколько продуманно нанесенных брызг желтой краски для лица могут нарушить социальную иерархию. Соседи по гнезду, у которых лицевые отметины были изменены, подвергались нападениям чаще, чем их необработанные «контрольные» собратья (которые тоже были окрашены, но так, чтобы не изменять их отметины). Она сделала вывод, что осы подвергались нападению, потому что внезапно стали выглядеть незнакомо. Однако примерно через час социальный порядок восстанавливался, что свидетельствовало о запоминании осами нового облика своих товарищей по гнезду. И что еще лучше, эти осы, похоже, особенно хорошо запоминают лица[161], а не просто какие-либо случайные узоры или другие части тела. Они настоящие королевы процесса познания в мире насекомых.

Погружение в геном Polistes fuscatus выявило генетическую основу их когнитивных сверхспособностей[162] и обнаружило у них в генах несколько новых мутаций, связанных с обучением, памятью, развитием мозга и обработкой зрительных образов. Эти мутации появились лишь в последние 2–8 тысяч лет, но явно были выгодны для данного вида, поскольку они, похоже, очень быстро распространились по популяции, снижая изменчивость окружающих нуклеотидов, пока благоприятная мутация не «зафиксировалась», став доминирующим генетическим вариантом, – этот процесс генетики называют селективным отсеиванием. Оно происходит, когда мутация особенно хорошо усиливает приспособленность своего носителя.

Очевидно, что способность распознавать отдельных особей и обновлять информацию о том, кем является каждая из них, должна приносить огромную пользу при создании взаимодействующей социальной группы. В настоящее время распознавание на уровне индивидуумов было обнаружено только у Polistes fuscatus. Делает ли оно эту осу звездой высшего света среди прочих Polistes? Что ж, мы не можем утверждать, что ни один другой вид Polistes не обладает такой способностью, поскольку их насчитывается свыше 300, и остается странным совпадением, что именно этот вид живет у порога дома мирового эксперта по сознанию ос-полистов. Приобрести в ходе эволюции целый набор правильных мутаций всего за несколько тысяч лет – это нетривиальное событие, но я подозреваю, что, присмотревшись, мы обнаружили бы не меньше выдающихся когнитивных сверхспособностей у других видов Polistes и даже у других организмов, для которых важно вести сплоченную социальную жизнь в кругу родственников.

Позже эксперименты Лиз показали, что степень разорванности черных отметин на лице указывает на социальный статус среди самок-основательниц в американских популяциях европейской бумажной осы вида Polistes dominula, который в Америке является инвазивным. У этого вида более крупные осы, как правило, носят более черную, но более фрагментированную «бандану» большего размера, тянущуюся через центр лица, по сравнению с более мелкими осами. Лиз предположила, что это может быть признаком социального статуса: более крупные и черные осы более склонны к доминированию в колонии. Кроме того, лицевые отметины являются «честным сигналом» их ценности: когда банданы ос подвергались манипуляциям (их окрашивали), чтобы они были более фрагментированными (обманным путем присваивая осам более высокий статус, чем они заслуживали), на таких ос было направлено больше агрессии, чем на их контрольных коллег, подвергшихся окрашиванию (без изменения отметин). Но эти манипуляции с лицами ни разу не приводили к изменению отношений доминирования. Иными словами, обман не принес никакой пользы. Даже напротив, ложные демонстрации завышенного социального статуса подвергались наказанию.

Отсюда следует, возможно, что эти лицевые отметины используются осами как честный показатель их социальной значимости. Эволюция честных сигналов может быть очень затратным процессом. Но затратность в данном случае объясняется не появлением осиных бандан с фрагментированным рисунком, а социальными издержками, связанными с обладанием обманным сигналом. Если «низкокачественной» осе удается обмануть своих соседей по гнезду (родственников) и заставить их поверить, что ее качество (плодовитость) выше, чем на самом деле, это влияет на совокупную приспособленность всех родственников – это и есть те социальные издержки, которые влияют на индивидуальную приспособленность. Более того, это затруднит эволюцию гамильтонова альтруизма.

Но каким же образом такая сложная взаимосвязь между лицевыми отметинами, размером тела, качеством и доминированием может эволюционировать в надежный, честный сигнал? Лиз утверждала, что зрительные системы перепончатокрылых эволюционировали в сторону особой чувствительности к восприятию нарушенных паттернов, например для поиска добычи или цветков. Добавьте к этому очень изменчивую черту (фрагментированность узора) – и у нас получается прекрасный материал для того, чтобы эволюция вырастила из него честный сигнал[163]. Осы с фрагментированными банданами демонстрируют более явно выраженный сигнал, который сопряжен с более высокими социальными издержками. По крайней мере, так обстоят дела в некоторых популяциях. Попытки повторить эти эксперименты на местных европейских популяциях тех же ос не смогли выявить никаких признаков такого честного сигнала. Обычные для науки американские горки: за одним поворотом открывается другой – когда опасный, а когда и чудесный.

Какой бы впечатляющей не выглядела способность к распознаванию отдельных индивидов, это не то же самое, что распознавание родственников, и потому доказательств в пользу того, что осы Polistes способны вычислять составляющую r в правиле Гамильтона, по-прежнему недостаточно. Возможно, им и не нужен такой критерий. Но существует ли «эмпирическое правило», которое помогает осе увеличить до максимума вероятность того, что сородич, с которым она в конечном итоге поселится вместе, окажется достаточно близким ее родственником? Для тропического вида таким правилом может быть следующее: «Стройте новое гнездо вместе с другими пассажирами с того же “главного корабля”». И именно так поступают многие тропические осы-полисты. Как правило, группа самок из одного гнезда совместно откалывается от родного дома и строит новое жилье, часто неподалеку.

Даже