Супермухи. Удивительные истории из жизни самых успешных в мире насекомых

1 Любимцы бога

Примерно на шестой день я понял, что четыре красные точки у меня на груди не были комариными укусами. Шла третья неделя месячной экспедиции в южноафриканском Национальном парке Крюгера, где я работал в команде из 14 биологов. Мы изучали маршруты перемещения и места ночлега летучих мышей. Небольшой группой мы вышли в поход, чтобы отследить местонахождение нескольких африканских летучих мышей с радиомаячками, и остановились пообедать.

Я заметил, что следы укусов с каждым днем становились все больше и сильнее зудели, но не обращал внимания, думая, что стал более чувствителен к каким-нибудь африканским комарам, добравшимся до меня. Жуя бутерброд, я рассеянно почесывал волдыри через рубашку, и вдруг почувствовал странное ощущение, похожее на слабое щекотание. Я снял рубашку и внимательно осмотрел один из «укусов».

Он шевелился.

За несколько лет до этого я читал о крупных личинках оводов, поселившихся под кожей рук и ног девочки, чудесным образом выжившей после взрыва в воздухе самолета, летевшего в Лиму в 1970-х годах. Она упала на мягкую растительность, и когда очнулась, сидела в самолетном кресле в джунглях Амазонки, пристегнутая ремнями безопасности. Набравшись смелости и вспомнив все, что родители-ботаники рассказывали ей о съедобных растениях, она решительно отправилась на поиски цивилизации. В одиночку она шла по дикой местности, поросшей кустарником, 12 дней.

Мой случай выглядел менее драматично. Это были не оводы. Когда мы вернулись в лагерь, рейнджер парка Лео Браак, оказавшийся специалистом по мухам-паразитам, быстро определил незваных гостей. То были африканские кожные личинки, Cordylobia anthropophaga. Слово anthropophaga переводится как «людоед». Привлеченная едким запахом потной грязной одежды, которую я повесил сушиться, самка мухи отложила туда яйца, и когда я снова надел рубашку, решив, что ничего страшного не случится, если поношу вещи второй день, личинки, которых я потревожил, поползли на тепло тела и залезли под кожу. Забравшись целиком в мою плоть, голодные личинки дышали через крошечные дырочки на поверхности. Четыре малюсенькие ранки не вызывали боли, но чесались.

Должен сказать, что прозвище «людоед» технически оправдано, но это совсем нет тот вид людоедства, который принес дурную репутацию акулам и тиграм. Они не откусили бы мне конечности и не пролили бы ни капли моей крови. Тем не менее я был ужасно смущен, обнаружив существо, грызущее мою плоть, каким бы маленьким оно ни было. Внезапно я перестал думать про обед, и у меня появилась более приоритетная проблема: мне хотелось, чтобы кое-кто покинул меня!

Через час Браак фотографировал меня в лагере на реке Лувувху и рассказывал, как удалить личинок: «Просто вотрите в укус вазелин, и примерно через полчаса их можно будет выдавить». «Утешил, – подумал я. – Легко вам говорить».

Автор позирует, а Лео Браак снимает зону, пораженную африканскими кожными личинками в парке Крюгера, Южная Африка (© Brock Fenton)

Я удалился в тень с тюбиком вазелина и интересной книгой. Через час я извлек трех жемчужно-белых личинок размером с рисовое зернышко. Четвертая продержалась до следующего дня.

Я был не единственным биологом в группе, пустившим к себе пожить африканских кожных личинок, но на тот момент, по словам восторженного Браака, только я за всю историю приютил их именно в этом лагере. Несмотря на то что они довольно распространены, никто до этого не встречал этих насекомых так далеко на юге Африки. Вскоре мои товарищи любя называли меня «экосистемой», и до конца экспедиции я сделался объектом шуток на тему гигиены. Похоже, никто их них не заметил иронии, что я, будучи единственным в группе вегетарианцем, оказался самой подходящей пищей для мух.

Давайте посмотрим правде в глаза: двукрылых не любят. Среди животных, которых мы боимся больше всего, мухи сильно уступают паукам, змеям, львам и крокодилам. Однако, если бы кто-то провел опрос, какие животные нам не нравятся, мухи вошли бы в первую десятку. «Если брать основные группы насекомых, о двукрылых мы знаем меньше всего, но ненавидим их больше всех, – писал в 1999 году энтомолог Марк Дейруп в книге “Невероятные насекомые Флориды” (Florida’s Fabulous Insects). – У мух нет защитников, нет любителей мух, их никто не продвигает, нет наблюдателей за мухами, не существует ни парков мух, ни энциклопедий мух с картинками»[1]. (Вскоре мы увидим, что последнее утверждение Дейрупа устарело.) По степени отвращения, которое испытывает при встрече человек, муху, несомненно, превосходит ее собрат, таракан. Однако по шкале гадости его безусловно обойдет сочная личинка двукрылых, опарыш, ползающий по разлагающейся плоти гниющей туши, когда мы видим движение ее внутренностей сквозь полупрозрачную кожу.

Кроме того, двукрылые подло жаждут крови. Конечно, мало кому в жизни довелось пригреть у себя на груди плотоядную личинку, но редкий человек не страдал от надоедливого жужжания комара или не расчесывал зудящие укусы. Наверняка вас, читателя этой книги, преследовал гнус, песчаные мушки, оленьи мухи, обыкновенные мухи или слепни[2]. Исследуя Северную Америку и проводя тысячи часов на открытом воздухе, я стал мишенью для всех летающих кровососов. Впереди у большого слепня находится ротовой аппарат, и, когда слепень кусает, его части работают поочередно, как пилы. И это вообще не смешно. Впервые я столкнулся с ними в детстве, плавая в летнем лагере в Онтарио, и эта встреча повергла меня в ужас. Большие черные существа спикировали на головы, когда мы вынырнули на поверхность. Боль от укуса была мгновенной и сильной. Мне отчаянно хотелось превратиться в рыбу. Однажды я видел, как большой слепень впился в бок коровы в горах Техаса и из раны обильно капала кровь.

Если бы единственной платой за совместное существование на планете с двукрылыми были болезненные укусы, все было бы ничего. Но эти насекомые куда опаснее, поскольку становятся переносчиками смертельных тропических болезней, передающихся людям и животным через укусы. Половина всех заболеваний в мире передается насекомыми, а двукрылые – наиболее распространенные переносчики. Каждые 12 секунд люди умирают от малярии, которую, главным образом, переносят кровососущие комары (Culicidae). Эти любители кровопролития разносят также и возбудителей, вызывающих желтую лихорадку, лихорадку денге, лихорадку Зика, филяриоз и энцефалит. И комары – не единственные злодеи. Москиты (Phlebotominae)[3] распространяют лейшманиозы, а тропические мошки (Simuliidae) переносят круглых червей, вызывающих речную слепоту. Каждый шестой человек сейчас заражен болезнью, переносимой насекомыми, и чаще всего виновниками выступают именно двукрылые.

Я пишу эту книгу отнюдь не с целью демонизировать мух. У меня нет к ним личной неприязни. Для человека опасна лишь небольшая часть из 160 000 известных видов двукрылых, около 1 %. При этом полезные и красивые цветочные мухи (Syrphidae), выполняющие важную функцию опыления растений, насчитывают более 6000 описанных видов. Из-за общей антипатии к насекомым в целом и мухам в частности мы не замечаем той пользы, которую они приносят, включая опыление растений, удаление отходов, естественную борьбу с вредителями и важный источник пищи для множества других животных. Мало кому из нас известны эти и другие преимущества двукрылых. Скажем, вы наверняка не знаете (я не знал), что личинки комара-дергуна (Chirinomidae, или звонцы) во всем мире играют важную роль, защищая окружающую среду от загрязнения. Скапливаясь в большом количестве – иногда по миллиарду на 0,4 га – и погрузившись в грязь, личинки хирономид отфильтровывают водоросли и микроскопические твердые частицы из воды, втягивая ее тонкой струйкой через фильтрующий ротовой аппарат. Даже ужасные укусы некоторых мух имеют скрытые преимущества, если вы не слишком придерживаетесь идеи антропоцентризма. Кусачие мухи держат людей подальше от экологически уязвимых районов, предотвращая потерю среды обитания и биоразнообразия. Показательный пример: богатая растительностью дельта реки Окаванго в Ботсване – сезонная пойма площадью около 16 800 км² – рай для дикой природы и место обитания мухи цеце, укус которой смертелен либо вызывает болезнь как у людей, так и у их скота.

Мухи важны и с точки зрения науки. Современная генетика многим обязана плодовой мухе Drosophila melanogaster, ставшей предметом более ста тысяч опубликованных исследований[4]. Искусство раскрытия преступлений также многим обязано двукрылым. Скорость и эффективность, с которой некоторые мухи обживают мертвые тела, таковы, что энтомологи, хорошо знающие повадки конкретных видов мух, с точностью до нескольких часов определят время смерти человека. Этот метод помог найти сотни убийц и оправдать невиновных.

Независимо от того, насколько полезны мухи, они чрезвычайно успешны. Я не случайно выбрал именно такое название, равно как и не настаиваю на утверждении, что они «любимцы Бога».

Что же я вкладываю в понятие «успешности» мух? На первый взгляд, это слово кажется совсем не подходящим для бессмысленно бьющейся в оконное стекло домашней мухи. Однако я говорю об успехе с точки зрения биологии: разнообразие и абсолютная численность. В этом ключе успех мух достигает небесных масштабов.

Прежде всего мухи относятся к самой преуспевающему классу животных на Земле: насекомым. «Трудно себе представить, что люди составляют крошечное меньшинство двуногих существ в мире, где у большинства ног шесть», – пишет канадский энтомолог Стивен Маршалл во введении к книге «Насекомые» (Insects), вышедшей в 2006 году. Насекомых колоссальное количество, они составляют 80 % от примерно полутора миллионов известных на данный момент видов животных, и, по оценкам, науке пока неизвестны от пяти до десяти миллионов видов насекомых. В любой отдельно взятый момент времени примерно десять квинтиллионов (10 000 000 000 000 000 000 000) насекомых ползут, прыгают, роют норы, бурят землю или летят[5]. Согласно «Энциклопедии жизни животных» (Animal Life Encyclopedia) Бернхарда Гржимека, это 200 млн на каждого человека[6]. В 2017 году в книге «Жучки» (Bugged) журналист Дэвид Макнил представляет еще более впечатляющие данные: у него на каждого человека приходится 1,4 млрд насекомых[7]. Считается, что только муравьев в мире в 12 раз больше, чем людей[8], равно как и термитов, о чем в книге «Под влиянием насекомых» (Underbug) пишет Лиза Маргонелли[9]. На участке у обычного дома может обитать несколько тысяч видов насекомых, представленных несколькими миллионами особей.

Никто точно не знает, сколько мух живет на Земле в каждый конкретный момент, однако исследователи YouTube-канала Animalist[10] полагают, что их примерно 17 квадриллионов (17 000 000 000 000 000). Британский эксперт по мухам Эрика Макалистер[11] считает, что на каждого человека в мире приходится 17 млн мух. Посмотрев на эти числа, вы справедливо зададитесь вопросом, почему же рои надоедливого гнуса, комаров и мушек не атакуют нас постоянно. Причина в том, что большая их часть проживает начальные стадии развития (яйца, личинки или куколки), и, следовательно, у них нет именно той детали, благодаря которой отряд назвали «двукрылые». Тем не менее мух так много и они настолько вездесущи, что сейчас, читая эти строки, вы находитесь если не в нескольких сантиметрах, то в паре метров от какой-нибудь мухи. В любой точке мира, если вы выйдете на улицу в теплую погоду, то почти наверняка окажетесь в физическом контакте хотя бы с одной мухой.

Ничего страшного, если вы сомневаетесь в числах, приведенных выше. Едва ли можно согласиться, что воздух и земля кишат насекомыми. Но существуют огромные пространства суши, особенно в далеких северных широтах, где насекомые находятся на пике размножения, и их там действительно много, особенно мух. Переводчик одной из моих книг на русский язык прислал мне ссылки на видеозаписи из Сибири, где десятки тысяч слепней и мошек облепили болотный вездеход и роятся вокруг него. На видеооператорах перчатки и москитная сетка, но я содрогаюсь от страха за северных оленей, которые там живут. Кроме того, есть комары – самая доминирующая группа видов на Земле. Фил Таунсенд, специалист по дистанционному сбору данных из Университета Висконсина в Мэдисоне, в 2008 году написал[12], что вокруг исландского озера Миватн в день образуются отложения мертвых комаров (Chironomidae) по 135 кг на гектар. В Восточной Африке комары из семейства Chaoboridae скапливаются в таких огромных количествах[13], что местные жители ловят их, просто зачерпывая ведром в воздухе, затем скатывают в шарики и делают съедобную массу, называемую пирожными кунгу.

Для справки: я не утверждаю, что какая-нибудь разновидность двукрылых – самый многочисленный вид на Земле. Рассматривая все более мелкие организмы, мы видим, что количество некоторых особей растет астрономически. В одной чайной ложке плодородной почвы больше организмов, чем людей на Земле[14]. Хорошо изученная нематода (круглый червь) Coenorhabditis elegans [15] – одно из самых распространенных животных на планете. Британский биолог подсчитал[16], что ежедневно на свет появляются 600 квинтиллионов нематод. По оценке на 1998 год[17], на планете насчитывается около 5×10 ³ бактерий.

Еще один показатель эволюционного успеха – количество видов. Отряд двукрылых занимает первое, второе или третье место (после жуков и, возможно, перепончатокрылых, к которым относятся осы, муравьи и пчелы) как самый богатый видами отряд животных на Земле в зависимости от того, кого вы спрашиваете. В 1930-е годы британский генетик Дж. Б. С. Холдейн как-то сказал, что Бог «до крайней степени увлечен жуками», ссылаясь на фантастическое их разнообразие, поскольку в то время они намного превосходили двукрылых по количеству описанных видов. Сегодня насчитывается около миллиона известных видов насекомых, 350 000 из которых – жуки. Мухи, в большинстве своем, более незаметны и неуловимы, чем жуки, но, поскольку ученые отточили навыки по сбору и определению новых видов и удвоили усилия, двукрылые догоняют жуков.

В 1964 году, когда Гарольд Олдройд опубликовал «Естественную историю мух» (The Natural History of Flies), ставшей классикой энтомологии, известно было 80 000 видов. С тех пор количество видов удвоилось до 160 000, и есть признаки того, что мы просто не слишком глубоко копнули. По оценкам ДНК-баркодинга[18] от 2016 года, в Канаде количество галлиц выросло до 16 000 видов, в 10 раз превысив предполагаемое число. Если продолжить делать выводы, основываясь на этих данных, вырисовывается поразительная картина: «Если в Канаде находится только 1 % мировой фауны[19], что верно для известных таксонов, то результаты исследования предполагают наличие 10 млн видов насекомых при примерно 1,8 млн таксонов в семействе галлиц Cecidomyiidae. Если это так, то общее количество видов только этого семейства двукрылых превысит общее количество видов всех 142 семейств жуков». Должно быть, Холдейн переворачивается в могиле. По словам специалиста по мухам, с которым я общался, возможно, данная экстраполяция сделана с некоторым преувеличением, однако очевидно, что двукрылые представляют собой «просто огромную группу», описанную лишь частично и питающуюся в основном растениями. В настоящее время в мире описано всего 6203 вида галлиц.

Стив Маршалл довольно ясно дает оценку места мух, поставив их на вершину многообразия животного мира. Я встретил Маршалла в пригородном кампусе Гуэлфского университета, расположенного примерно в часе езды к западу от Торонто, где он в течение 35 лет работал на факультете экологической биологии и был директором всемирно известной коллекции насекомых университета. За это время он создал себе впечатляющую библиографию, насчитывающую более 200 научных публикаций и несколько великолепных томов о жизни насекомых, иллюстрированных тысячами удивительных фотографий, которые снимал сам. Наряду с Артом Боркентом (с которым мы познакомимся позже), Маршалла можно назвать лучшим специалистом по мухам в Канаде.

– Главное, что нужно знать о двукрылых: это самый многообразный отряд на планете, – сказал мне Маршалл, когда мы сидели у него в кабинете по разные стороны стола. – На мой взгляд, его единственный реальный соперник в гонке за звание самого многообразного отряда – это Перепончатокрылые (осы, муравьи пчелы).

– Таково сейчас общее мнение? – спросил я.

– Колеоптерологи (специалисты по жукам) не согласятся с этим утверждением. Однако я уверен, что двукрылых гораздо больше, чем жуков, несмотря на то, что в настоящее время ученые дали названия примерно в два раза большему количеству видов жуков, чем двукрылых.

Уверенность Маршалла отчасти обусловлена скоростью, с которой сейчас открывают новые виды мух. Чтобы проиллюстрировать эту точку зрения, Маршалл обратился к аспирантке, сидевшей в углу лаборатории и работавшей над новой серией мух, доставленной из неотропического региона.

– Тиффани, каков рейтинг новизны у рода, который вы изучаете? – спросил он. (Рейтинг новизны – это соотношение новых для науки видов в пробе.)

– 90–95 %.

Маршал обернулся ко мне:

– Это из множества, насчитывающего примерно 6000 экземпляров одного рода, из которого на сегодняшний день известно 37 новых видов.

Второй аспирант, Густаво, стоял над соседним столом с экземплярами ходуленожек (Micropezidae) из рода Cardiacephala.

– Густаво, каков твой рейтинг новизны?

– Около 50 %.

– И это большие мухи, которых довольно легко заметить прямо на месте, – продолжил Маршалл. – Таким образом, даже среди самых заметных мух половина собранных видов была ранее нам неизвестна.

– А попадались ли вам экземпляры со стопроцентным рейтингом новизны? – спросил я.

– О да, особенно в тропиках, где не изучены еще многие районы, поэтому некоторые рода мелких мух полностью состоят из новых видов. Когда я начинал здесь работать в 1982 году, даже в Гуэлфе рейтинг новизны каких-то менее известных семейств составлял более половины.

Маршалл не смог сразу сказать, сколько новых видов мух они тогда описали и назвали, но их определенно было более 1400. Это трудоемкий и длительный процесс, требующий выполнения строгих рекомендаций и очень подробных формальных описаний, поскольку нужно точно понимать, что новый вид отличается от других близкородственных видов.

– А бывает так, что два биолога одновременно обнаружат один и тот же вид мух и дадут ему название, и если да, то как дальше быть в этом случае? – громко поинтересовался я.

Я предполагал, что Маршалл сочтет такое совпадение крайне маловероятным, однако он меня снова удивил:

– Однажды я сам оказался в такой ситуации. В 2012 году я обнаружил вид Speolepta, род североамериканских грибных комаров, в котором до этого был описан только один вид. Они живут в пещерах, часто расположенных на береговой линии озер, где подвешивают нити с личинками. Некоторые особенности их поведения схожи с повадками знаменитых хищных пещерных биолюминисцентных комариков[20] Новой Зеландии, принадлежащих к родственной группе грибных комаров.

Как-то раз в детстве мне довелось увидеть незабываемое зрелище: десятки тысяч люминесцентных личинок, светящихся на потолке пещер в Вайтомо, на Северном острове Новой Зеландии. Я как будто бы смотрел в ясное ночное небо.

Маршалл продолжал:

– Кошмар заключался не только в том, что мы независимо описали один и тот же новый вид в одно и то же время. Мы дали ему одно и то же название! Мы оба назвали его в честь Ричарда Вокерота, одного из величайших людей и авторитетного ученого, который на тот момент недавно умер.

– Как вы узнали об этом совпадении?

– Прежде чем мы подготовили статью к отправке в журнал, прошло шесть лет с момента открытия вида (статья была написана в соавторстве с экспертом по Mycetophilidae Яном Шевчиком). Когда мы подали статью на рассмотрение, стало известно, что Йостейн Кьерандсен из норвежского Музея университета Тромсё тоже подготовил статью, описывающую новый вид под названием Speolepta vockerothi, и, что интересно, это был именно тот вид, над которым мы работали. Мы пригласили его в соавторы и предложили написать совместную статью, описывающую вид, и он согласился.

О Speolepta vockerothi, грибном комаре, не имеющем общепринятого названия (сделаю смелое предположение – «Грибной комар Вокерота»?), мир узнал в феврале 2012 года из статьи в журнале Canadian Entomologist.

Новые виды двукрылых описывают быстрыми темпами – около 1 % в год, то есть примерно 1600 новых видов. Поскольку описание и присвоение названий новым видам (таксономия) – занятие для специалистов кропотливое и трудоемкое, количество новых видов, попадающих на страницы книг, ограничено не отсутствием разнообразия мух, а человеческими усилиями. Показатель того, насколько сложным и запутанным бывает процесс изучения мух, и того, как преданы этому любители, – существование трехтомника общим объемом более 1000 страниц под названием «Слепни Эфиопского региона» (Horseflies of the Ethiopian Region)[21], в котором описано 565 видов, в том числе 228 новых для науки на момент публикации сборника в 1957 году. В той же научной библиотеке (Библиотека Корнеллского университета им. Манна), где я обнаружил эту жемчужину, нашел еще и целые тома о мухах-горбатках (Phoridae), мухах-жужжалах (Bombyliidae), лжектырях (Therevidae), ктырях (Asilidae), домашних мухах (Muscidae), моллюскоедках (Sciomyzidae) и конечно же плодовых мушках (Drosophilidae). Мне довелось открыть старинную книгу под названием Papers on Diptera («Статьи о двукрылых»), написанную Чарльзом Полом Александером с 1910 по 1914 год, и там, на обложке, есть небольшая приписка с автографом автора: «Передано в Мемориальную библиотеку Комстока, 30 дек. 1914 года». Александер (1889–1981) – легенда энтомологии и, вероятно, самый активный специалист по двукрылым насекомым. За шестьдесят с лишним лет карьеры он описал более 11 000 новых видов комаров-долгоножек и делал это невероятными темпами: примерно по одному виду через день.

Молекулярная биология ускоряет подсчет видов. Новые методы ДНК-баркодинга выявляют значительно большее разнообразие видов, чем было известно ранее. По результатам исследования, проведенного в 2016 году в Канаде, количество видов насекомых в данной стране выросло почти вдвое, с 54 000 до 94 000. Кроме того, благодаря исследованиям обнаружилось неожиданное и чрезвычайное многообразие в одном семействе мух: более одного из шести видов от общего числа были очень мелкими галлицами, крошечными комариками, часто длиной менее миллиметра (20 штук в ряд занимали менее 2,5 см).

Еще один показатель успеха живого организма, или, по крайней мере, потенциального успеха, это плодовитость. В восьмой главе мы узнаем, что у мух бывает очень большое потомство, и есть несколько странных способов добиться этого. Я не знаю лучшей иллюстрации репродуктивного потенциала мух, да и вообще насекомых, чем то, что прочитал во введении к учебнику по энтомологии. Слава богу, это был гипотетический сценарий. История начинается с двух плодовых мушек, которые спариваются 1 января. Обычно потомство одного выводка плодовой мухи насчитывает около 100 яиц, из которых вылупляются голодные личинки, которые, если все идет хорошо, наедаются сочной мякотью перезрелых плодов, окукливаются, а затем дают новое поколение взрослых особей. В среднем половина выводка будут самками, каждая из которых произведет на свет около 100 собственных детенышей. Скорость жизненного цикла плодовой мушки позволяет появиться на свет 25 поколениям в год.

Теперь, отбросив предыдущие 24 поколения мух, возьмем только 25-е, вышедшее из куколок 31 декабря нашего гипотетического года. Представьте себе, что все эти мухи упакованы в шар, где на каждые 16 см³ приходится 1000 мух.

Как вы думаете, какого размера будет этот шар?

Я задавал этот вопрос десяткам людей, и все они недооценивают размер шара. Может, он будет размером с дом? Или с футбольный стадион? Иногда предлагают сравнить его с планетой Земля. Браво этим людям за нестандартный ход мысли, но все же, как ни жаль, и они потерпели неудачу. 50²⁴ – это не пустяк. Этот раздутый до отказа шар, полный жужжащих существ, имел бы диаметр 155 097 290 км, и занимал бы почти все пространство отсюда до Солнца, до которого бы оставалось всего несколько миллионов километров.

Домашние мухи ничуть не менее плодовиты, чем плодовые. В 1911 году американский энтомолог Клинтон Ходж подсчитал, что две комнатные мухи, спаривающиеся в апреле, к августу, если все их потомство выживет, произведут на свет более 191 010 000 000 000 000 000 000 (это 191 квинтиллион) взрослых мух. Если бы каждая из них занимала 0,3 см³ [22], то за пять месяцев они покрыли бы Землю слоем высотой в три этажа. При помощи этих расчетов природа дает нам пример решающей роли сдержек и противовесов. На самом деле лишь из небольшой части яиц вылупляются личинки плодовой мухи, и лишь немногие из них достигают стадии куколки, из крошечного количества которых появляются взрослые особи, которым, в свою очередь, предстоит преодолеть множество опасностей прежде чем внести свой вклад в следующий раунд размножения. На каждом этапе пути природа удаляет лишнее. В сбалансированной пищевой сети мухи размножаются в невообразимых количествах, и их потери обеспечивают жизни других существ. Если вы видите взрослую муху, знайте, что это победитель лотереи.

Помимо того что мухи плодовиты, они вездесущи. Пока я писал книгу, множество мух удостоило меня своим присутствием. В библиотеке ко мне прилетела плодовая мушка, а в кофейне Starbucks муха неизвестного вида предсказуемо прильнула к краю кружки. В любое время года крошечные мухи-горбатки роем носились вокруг экрана компьютера; одна угодила в стакан с водой, несмотря на все мои усилия спасти ее, не смогла выбраться и умерла. Когда я вставал из-за рабочего стола, ко мне прилетали комары, лосиные вши, мокрецы, обыкновенные мухи и другие крылатые супостаты, встречающие во мне меньше сочувствия, чем горбатка. Мухи жили среди людей с того момента, как появились люди, среди которых можно было жить. Первая «муха на стене», незаметно подслушивающая разговоры, наверняка появилась еще в пещере.

Не существует ни одного континента, где мухам было бы некомфортно. Даже в Антарктиде[23] живут несколько бесстрашных видов комаров, и есть виды, живущие в океанах, то есть среде, изначально недоступной насекомым. Есть северные виды двукрылых, умеющие обезвоживаться[24], чтобы не замерзать при –15 °C, поскольку кристаллы льда разрушают клеточные мембраны. Есть личинки комаров Chironomidae, обитающие на глубине более 1000 м в озере Байкал[25], самом глубоком пресноводном водоеме в мире. Места обитания мух часто выглядят неприятно или, наоборот, хорошо скрыты от глаз. В энциклопедии Encyclopædia Britannica сказано, что нет такой среды жизнеобитания, где не обнаружились бы личинки мух. Личинки нефтяной мухи (Helaeomyia petrolei), как можно догадаться из названия, развиваются в естественных бассейнах с сырой нефтью, где они дышат через специальную трубочку и питаются останками насекомых, застрявших в вязкой нефти. Есть личинки, созревающие в выделительных железах сухопутных крабов. Я бы никогда не додумался провести юность в навозе вомбатов, помете многоножек или экскрементах новозеландских короткохвостых летучих мышей, а мухи – легко.

Одним из претендентов на звание самой странной среды обитания мух можно назвать сыр. Если точнее, сардинский сыр из овечьего молока под названием casu marzu, что переводится как «гнилой/тухлый сыр». Вероятно, вы решите, что такое описание встретится вам на хорошо запечатанном контейнере для отходов. На самом деле присутствие мухи – или, точнее, личинки – необходимо для придания особого запаха и вкуса региональному деликатесу. Личинки сырной мухи (Piophila casei) входят в рецепт. За несколько недель в процессе переваривания и выделения, которые скорее нужно назвать разложением и брожением, творог превращается в очень мягкий, пикантный сыр.

Сырные личинки, будучи в длину размером менее сантиметра, отличаются ловкостью. Из-за способности подпрыгивать почти на 15 см их называют сырными прыгунами. Личинка захватывает хвост с помощью ротовых крючков, а затем резко отпускает его со щелчком – и получается прыжок[26]. Некоторые предпочитают очистить сыр от личинок перед употреблением, другие же этого не делают. «Вкус личинки всегда зависит от того, чем она питается», – рассказал один гурман. Употреблять в пищу личинок сырной мухи не всегда безопасно. Есть подтвержденные случаи, когда они выживали при проглатывании и – назовем их крепким орешком – умудрялись обосноваться в кишечнике хозяина. Это состояние называют факультативным или случайным псевдомиазом, и оно приводит к тому, что в кишечнике образуются язвы, что сопровождается рвотой, диареей и внутренним кровотечением. Сырные мухи живут по всему миру и не ограничиваются только сыром. Они не особо привередливы и встречаются в мясе, жирной пище и разлагающихся телах.

Учитывая, где живут мухи, не нужно удивляться тому, что они настолько обнаглели. Их нахальство говорит об уверенности в своей способности выжить где угодно. Австралийская лесная муха (Musca vetustissima), близкая родственница нашей старой знакомой домашней мухи, настолько известна своей наглостью, с которой она садится на голову и лицо людям, что попытки согнать ее известны по всему миру как «приветствие по-австралийски». Распространение людей (и крупного рогатого скота) в Австралии стало благом для лесной мухи, 100 особей которой могут вывестись из экскрементов одного человека; в некоторых местах плотность этой мухи достигает 9000 особей на 4047 м².

Мухи – дерзкие создания и не обращают внимания на принадлежность человека к элите. Если вы внимательно следили за подготовкой к президентским выборам в США в 2016 году, то, возможно, заметили, как во время президентских дебатов на бровь Хиллари Клинтон села муха. Этот эпизод длился недолго, всего секунду, но этого было достаточно, чтобы на YouTube появились клипы с замедленной съемкой, а в Твиттере – хэштег #flyforpresident[27]. Президент Обама упоминал о надоедливых мухах не в одном интервью и даже шутил о них, когда они врывались на сцену. К спортсменам тоже никакого уважения. На чемпионате мира по футболу 2018 года игроков матча Англия—Тунис сопровождала туча мошек. Игру плей-офф Высшей лиги бейсбола 2007 года так и называли – «Мошки», после того как во время восьмого иннинга на стадион прилетел рой крошечных мошек и, по некоторым данным, изменил результат серии игр[28]. В августе 2018 года из-за мухи сорвалась попытка поставить мировой рекорд падения мини-домино в Германии: одна муха села на костяшку размером с ноготь, в результате чего она упала и вызвала каскад падений раньше времени[29]. Ни принц, ни нищий, никто не застрахован от внимания мух; они суть величайшие уравнители жизни. Пословица гласит: «Мухи и попы вхожи в любой дом».

Упоминание мух в десятках пословиц разных народов свидетельствует как об их повсеместности, так и об их присутствии в культуре. Большинству носителей английского языка знакома пресловутая «муха на стене», тайно наблюдающая за всем, что происходит в ее присутствии. Пословица про муху в бальзаме, по смыслу схожую с «ложкой дегтя в бочке меда», утратила былую популярность, возможно, из-за редкого употребления слова «бальзам». Пословица «Рот закрой, а то муха залетит» говорит о том, что иногда лучше промолчать. Среди прочего, мухи стали героями поговорок разных народов о подверженности ошибкам («У каждой мухи есть своя тень»), тщеславии («Муха на спине слона уверена, что она выше буйвола»), неуловимости («Не боится муха обуха»), излишестве («Не убивайте муху на лбу товарища топором») и силе позитива («Мух легче приманить медом, чем уксусом»).

Мухам не чуждо изобразительное искусство. В западной живописи до XVII века присутствие мухи на портрете означало, что человек умер[30]. В эпоху Возрождения муха на холсте стала популярным способом продемонстрировать технические навыки художника, особенно это было популярно среди голландских художников, специализировавшихся на натюрморте[31].

Примером символического использования мух в искусстве служит большая картина (почти 2,7 × 4,2 м) сюрреалиста ХХ века Сальвадора Дали «Открытие Америки Христофором Колумбом». Там мухи изображены в роли освободителей Испании, вышедшими из склепа Святой Нарциссы (символ которой – муха) и прогнавшими французских захватчиков. Дали усилил героический символизм мух, превратив их благодаря распростертым крыльям в кресты. Мухи – символ самобытности Каталонии, и Дали изобразил сотни мух на более поздней картине под названием «Галлюциногенный тореадор». Художник из Лос-Анджелеса Джон Кнут использует мух для создания цветных узорных полотен. Кнут выращивает домашних мух из сотен тысяч личинок, приобретенных у коммерческих поставщиков. Взрослых мух Кнут кормит смесью воды, сахара и акварельной краски. Мухи изрыгают крошечные капли жидкости, что представляет собой естественное поведение при кормлении, и таким образом «рисуют». Цветные капли остаются на холсте, помещенном в вольер для мух[32], и в течение нескольких месяцев их становится все больше, и в конечном итоге получается атмосферное произведение в стиле пуантилизма.

Неудивительно, что мухи стали героями песен. Канадский автор песен Уэйд Хемсворт, работая исследователем дикой природы в конце 1940-х годов, увековечил мошек (blackflies – «черные мухи») в одноименной песне, которую я услышал в детстве в летнем лагере, тогда же, когда и увидел этих двукрылых:

Онлайн можно послушать, как Хемсворт[33] поет эту песню в восхитительной анимационной короткометражке, снятой Канадским советом по кинематографии в 1991 году. В чувственной песне 1999 года под названием «Завтра конец света»[34] другой канадский музыкант, икона фолк-рока Брюс Кокберн, «сдувает фруктовую муху с края своего стакана», потягивая ром в гватемальском лагере беженцев.

Понятно, что благодаря мухам появилось множество юмористических историй. По словам Граучо Маркса, «время летит, как стрела, а фруктовые мушки по-прежнему без ума от бананов» (time flies like an arrow, and fruit flies like a banana). И если вы думаете, что с помощью личинки мухи нельзя повысить свой статус, вспомните, что сказал Уинстон Черчилль в 1906 году своей давней и близкой подруге Вайолет Бонем Картер: «Все мы – личинки, но мне хочется верить, что я – личность»[35].

И вот мы добрались к вопросу о том, как ученые творчески подходят к проблеме, давая мухам названия. Мух из семейства Curtotonidae американские диптерологи называют quasimodo flies, мухи Квазимодо, поскольку из-за изогнутой среднеспинки они выглядят горбатыми. Существует род мух под названием Cinderella (Золушка). (Google не ответил на вопрос, почему Золушка, но добрый специалист по мухам по имени Норм Вудли сказал мне, что название было придумано в 1949 году, когда в Аде, штат Оклахома, нашли единственный экземпляр этого вида; аномальное насекомое невозможно было отнести к какому-то ранее существовавшему роду мух, поэтому, вероятно, это название показывает, в каких отношениях была Золушка со своими невоспитанными сестрами.) Нет никакой загадки в том, почему свои названия[36] получили Calliphora vomitoria[37] или C. morticia[38], которые селятся в разлагающихся телах, или почему Elephantomyia – род комаров-долгоножек с ротовыми органами, длинными словно хобот слона. Кому-то было очень весело[39], когда он давал названия двум видам мух-жужжал, Apolysis humbug и A. zzyzxensis, пытаясь изобразить их жужжание, однако название «Мартовская муха» не кажется подходящим для насекомого, появляющегося в апреле. Возможно, человек, давший им такое название, был сторонником идеи глобального потепления.

Австралийский энтомолог Брайан Лессард (он же ученый-популяризатор Bry the Fly Guy) обнаружил новый вид мухи в коллекции 30-летней давности. Муха отличалась ярко-желтым брюшком[40]. Ее нашли в 1981 году, в год рождения Бейонсе Ноулз, поэтому Брайан назвал ее Scaptia beyonceae, или муха Бейонсе.

Мухи еще не захватили рынок имен знаменитостей. Есть по крайней мере еще пять насекомых, названных в честь икон поп-культуры[41], в том числе жуков: Agra katewinsletae, Hydroscapha redfordi и Agra liv в честь Кейт Уинслет, Роберта Редфорда и Лив Тайлер, а также мотылек с удивительной желтой короной и пронзительным взглядом: Neopalpa donaldtrumpi.

Если оставить в стороне названия, то, работая над книгой, я преследовал две главные цели. Во-первых, я хочу, чтобы вы восхитились, насколько разнообразна, сложна и успешна группа животных, которых многие (иногда оправданно) не любят, плохо понимают и о которых редко задумываются. Во-вторых, я хотел бы рассказать о том, что наше существование на планете возможно благодаря разнообразию взаимодействующих видов и что, несмотря на антипатию к мухам, они представляют собой жизненно важную часть функционирующего целого. В своей книге я рассматриваю мух как удивительных оппортунистов, способных найти выгоду и обеспечить себе достойную жизнь в самых неожиданных местах. Я расскажу о мухах в контексте истории человека и культуры, вы узнаете истории о странных встречах с мухами ученых на природе и обычных людей на кухнях. Мы познакомимся с мухами, которые переносят болезни, питаются плотью, занимаются любовью, опыляют растения, пьют кровь, перерабатывают отходы, узнаем о мухах-хищниках, паразитах и паразитоидах, сельскохозяйственных вредителях, обманщиках и кооператорах.

Я расскажу вам о физических способностях мух: как они бьют крыльями по 1000 раз в секунду, как ногами они прилипают к окну, как хищная муха ктырь хватает быстро летящую добычу прямо на лету и как рот мухи может быть похож на шприц (как, например, у комара), на пилу (слепень) или губку (домашняя муха). Я подробно расскажу о разнообразном строении мух и повадках: об изящной скромности долгоножек; мрачном одиночестве бескрылой мухи-паучницы, паразитирующей на летучих мышах, мухи, которая всю свою жизнь снует по туловищу своего пушистого хозяина; и дерзости крошечной мухи-спутника фориды (горбатки), которая парит над скрежещущим челюстями паникующего муравья, поджидая возможность атаковать и с помощью похожего на гарпун яйцеклада «впрыснуть» яйцо. Мы встретимся со специалистами по двукрылым в полевых условиях, в кабинетах, в лабораториях и на конференции профессиональных энтомологов.

Кроме того, мы увидим мух с очень причудливой внешностью: мух с диковинными глазными стеблями, которые длиннее остальной части организма; искусных маскировщиков, глядя на которых вы будете готовы поклясться, что у вас перед глазами не муха, а шмель; крошечных самцов, гениталиям которых, честно говоря, позавидовала бы любая порнозвезда; и голоптических самцов мух, чьи огромные похожие на вишни глаза окружают всю голову, как воздушный шар, и все для того, чтобы лучше замечать пролетающих мимо особей женского пола. Мы узнаем об удивительных, совершенно невероятных, дерзких, чудесных и просто феерических способах выживания мух в мире, которым, как нам кажется, управляют только люди.

Я призываю вас забыть свои предубеждения о мухах, отбросить всякие беспокойства, отягощающие ваше мнение о них, и отнестись к ним непредвзято. Если вы сделаете это, вы, как минимум, поразитесь фантастическому разнообразию способов жизни и поведения мух. Возможно, вы даже будете немного очарованы мухами и зауважаете их. Если у вас получится сделать это, значит, я хорошо поработал. Надеюсь, так и будет, потому что мы просто не можем жить без них.

2 Как устроены мухи

Своим успехом мухи во многом обязаны своему физическому строению. Начнем с того, что благодаря общим характеристикам мухи стали доминирующей формой жизни на планете. И как мы увидим позже, они крайне изящно дополнили «базовую комплектацию».

Прежде чем перейти непосредственно к мухам, давайте посмотрим, как устроен организм насекомого. Удивительно, но он работает примерно так же, как и у нас. Эволюция – превосходный инженер, а насекомые – результат чудесной миниатюризации. Когда я смотрю на крошечную мошку, подпрыгивающую вверх и вниз в рое спаривающейся мошкары, или на клеща (технически это не насекомое, а близкий родственник) – меньше точки в конце этого предложения, – ползущего по странице книги, я прихожу в восторг от того, насколько сложно устроенный и скоординированный механизм поместился в столь крошечную упаковку. У насекомых есть восемь общих с нами систем организма из десяти: нервная, дыхательная, пищеварительная, кровеносная, выделительная, мышечная, эндокринная и репродуктивная. Две оставшиеся системы, которые есть у нас, – скелет и кожа – заменены у насекомого экзоскелетом, состоящим из жестких пластин (склеритов), соединенных гибкими мембранами, что обеспечивает эффективную структурную поддержку и защиту для небольшого, но подвижного организма. Все эти системы работают согласованно, подобно группам музыкантов симфонического оркестра.

Гемолимфа (аналог крови) течет по открытой системе кровообращения по всему организму. За исключением случаев, когда гемолимфа проходит через спинной сосуд, находящийся примерно там, где должен быть позвоночник, она течет свободно, омывая внутренние органы, снабжая их кислородом, поступающим через дыхательную систему, и способствуя работе иммунитета. Вентиляционная (или дыхательная) система представляет собой сложную, разветвленную совокупность трубок – трахей, – на которых расположены открывающиеся наружу отверстия, называемые дыхальцами. Дыхальцы выстроены в линию и у некоторых крупных насекомых напоминают иллюминаторы на лодке. Поглощение кислорода и удаление углекислого газа осуществляется путем прямой диффузии в трахеолах, пересекающих внешнюю мембрану, входящих или выходящих из клеток. Организм насекомого работает активно, как кузнечные меха, и благодаря этому обмен происходит эффективно. Примерно так же работает наша диафрагма.

Системы работают благодаря пище, поступающей через пищеварительную систему, которая устроена во многом так же, как наша. Передняя кишка насекомого функционирует как желудок, отвечая за прием и хранение пищи. При приеме пищи слюнные железы смазывают ее, запуская процесс переваривания. У насекомых слюнные железы более универсальны, чем у нас. Некоторые, например, производят шелк, а другие – соединения, имитирующие гормоны роста растений и стимулирующие выработку защитной желчи, так называемого цецидия, вздутия, возникающего на стеблях или листьях. В средней кишке, как у нас в тонком кишечнике, происходит большая часть процессов переваривания и всасывания питательных веществ. Оттуда пища поступает в заднюю кишку, где экскременты насекомого накапливаются в мышечной прямой кишке и выводятся через задний проход.

На случай, если вам интересно, пукают ли насекомые, отвечу: да, они пукают. Газообразные продукты пищеварения нижней части системы должны куда-то уходить, и так же, как и у нас, выходом служит задний проход. К сожалению, я не знаю, слышно ли пукающих насекомых, но я бы не удивился, если бы мухи использовали анальные газы, скажем, для акустического или химического общения. Сельдь общается, выпуская пузырьки из ануса, а жуки-бомбардиры защищаются от хищников, выбрасывая кислоту из заднего прохода. Так что, если вы когда-нибудь услышите пукающую муху, пожалуйста, дайте мне знать.

В каждом офисе необходим ИТ-отдел. Нервная система насекомого представляет собой сеть нейронов, прикрепленных к брюшному нервному стволу. Вдоль него расположены нервные центры, называемые ганглиями. В голове находятся два основных узла: (1) мозг, обрабатывающий сенсорную информацию и формирующий поведение, и (2) подглоточный ганглий, плотный комок нервных клеток, обслуживающих органы чувств насекомого, ротовую часть, слюнные железы и мышцы шеи.

Теперь давайте разберемся, что такое мухи. Настоящие мухи принадлежат к отряду Двукрылых (Diptera, от греч. di = два, ptera = крылья), и это означает, что у его представителей не больше двух крыльев. Унаследованные от предков задние крылья модифицировались в пару булавовидных структур, называемых жужжальцами, они функционируют главным образом как стабилизаторы полета. У остальных летающих насекомых четыре рабочих крыла, за исключением жуков, чьи передние крылья стали прочными защитными щитками – надкрыльями[42].

Существует две основные группы Двукрылых. В подотряд Nematocera (Длинноусые) входят, как правило, небольшие, хрупкие двукрылые, такие как комары, долгоножки и мошки. Несмотря на то что свое название они получили благодаря длинным усикам (учитывая, что название rhinoceros (носороги) переводится как «носовой рог», nematocera переводится как «нитевидные рога»), вы легко опознаете муху из этого подотряда по изящному, хрупкому виду. Подотряд Brachycera (Короткоусые) включает более коренастых, крепких мух с короткими усиками. Наша старая знакомая домашняя муха и каллифориды, чьи личинки поселились у меня на груди, относятся к Brachycera.

Строение мухи (© Bob’s bugs, http://www.bobs-bugs.info/bug-basics-anatomy/)

Мухи действительно очень многообразны. Они бывают самых разных форм и размеров, и каждая удивительно приспособлена к определенному образу жизни. Ктыри должны быть быстрыми и крепкими, чтобы ловить жертву в воздухе; самые крупные из них вырастают до семи сантиметров в длину. Несколько взрослых особей самой маленькой в мире мухи (с которой мы познакомимся в четвертой главе) поместились бы на булавочной головке, и, по моим оценкам, потребовались бы десятки тысяч особей этого вида, чтобы сравняться по массе с мухой-ктырем.

Наша антипатия к мухам непонятна, если учесть, насколько они красивы. Я первый признаю, что личинки не особенно эстетичны, но именно негативные ассоциации с мухами – грязь, разложение, зудящие укусы, инфекции – формируют наше восприятие этих насекомых. Не поддавайтесь беспокойству, навязанному обществом, и вы увидите, что некоторые мухи входят в число самых красивых творений, созданных природой: изысканная симметрия, отливающее металлическим блеском тельце, небесно-голубые, зеленые или золотые щитки, расположенные поперек грудной клетки и сужающегося брюшка, блестящие крылья как будто бы сделанные из паутины, где каждая щетинка и жилка на крыльях словно нарисованы любящей рукой художника по костюмам. Если серьезно, то многие, даже и кусачие, мухи представляют собой произведения искусства. У некоторых комаров на ногах «надеты» элегантные черные пушистые гетры, а фасетки на больших глазах слепней расположены так, что складываются в психоделические узоры из света и цвета. Несмотря на значительную конкуренцию со стороны бабочек и жуков[43] (представителей отдельных отрядов насекомых: Чешуекрылых и Жесткокрылых, соответственно), на обложку третьего тома (Насекомые) второго издания всеобъемлющей и значимой «Энциклопедии жизни животных» Гржимека поместили журчалку (Metasyrphus americanus), или, если конкретнее, муху в пыльце, имитирующую осу на цветке.

Стремясь познакомиться с мухами на биологической станции Арчболд (ABS) в Юго-Центральной Флориде, я встретил энтомолога Марка Дейрупа. Арчболд – это заповедник площадью 21 км², состоящий в основном из характерных для Флориды сухих зарослей кустарника. Станция была основана в 1941 году американским зоологом и филантропом Ричардом Арчболдом. Сейчас там работают более 60 сотрудников и множество волонтеров. Флора и фауна этой природной жемчужины включают в себя несколько редчайших видов Северной Америки, считающихся наиболее тщательно изученными на Земле, кроме того, они превосходно задокументированы.

Семидесятилетний Дейруп работает на станции ABS уже 35 лет. Он очень энергичен, выглядит на шестьдесят. Как и Стивен Маршалл, этот человек талантлив и трудолюбив, однако его достижения часто остаются не замеченными обществом. Впервые я встретил его имя, когда снял с полки книгу «Поразительные насекомые Флориды» (Florida’s Fabulous Insects) в местной библиотеке в Бойнтон-Бич недалеко от меня. Это удивительно живое описание жизни насекомых с красивыми фотографиями, неизменно сопровождающими увлекательную прозу Дейрупа.

Мы встретились в его просторной лаборатории, и Дейруп метнул мне по столу пару увесистых книг под названием «Руководство по неарктическим двукрылым» (Manual of Nearctic Diptera), тома I и II. Открыв наугад, я увидел утонченные рисунки отдельных частей мух. У каждой щетинки было название (к счастью, у более тонких волосков их не было). Дейруп указал на пару грудных щетинок на спинке мухи. «Это субапикальные щитковые щетинки. Они могут быть направлены параллельно, как здесь [мне они напомнили бивни моржа], или скрещены, как тут [пара скрещенных сабель], и их расположение имеет решающее значение при определении вида мухи».

Существует причина, по которой в текстах по анатомии и систематике насекомых огромное количество подробных линейных рисунков внутренних органов, рисунков щетинок и гениталий: мух так много, что некоторые родственные виды почти идентичны. Чтобы определить вид мухи, нужно иметь своего рода определитель, называемый «ключом». Шаг за шагом пользователь отвечает на да/нет вопросы (например: это насекомое или нет?), каждый из которых более специфичен, чем предыдущий. Если все идет хорошо, то процесс определения завершается определенным признаком, характерным для данного семейства, рода или вида. Например, если вы правильно отвечали на вопросы и у вашей мухи есть шпора на средней голени ноги, то это бекасница из семейства Rhagionidae. В книге Стива Маршалла о мухах есть целый раздел, посвященный сбору и хранению двукрылых, и там приводятся 10 таких отдельных «ключей» для определения мух на уровне семейства.

Использование расположения щетинок для определения вида – очень важный инструмент, поэтому у него даже есть свое название: хетотаксия. Рисунок прожилок на крыльях мух тоже специфический, и у каждой есть название и характерное расположение, часто имеющее таксономическую ценность. Если вы пытаетесь определить вид личинок, у которых, как правило, щетинок мало или вообще нет, можно сосредоточиться на расположении и характеристиках дыхалец. И несмотря на знание этих деталей, не считайте, что мы полностью разобрались с анатомией мух. Наше восприятие мух и восприятие мух друг другом сильно отличаются. «Мы понятия не имеем, зачем существуют девять десятых того, что мы видим у насекомых, – сказал мне Дейруп, – потому что мухи функционируют на другом уровне. Просто удивительно, как много у насекомых особенностей строения поверхности покровов и различных структур и как мало мы знаем о том, что все это значит».

Мухи неспроста получили свое название: по-английски они называются flies, или летающие[44]. Они искусные воздушные гимнасты: могут неподвижно парить в воздухе, летать задом наперед и приземляться вверх ногами. Вполне возможно, что большинство животных на Земле, находящихся в полете в определенный момент времени, – мухи. Даже жуки, единственная группа, которая (в настоящее время) превосходит мух по разнообразию, более склонны к жизни на земле. Если вы наблюдали за жуками, вы наверняка заметили их общее нежелание взлетать, в отличие от гиперстремительных мух.

Небольшой размер насекомого дает два больших преимущества для полета[45], чем объясняется тот факт, что насекомые начали летать за 150 миллионов лет до всех остальных существ. Во-первых, законы физики диктуют, что чем меньше крыло, тем больше ударов в минуту им можно совершить. Во-вторых, более легкое тело маневреннее. Мы можем махать руками примерно три раза в секунду, в то время как у самой маленькой птицы число ударов в секунду достигает ста. Домашняя муха машет крыльями со скоростью 345 ударов в секунду[46], комар – до 700 ударов, а крошечная кровососущая мошка, только представьте себе, – 1046 ударов![47] Парадоксально, но при наличии маленьких крыльев такая скорость не просто возможна, но и обязательна. Чем меньше насекомое, тем чаще оно должно махать крыльями, чтобы создавать достаточную аэродинамическую силу и оставаться в воздухе. Мухи – обладатели самых мощных летательных мышц на планете с поправкой на размер. А об их маневренности слагают легенды. Несмотря на свои огромные глаза[48], большеголовая муха (одна из семейства Большеглазок; Pipunculidae) способна продолжать лететь в тесном сложенном сачке для насекомых объемом с чайный пакетик.

Если у вас нет сачка, то наглядный пример мастерства мух – это поведение влюбленного самца мухи в полете, высматривающего пролетающую самку. Как-то раз апрельским утром, исследуя естественные заросли кустарника в Южной Флориде, я столкнулся с одним из таких самцов, зеленой падальницей, парящей над тропинкой примерно на уровне глаз. Насекомое длиной в сантиметр выглядело практически неподвижным, его словно подвесили на невидимой нитке. Он казался почти безразличным к моему присутствию. Двигаясь медленно, я смог приблизиться к нему так, чтобы он был примерно в 30 см от моего лица, и тогда он отодвинулся ровно настолько, чтобы сохранить это минимальное расстояние. Я медленно вытянул руку и оказался всего в 10 см от него, после чего он отреагировал на меня. Если я внезапно поднимал руку, муха быстро удалялась, а затем через две или три секунды снова материализовывалась, всегда в одном и том же месте. И смотрел он всегда в одном и том же направлении, в данном случае на запад. Его крылья, бьющиеся сотни раз в секунду, издавали слабый низкий звук. Несколько раз он внезапно улетал, хотя я не делал никаких движений, и я заметил, что эти исчезновения обычно сопровождались звуком другого пролетающего мимо насекомого. Несколько других самцов парили поблизости, и я подозреваю, что этот самец отгонял конкурентов или надеялся перехватить пролетающую самку[49].

Для того чтобы зависнуть в воздухе на открытой местности, нужно постоянно подстраиваться и приспосабливаться, тогда можно компенсировать небольшие порывы ветра и воздушные потоки. В телесериале Life in the Undergrowth («Жизнь в микромире»), снятом BBC, камера замедленной съемки фиксирует самца мухи-журчалки, парящего в свете солнечных лучей на британском лугу. И там действительно видно размытые крылья мухи, угол которых она меняет независимо друг от друга, чтобы удержаться на месте. Ведущий Дэвид Аттенборо стреляет из игрушечного ружья, чтобы продемонстрировать бдительность и быстроту журчалки. Когда горошина проносится мимо, муха мгновенно разворачивается и пускается в погоню. Это невероятное сочетание дальновидности и ловкости, хотя в данном случае она ошибочно принимает горошину за другое насекомое.

Изучением полета мух активно занимаются прикладные физика, энергетика и робототехника. Чтобы быть на передовой в области полетов, мухи применяют высокотехнологичное оборудование. Генерирование частоты 100 или более ударов в секунду выходит за физиологические пределы скорости возбуждения нервной ткани. По этой причине верхние пределы полета мухи достигаются не только за счет нервного контроля; они происходят благодаря особенностям строения мышц и механизмам соединения частей крылового аппарата двукрылых[50].

В ходе эволюции у мух образовался комплекс из системы рычагов, точек опоры, крошечных выступов на жилках крыльев, механизмов сокращения мышц и системы, очень похожей на ручное сцепление в трансмиссии автомобиля, связанной с чем-то вроде коробки передач, которая позволяет мухам управлять каждым крылом по отдельности. Частота взмахов крыльями синхронизируется с помощью скутеллума, или щитка среднеспинки, который механически соединяет крылья друг с другом, тогда как выпуклая нижняя часть груди (субэпимеральный гребень) соединяет и координирует каждое крыло с соответствующим жужжельцем. При этом «механизм сцепления», соединяющий щиток с каждым крылом, может быть задействован (или не задействован) с обеих сторон; и таким образом крылья могут двигаться независимо друг от друга, что повышает маневренность. А «коробка передач», которая расположена в основании каждого крыла и состоит из трех структур, работающих подобно переключению передач в автомобиле, и регулирует амплитуду биения крыльев от низкой до высокой.

Даже учитывая все механизмы для подъема, мухи не ушли бы далеко без баланса и рулевого управления. Система равновесия человека, в отличие от мухи, находится в ушах. Мухи балансируют и управляют жужжальцами и рудиментами второй пары крыльев, которые я упоминал ранее. Во время полета жужжальца двигаются как барабанные палочки: бьют с той же скоростью, что и крылья, но, как правило, в противофазе. Они действуют как гироскопы, качаясь вверх, когда крылья опускаются, и наоборот. Если муха отклоняется от курса, переворачивается или меняет высоту во время полета, жужжальца изгибаются у основания, при этом сохраняя первоначальную плоскость движения. Специальные нервные клетки улавливают повороты[51], позволяя мухе корректировать ориентацию.

Несмотря на название отряда Двукрылых, у некоторых мух вообще нет крыльев. У их предков они были, но, подобно нелетающим птицам на островах, где нет хищников, мухи утратили крылья, поскольку на протяжении многих поколений образ жизни сделал их наличие совершенно бессмысленным и даже излишним. Показательный пример: паразитирующие на летучих мышах мухи-кровососки. Если всю свою жизнь вы проводите, ползая, как краб, по телу летучей мыши, вам не нужно самостоятельно взлетать, чтобы добраться из одного места в другое, за вас это сделают летучие мыши. Перебраться с одного хозяина на другого можно в тот момент, когда летучие мыши собираются вместе и сидят, плотно прижавшись друг к другу, как они довольно часто делают. Итак, мух-кровососк, паразитирующих на летучих мышах (стреблид и мух-паучниц или никтерибиид), насчитывается – что не может не удивлять – 511 известных видов в двух семействах, и они постепенно теряли крылья на протяжении тысячелетий. Я видел некоторых из них, изучая летучих мышей, когда учился в университете, и, если бы мне никто не сказал, я бы никогда не подумал, что это мухи.

Если вы задавались вопросом о способности мух преодолевать гравитацию и ходить по окнам и потолку, то это возможно благодаря двум или трем подушечкам на каждой лапке, называемым пульвиллами. От каждой из них отходят тысячи трубочек, заканчивающихся очень гладкой плоской подушечкой. Когда-то считалось, что пульвиллы работают как присоски, но сейчас известно, что они похожи скорее на липучки. Крошечные капли клейкого вещества, состоящего из сахаров и масел, просачиваются через эти трубочки, и муха прикрепляется даже к самой гладкой поверхности благодаря силе молекулярного притяжения. Муха ходит, меняя угол наклона подушечек лап, чтобы ослабить фиксацию[52]. Домовые гекконы используют тот же трюк, охотясь на насекомых и бегая по стенам и потолкам.

Быстрота мух и их наглость, с которой они не двигаются с места или тут же возвращаются, несмотря на наши усилия отогнать их, отчасти объясняются использованием тех самых щетинок и волосков, о которых мы узнали во время нашего визита к Марку Дейрупу. Основание каждого фолликула иннервировано, это делает муху чувствительной к мельчайшим изменениям воздушного потока. Такая система раннего предупреждения помогает мухе обнаружить приближающегося врага[53], и это объясняет, почему муху так трудно прихлопнуть.

Когда ученые внимательно изучили, как летают комары, то обнаружили кое-что новое. При помощи восьми камер замедленной съемки удалось рассмотреть полет под различными углами и создать трехмерную модель движений крыльев писклявого насекомого, степень подвижности которых ничтожные 40°, что почти вдвое меньше, чем у пчелы. Этого поверхностного движения должно быть недостаточно, чтобы комар летал, используя только разгонный вихрь (воздушный карман, который помогает создавать подъемную силу). Благодаря камерам удалось разглядеть второй вихрь на задней части крыльев. Поскольку задняя линия крыла повторяет траекторию передней, она улавливает вихревой след предыдущего взмаха, повторно используя энергию. Это обеспечивает дополнительный подъем, за счет которого комар и доставляет нам неприятности. Благодаря второму вихрю энергия экономится за счет уменьшения размера траектории, которую должно пройти каждое крыло. При скорости 700 ударов в секунду это дает значительную экономию.

Полеты с высоким КПД позволяют мухам мигрировать на удивительно далекие расстояния, как, например, мармеладная муха-журчалка. Миллионы таких мух дважды в год пролетают над швейцарскими Альпами во время путешествия туда и обратно из Северной в Южную Европу. Основываясь на наблюдениях за массовыми миграциями насекомых с воздуха, английский генетик из Университета Эксетера Карл Уоттон предположил, что миллиарды журчалок различных видов ежегодно мигрируют по всей Европе нескончаемым потоком крошечных тел, сверкающих на фоне гор. При попутном ветре они летят высоко, при встречном – низко. «Они летят быстро… и не останавливаются, – говорит Уоттон. – Бабочки снуют по кругу, как в барабане стиральной машины, но журчалки просто пролетают прямо над нами»[54].

Картинка в поле зрения летающих организмов меняется очень быстро, поэтому хорошее зрение им необходимо, за исключением разве что летучих мышей, обладающих эхолокацией. Глаз насекомого существенного отличается от нашего. Глаз позвоночного состоит из одной секции, а у насекомого – из многочисленных фасеток, вместе составляющих шестиугольники, напоминающие соты. Каждая фасетка, или омматидий, – полностью функционирующий орган зрения, независимо посылающий сигнал в мозг. Фасетки глаз насекомого обладают шириной обычно около 10 мкм, то есть на булавочной головке одновременно их уместится около 20 000.

Такая структура предполагает, что то, что видит насекомое, представляет собой мозаику из взаимосвязанных маленьких изображений. Да, именно так было написано в учебнике по энтомологии для студентов, где приводилась схематичная иллюстрация. Это была довольно расплывчатая картинка в стиле пуантилизма, заставившая меня задуматься о необходимости шлема на случай, если мне придется лететь по жизни с таким плохим зрением. Однако, судя по поведению насекомых, включая мух, кажется, что видят они куда лучше, и сейчас уже достоверно известно, что мозг насекомых интегрирует отдельные сигналы от каждого омматидия в одно целое точно так же, как наш мозг объединяет изображения из наших двух глаз в одно. Сложный глаз насекомого[55] послужил источником вдохновения для исследований и разработки камер видеонаблюдения с датчиком движения, которыми пользуются военные.

У мух есть группы нейронов, работающие согласованно, и они прекрасно справляются с проблемами со зрением на клеточном уровне. Чувствительные к движению нейроны отслеживают оптический поток объектов, перемещающихся в поле зрения мухи, помогая ей поддерживать курс полета. Другой набор нейронов использует оптический поток для контроля самопроизвольных движений. Третий набор нейронов, по-видимому, анализирует визуальное содержание ситуации, например отделяет фигуры от фона путем обнаружения относительного движения среды. Этот процесс называется параллаксом движения. Три однофасеточных глазка, светочувствительных органа, расположенные на макушке головы и полностью отделенные от глаз, улавливают изменения интенсивности света, и муха быстро реагирует на приближение объекта.

У многих мух есть более приземленный способ справиться с потоком зрительной информации, вызванным быстрым полетом: они бросают несколько быстрых косых взглядов. Например, синие падальницы, или синие мясные мухи, перемещают взгляд благодаря быстрым, прерывистым поворотам тела и головы (саккадам), удерживая его более или менее неподвижным между саккадами. (Наши с вами зрительные органы производят подобные саккады[56], когда мы смотрим в окно движущегося автомобиля или бежим; глаза ненадолго фиксируются на ближайшем объекте, затем переходят к другому, при этом глаз совершает быстрое движение из стороны в сторону.) Из-за быстрых движений поток зрительной информации между саккадами проходит почти плавно и поступательно, и муха получает информацию о пространственном расположении объектов окружающей среды. Я помню, как испытал легкое волнение, когда в первый раз заметил, что муха внезапно посмотрела в сторону. Взгляд показался мне таким целеустремленным, я даже не удивился бы, если от ее взгляда проезжающие машины остановились бы как вкопанные.

Исследования плодовых мушек, глаза которых состоят из скромных почти шестисот фасеток каждый, показали, что они используют визуальную систему приоритизации. Статичные объекты остаются размытыми, при этом все движущиеся, независимо от зрительных изменений, вызванных движениями самой мухи, находятся в четком фокусе. Как пишет Питер Воллебен в книге The Inner Life of Animals («Духовный мир животных»): «Можно сказать, что эти крошки видят самую суть вещей, и, конечно, вы не ожидали этой способности от маленьких мух»[57]. Мы делаем почти то же самое. Читая эту книгу, посредством периферийного зрения вы замечаете многое на странице и за ее пределами, но вы не фокусируетесь на этом. Даже слова, находящиеся всего в нескольких сантиметрах от тех, которые вы читаете в данный момент, размыты. То есть наше зрение работает подобно разуму, который в любой конкретный момент может думать только о чем-то одном.

Профессор биоинженерии Калифорнийского технологического института Майкл Дикинсон и аспирант Гвинет Кард рассмотрели изображение плодовых мушек, которых вот-вот должны были прихлопнуть мухобойкой, сделанное в высокоскоростном цифровом режиме. Ученые определили, что крошечный мозг насекомого вычисляет местоположение надвигающейся угрозы, разрабатывает план побега и ставит ноги в оптимальное положение, чтобы отпрыгнуть в сторону. Все это происходит примерно в течение одной десятой доли секунды после того, как муха замечает мухобойку. После тщательно контролируемых экспериментов, снятых замедленной съемкой[58], где использовался черный диск («мухобойка») диаметром 14 см, любопытные ученые отметили, что мухи объединяют визуальную информацию, полученную из обзора практически на 360° с механосерсорными данными от собственных ног, что помогает им уйти от надвигающейся угрозы, толкая среднюю пару ног по направлению к ней. Если муха осознанно переживает подобный опыт (см. следующую главу), можно добавить, что мысль о побеге сопровождается эмоцией страха.

Если вы хоть раз пытались прихлопнуть муху, вы помните, насколько это сложно, и понимаете, как хорошо им служит зрение. Когда я был подростком и дежурил на кухне в летнем лагере, то придумал довольно эффективную технику ловить домашних мух голыми руками. Когда муха сидела на плоской поверхности, такой как столешница или вертикальная деревянная балка, я медленно придвигал руку «со спины» мухи (осторожно, на деревянных поверхностях могут быть занозы!). Как только моя рука оказывалась в 10–12 см от цели, я останавливался, чтобы собраться с духом перед атакой, а затем с максимально возможной скоростью накрывал муху рукой. Чаще всего моя жертва взлетала в воздух до того, как я касался ее ладонью, и тогда у меня не было времени среагировать на ее движения. Но если я действовал достаточно быстро, а муха располагалась удобно, то насекомое оказывалось в ловушке. На пике мне удавалось достичь показателя улова в 60 %, и в редких случаях я даже ловил двух мух за один удар. Мухи увлекали меня всю жизнь, поэтому я выпускал их на свободу, где их ждала лучшая участь, чем липкие полоски, свисающие с потолка. Обычно я чувствовал, как моя пленница мечется в кулаке, но не всегда. Много раз я либо случайно выпускал хитрую муху обратно на кухню, потому что думал, что промахнулся, либо осторожно раскрывал ладонь, но там никого не было.

Говоря о разнице между самцами и самками, важно отметить, что отличия в физических характеристиках между ними обычно имеют отношение к размножению. В соответствии с этим принципом у самцов многих видов мух, как правило, большие глаза, сходящиеся на средней линии. Подобные голоптические глаза обеспечивают практически 360-градусный обзор, что оптимально для поиска самок. Есть особо экстремальные примеры, такие как большеглазки: у них глаза занимают большую часть головы, и она выглядит раздутой. У большинства самок, за редким исключением, дихоптические глаза, и они не соединены вместе. Интересно, выдерживают ли самцы с более продвинутым органом зрения больше нападений хищников, чем самки, или же их визуальное преимущество компенсируется меньшей маневренностью[59].

Если у голоптического зрения и есть еще один недостаток, так это возможное нарушение бинокулярного зрения. Глаза мух-ктырей хорошо разделены, поэтому они обладают бинокулярным зрением, благодаря которому они хорошо воспринимают расстояние. Это имеет решающее значение для координации при атаках летающей добычи и, вероятно, для обнаружения приближающегося хищника и возможности сбежать от него. Я понял, что, только очень медленно двигаясь, могу подобраться на расстояние вытянутой руки к сидящей мухе-ктырю (подробнее о них в четвертой главе).

Хорошее зрение, и не важно, голоптическое или нет, еще ни разу не пошло на пользу домашней мухе, бьющейся в окно. Стеклянный барьер полностью сбивает с толку насекомое, привыкшее ориентироваться на визуальные раздражители. Муха никогда не сталкивается со стеклом в природе, поэтому она видит только пейзаж за окном и не в состоянии преодолеть желание приблизиться к нему. Насколько я знаю, никто не пытался выяснить, приспосабливаются ли мухи к окнам или другим искусственным предметам.

Мухи летают из пункта А в пункт В, причем пункт В – часто источник пищи. Иногда кажется, что мухи довольно привередливы в еде, однако органы, при помощи которых мухи чувствуют вкус, говорят об обратном. Как и в случае с обонянием, чтобы распознать вкус, нужно включить хеморецепцию, но вкус отличается от обоняния тем, что требует физического контакта с веществом. Органы, необходимые мухам для восприятия вкуса, в отличие от наших органов с аналогичной функцией, не ограничиваются ротовой полостью. Помимо хоботка, через который они всасывают пищу, вкусовые рецепторы мух расположены на щетинках, разбросанных по всему телу, включая ноги, крылья и яйцеклад. Интереснее всего то, что вкусовые органы находятся даже на мягких подушечках лап. Я подозреваю, что большинству людей не приходило в голову, что можно хотеть иметь возможность пробовать пищу ногами, разве что тем, кто топчет виноград при традиционном виноделии. Но эта способность позволяет мухе понять, можно ли поживиться, сев на спелый банан, руку или столешницу.

Хоботок домашней мухи – чудо с точки зрения строения и функции (© Susumu Nishinaga/Science Source)

Если рассматривать губчатый хоботок домашней мухи очень крупным планом, он представляет собой орган, отдаленно напоминающий цепкий кончик хобота слона. Встроенный «пылесос» покрыт похожими на рубчики каналами, через которые всасывается жидкая пища, после чего она попадает в горло. При этом у «пылесоса» есть механизм обратного хода: через те же каналы слюна капает на потенциальную еду, растворяя твердые предметы до формы, пригодной для всасывания.

Похожая на губку нижняя губа позволяет большинству мух сначала сделать сладкую или просто вкусную для мух пищу жиже, а затем поглотить ее. Это может быть сухая медвяная роса, разбрызганная по поверхности листьев другими насекомыми, которым свойственно ее собирать. Специалист по мухам Стивен Маршалл подозревает[60], что мухи питались этим вездесущим источником нектара задолго до того, как цветы эволюционировали и начали его производить. Современные мухи в 100 раз более чувствительны к вкусу сахара, чем мы[61].

Как же мухи чувствуют вкус? Тщательное изучение плодовых мушек показало, что у них эту задачу выполняют лапки. Они чувствительны к вкусу благодаря крошечным тонким, похожим на волоски, ворсинкам, каждая из которых заканчивается порой. В каждой поре находятся отдельные нейроны, чувствительные к различным группам химических веществ[62]. Эти и соседние нейроны передают сигналы в мозг мухи.

Прежде чем муха съест потенциальную пищу, еда должна пройти два теста на вкус. Если вещество, попавшееся на пути мухе, например капля варенья или лужица воды, проходит вкусовой тест ног, то мозг мухи отдает команду вытянуть хоботок. Однако муха не поглощает вещество до тех пор, пока оно не пройдет второй тест с помощью сенсорных волосков на кончике хоботка. Эти волоски полые, и на кончике каждого есть отверстие, внутри которого находятся пять клеток. Две из них чувствительны к соленому, одна – к воде, и одна – к сахару. Пятая клетка не участвует в определении вкуса[63]; она служит для того, чтобы обнаруживать поверхностное сопротивление и упругость по изгибу, возникающему, когда муха ставит лапку. При тщательном подсчете количества чувствительных к вкусу волосков у мясной мухи (Phormia regina) обнаружили, что на передней ноге их 308, на средней ноге – 208, 107 на задней ноге, плюс 250 на хоботке. Кроме того, есть 132 химически чувствительных сосочка (маленькие выступы, похожие на пальцы). То есть у мухи есть в общей сложности около 1600 вкусовых датчиков.

Несмотря на сотни миллионов лет сегрегации в ходе эволюции, восприятие вкуса у мух работает довольно похожим на наш образом. Поведенческие и генетические исследования, проведенные Кристин Скотт из Калифорнийского университета в Беркли, показали, что у плодовых мух есть рецепторы, предназначенные для определения сладкого и горького, как и у людей. И, как и у нас, устройство детекторов вкуса у мух проще, чем детекторов запахов; органы обоняния различают гораздо более тонкие оттенки. Еще одна особенность восприятия вкуса, свойственная и мухам, и человеку, заключается в том, что они тонко настроены на свое внутреннее состояние. По словам Скотт, «животные динамически регулируют процесс поглощения пищи, уравновешивая потребление калорий и расход энергии»[64]. Проще говоря, сытая муха не интересуется едой.

Как и следовало ожидать от существ, способных ощущать вкус разными частями тела, мухи хорошо чувствуют запахи. Запах они ощущают усиками, многофункциональными тонкими щупиками, покрытыми хеморецепторами. Усики чрезвычайно чувствительны к целому ряду химических сигналов и реагируют на запахи в гораздо более низких концентрациях, чем мы. Некоторые мухи-падальщики способны обнаружить гниющую тушу на расстоянии более 15 км.

Большая часть исследований обоняния мух касалась двух основных аспектов связи мухи и человека: кровопийц, распространяющих болезни, и вредителей сельского хозяйства. Кровососущие мухи питаются химическими веществами, выделяемыми их источником пищи, как и мухи, питающиеся растениями. Обонятельные рецепторы, расположенные на усиках, специализированы для обнаружения химических веществ, характерных для того, чем или кем они питаются: от экскрементов до тюльпанов, в зависимости от типа мухи. Выбор химических веществ огромен. Человеческий запах состоит из 300–500 компонентов, в зависимости от того, кого вы нюхаете (и когда). Исследовательская группа из Университета Джона Хопкинса работает над выявлением специфических компонентов человеческого запаха, воспринимаемых обонятельными центрами мозга комара Aedes aegypti, главного переносчика вируса Зика. У этой мухи есть три обонятельных органа с тремя группами рецепторов, заточенных на реагирование на запах человека. План состоит в том, чтобы разработать искусственный химический аромат, имитирующий запах человека, который можно было бы использовать в качестве ловушки для комаров, чтобы контролировать переносчиков инфекции и предотвратить распространение вируса Зика и другие болезни. Уже существует устройство, называемое магнитом от комаров, в котором для привлечения, ловли и уничтожения комаров используется углекислый газ[65].

Есть еще одна сенсорная функция универсальных усиков мух: слух. Как и люди, мухи различают разные частоты. Механика слуха мухи включает в себя невероятный каскад реакций, начиная с обнаружения колебаний воздуха (звуков) дистальными отделами усиков и заканчивая нервными сигналами, передаваемыми в мозг. Каскад начинается с очень, очень небольшого отклонения усиков: на несколько 10-тысячных ширины волоса. Это заставляет растягиваться нижележащие сенсорные клетки, благодаря чему открываются ионные каналы, через которые проникают заряженные молекулы, вызывая электрический импульс. В этот момент в игру вступает механический усилитель, своего рода двигатель, который усиливает эффект отклонения. Если муху стимулировать с определенной частотой, чувствительность к этой частоте увеличивается с каждым колебанием, как при толчке качелей на детской площадке. Более низкие звуки предполагают большее расширение[66].

Слухом мухи обычно пользуются во время ухаживания, и считается, что большинство мух, не использующих звук при ухаживании, глухие. Ухаживания плодовых мушек – довольно громкий процесс. Для привлечения самки самцы «поют» песни, генерируемые быстрыми колебаниями крыльев. Исследования, проведенные в Университете Айовы, показали, что слух плодовых мушек ухудшался, если их подвергали воздействию громкого шума, подобного тому, который создается на рок-концерте. Такое воздействие приводило к структурному повреждению нервных клеток, отвечающих за слух. Как и у людей, слух у мух восстанавливался через неделю. Длительное воздействие высоких децибелов на человека приводит к постоянной потере слуха[67]. Однако ввиду куда более короткой продолжительности взрослой жизни мухи, она менее уязвима, даже если невольно оказывается на концерте группы Metallica.

Учитывая невероятное разнообразие мух, а также их приспособленность к окружающему миру, можно смело назвать их оппортунистами эволюции. В следующих главах мы увидим, что мухи разработали невероятное количество оригинальных решений проблем, связанных с выживанием в сложном мире. Великий писатель и юморист Марк Твен восхищался мухой, которая большую часть времени проводит под водой в озере Моно, штат Калифорния. При помощи воскового волосатого панциря крошечная муха-береговушка Ephydra hians задерживает воздух, благодаря чему ныряет на дно и питается водорослями. Твен радовался тому, что ему не удалось утопить мух, о чем написал в путевых мемуарах Roughing It («Налегке»): «Можно держать их под водой столько, сколько вам заблагорассудится, они совершенно не против, более того, только гордятся этим. Когда вы отпускаете их, они всплывают на поверхность сухими, как бухгалтерский отчет».

Эти мухи образуют вокруг себя пузырь, надавливая определенным образом на поверхность воды. Они ползут головой вперед, пока на озере не образуется своего рода углубление. По мере того как «вмятина» становится глубже, давление окружающей воды достигает порогового значения, и оно внезапно поглощает муху, которая оказывается внутри серебристого воздушного кармана. Когтистые лапы и ротовая часть мухи свободны от пузырьков воздуха, что позволяет насекомому скользить по дну. За исключением солоноводных креветок, эта муха – едва ли не единственный организм, обитающий в высокощелочном озере. «Они отлично приспособились, ведь в озере нет рыбы», – говорит Майкл Дикинсон[68], который не так давно описал удивительное поведение мухи, а точнее, более чем через столетие после того, как Твен осыпал ее комплиментами.

С 1940-х годов озеро становится все более соленым. Но, несмотря на это, после отвода в Лос-Анджелес нескольких пресноводных ручьев, которые ранее впадали в Моно, мухи сохранились. Они летают большими стаями, привлекая полчища чаек, которые носятся через них с разинутыми клювами. Мух так много, что они способны поддерживать местную экосистему, привлекающую около 2 млн птиц более 300 видов, каждую весну мигрирующих на озеро Моно. Здесь они находят пищу и размножаются. Все новые отводы воды уменьшают площадь озера, повышая концентрацию карбоната натрия до опасно высоких уровней, даже для мухи. Другая угроза заключается в том, что после купающихся в озере вода содержит остатки солнцезащитного крема[69]; он смывает восковую оболочку мухи, и без нее муха тонет.

Было бы грустно видеть, как их количество сокращается, однако стоит отметить, что мухи способны эволюционировать быстрее человека. Неудивительно, что именно мухи столь разнообразны и так успешно процветают на Земле, учитывая, что за одно наше поколение у мух их сменяется 500. Это важный урок, касающийся нашей способности адаптироваться к антропогенным изменениям, к чему вернемся в заключительной главе.

3 Ты не спишь? (Доказательство наличия разума у мух)

Есть такой анекдот. Вопрос: «Что в последнюю очередь приходит в голову мухе, когда ее ударяют мухобойкой?» Ответ: «Задница».

Шутка, конечно, показывает довольно непочтительное отношение к мухам, однако все-таки допускает наличие у них разума.

Осознанны ли мухи? Переживают ли они полученный опыт? Муха – вещь или существо? Думаю, эти вопросы можно задать обо всех насекомых. И если одно насекомое можно назвать осознанным, то и всех остальных тоже. Однако могут ли настолько маленькие существа переживать какой-либо опыт? На первый взгляд это маловероятно, однако, если остановиться и понаблюдать внимательно за насекомыми, рассмотреть, насколько скоординированы их движения, насколько сложно поведение (кажется, как будто бы они ведут себя исходя из ситуации), труднее представить их маленькими чистыми досочками, живущими в ментальном вакууме без малейших признаков сознания. Когда я наблюдаю, как муха чистит лапки, потирая их друг о друга, или крылья, проводя по ним задними лапками, или когда я вижу, как оса или жук чистят ртом усики, я понимаю, что передо мной мыслящее существо. И если вы когда-нибудь видели, как богомол будто на шарнирах поворачивает к вам голову и смотрит вам прямо в глаза, вы, возможно, испытывали жуткое чувство, что на вас смотрит существо, знающее, что вы там, где вы есть.

Я не берусь прямо утверждать, что мухи или вообще все насекомые обладают сознанием. Никто не готов это сделать. Попытка установить наличие сознания у другого существа описана влиятельным австралийским философом Дэвидом Чалмерсом как «сложная проблема» науки о жизни. Но это не повод оставаться невеждой до конца дней. У науки есть инструменты для изучения подобных вопросов, включая анатомию, физиологию, эволюционную биологию, нейробиологию, поведение и генетику. Кроме того, мы способны испытывать сильную эмоцию, называемую эмпатией, которая помогает нам взглянуть на ситуацию с другой точки зрения. Мы видим, как другие существа выражают боль, страх, радость, игривость, гнев и т. д., и соотносим эти эмоции с собственными в аналогичных ситуациях.

Конечно, одно дело смотреть, как собака гоняет мячик и представлять себе, как радуется животное, и совсем другое наделять тем же чувством двух спаривающихся мух. По мере того как мы, следуя по древу эволюции, отдаляемся от людей, наша способность проявлять эмпатию ослабевает.

Одна из причин, по которой нужно с осторожностью приписывать наличие сознания и способности ощущать тем, у кого они могут отсутствовать, заключается в том, что кажущееся разумным поведение может происходить без осознания. Эволюция – мастер решать проблемы. Располагая бесконечным временем и огромным разнообразием природных ресурсов, доступными для экспериментов, эволюция создала организмы, умеющие потрясающим образом приспосабливаться к жизни. Некоторые из способов адаптации предполагают наличие интеллекта, во что сложно поверить.

Вот один из примеров «умной» адаптации двукрылых: предусмотрительная стратегия зимовки мухи, называемой «золотарниковая муха-пестрокрылка» (Eurosta solidaginis). В конце лета взрослая муха откладывает яйцо в стебель золотарника. Под действием химических веществ яйца (или же самой мухи) растительная ткань, окружающая яйцо, образует защитную опухоль вокруг развивающегося насекомого, называемую галлом. Такая стратегия сводится к тому, чтобы заставить растение-хозяина построить хранилище с хорошо укомплектованной кладовой для продуктов. К концу лета вылупившаяся личинка будет питаться разросшимся галлом, достигнув максимального размера. В это время само растение, галл и личинка перестают расти. Перед первыми заморозками личинка мухи поступает на удивление предусмотрительно: она зарывается во внешний слой галла при помощи жевательных органов, затем, непосредственно перед тем, как пробурить поверхность, отступает обратно в центр укрытия, где проводит зиму. Когда приходит весна, взрослая муха, в которую превратилась наша личинка, проползает по заранее подготовленному туннелю, проталкивается сквозь тонкую внешнюю мембрану и улетает навстречу приключениям. Причина, по которой личинка буравит канал от центра галла к поверхности, заключается в том, что, в отличие от нее, у взрослой мухи нет жевательных органов. Прокладывая спасительный путь за несколько месяцев до того, как он понадобится, личинка избегает ситуации, в которой, превратившись во взрослую муху, она будет беспомощной погребена в своем зимнем обиталище[70].

Наверное, правильнее было бы интерпретировать такое поведение слепой личинки мухи как инстинкт, а не интеллект. По крайней мере, мне так подсказывает интуиция.

Но практичные инстинкты личинки мухи-пестрокрылки не отрицают возможности того, что насекомые осознают, что делают. Возможность наличия разума у насекомых вызывает все больше интереса ученых. В статье 2016 года, опубликованной в авторитетном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, австралийский биолог Эндрю Бэррон и философ Колин Кляйн утверждают, что насекомые способны испытывать ощущения, основанные на наличии особенностей мозга, которые структурно и функционально похожи на работу мозга позвоночных. Например, грибовидные тела[71] поддерживают обучение и память, центральное тело обрабатывает пространственную информацию и контролирует движение, а анатомически сложный протоцеребрум соединяет другие области мозга и собирает поступающую сенсорную информацию. Авторы приходят к выводу, что насекомые уже использовали разум для поддержания активного образа жизни в поисках пищи и охоты еще в Кембрийский период, около 500 миллионов лет назад[72].

В этой главе я привожу несколько наиболее убедительных доказательств сознательного восприятия насекомых, в частности у мух, и надеюсь, вы сделаете собственные выводы.

Прежде чем перейти к науке, позвольте мне поделиться личным опытом. Возможно, он заставит вас задуматься, прежде чем сделать вывод о том (как, я подозреваю, делает большинство), что насекомые неспособны к сознательному опыту.

Однажды летом я поехал в гости к приятельнице в загородный дом в Южном Онтарио. Я обратил внимание на небольшую белую керамическую миску, стоявшую на кухонном столе. Ничего необычного в этом нет, подумал я, пока не заглянул внутрь. И там мне открылось весьма любопытное зрелище. В миске было несколько кусочков персика, и выглядели они уже совершенно несъедобными для человека. На них сидели примерно пятьдесят плодовых мушек. Миска была плотно закрыта пищевой пленкой. Большая часть мушек толпились, как гости, потягивающие вино на коктейльной вечеринке. Некоторые небрежно прогуливались по забродившим фруктам, по краям покрытым белыми пятнами плесени. Кто-то сидел или ползал по «стеклянному» потолку, как это обычно делают мухи, бросая вызов гравитации.

Я с изумлением наблюдал странную сцену из жизни. Нет ничего необычного в том, чтобы увидеть на кухне плодовых мушек. Но как, во имя всего святого, они оказались под плотной пластиковой пленкой внутри миски? Может, это хозяйка дома, Селия, подкралась к миске с полиэтиленовой пленкой в руке и быстро ее натянула? Однако мухи так проворны и осторожны, что наверняка все, за исключением разве что пары штук, улетели бы прежде, чем пленка опустилась бы на миску. Или мухи уже были в персиках и «вылупились» из них уже после того, как миску накрыли пленкой? Этого быть не могло, потому что не было характерной шелухи куколок.

Когда Селия вошла на кухню, я спросил ее о миске с персиками, и загадка была разгадана. Это была мухоловка. Конструкция предельно проста: вы кладете кусочки перезрелого персика в миску, закрываете полиэтиленовой пленкой, проделываете примерно дюжину крошечных отверстий в пленке острым кончиком ножа, ждете несколько часов, и вуаля: мухи пойманы.

Что?

Если вы мыслите так же, как я, то вы сейчас пытаетесь представить себе плодовую муху, протискивающуюся через крошечную щель в пищевой пленке. Прежде всего, как они находят отверстия? Большинство людей объяснили бы, что это происходит так же, как когда притягательный зловонный аромат персика просачивается сквозь трещину в стене, а ученые применили бы термин «химический градиент». Чуткие мухи улавливают запах и четко следуют к его источнику. Но как они попадают внутрь? Как маленькая муха протискивается через щель? Об этом я скажу буквально через минуту. Дело в том, что они проникают внутрь, наслаждаются персиком и, насытившись соком, если у них остается время, спариваются и откладывают яйца.

«Это работает как ловушка для омаров, – сказала Селия. – Они попадают внутрь, но выход им найти трудно».

К моему удивлению, на следующее утро мухоловка стояла на том же месте, и персики были покрыты плесенью, что было похоже на последствия оргии мух. Но мух в миске больше не стало. Их стало меньше. Я схватил бинокль (я же орнитолог, поэтому никогда не путешествую без бинокля, а если его перевернуть, он превращается в хорошее увеличительное стекло) и подошел поближе. Увиденное поразило меня. Муха быстро ползла по пленке изнутри, наткнулась на одно из отверстий и вылезла наружу. Крошечное насекомое раздвинуло пленку двумя передними лапками, просунуло голову в щель, затем поработало оставшимися четырьмя лапами и высвободило пухлое, полное персиковой мякоти брюшко. Операция требовала значительной координации и заняла минуту или больше. Выбравшись наружу, муха на мгновение замерла, а затем улетела.

Плодовые мушки нашли отверстия в пищевой пленке, закрывающей миску с фруктами, и готовы выбраться наружу (фото автора)

«Селия, возможно, стоит прямо сейчас избавиться от мух. Ловушка работает неправильно, и часть мух выбралась обратно на кухню», – сказал я.

В эпизоде с мухоловкой меня поразила не столько способность мух находить дорогу к гниющим фруктам, сколько явная целеустремленность и решительность мух, когда они выбирались из ловушки. Несложно представить, почему плодовые мушки попадают в ловушку с персиками, однако непонятно, что заставляет их захотеть покинуть роскошный источник пищи и место для размножения. Можно утверждать, что «загнал» их внутрь инстинкт, но инстинкт ли «выгнал» их оттуда? Я изо всех сил пытался сопоставить то, что только что видел, с общепринятым предположением, что мухи – не более чем роботы-автоматы, не имеющие сознания и не накапливающие опыт.

Я сижу в оживленном кафе, вспоминая мухоловку Селии, я наблюдаю, как метис пуделя обнюхивает пол вокруг, находит упавшие крошки под мягкими стульями, и думаю о том, насколько острее может быть обоняние у другого существа, чем у меня.

Есть и другие варианты сделать простую мухоловку, как у Селии. В коротком видеоролике профессор энтомологии Корнеллского университета Брайан Лаззаро[73] объясняет, что можно поставить воронку на банку с вином или перезрелыми фруктами. По ней мухи заберутся внутрь, но не смогут выбраться. Интересно, не станет ли подобное устройство со временем менее эффективным?

Марла Соколовски, профессор генетики и нейробиологии Университета Торонто и моя бывшая преподавательница, рассказала мне, как однажды зашла в продуктовый магазин, где было много мух. Она посоветовала менеджеру ловить их методом Лаззаро, то есть при помощи воронки на полупустой бутылке с пивом (или дрожжами и водой).

Дочь Марлы, тогда еще подросток, закатила глаза от смущения, что ее мать разговаривает с незнакомыми людьми о мухах. Через две недели они снова зашли в этот магазин, там было заметно меньше мух и благодарный менеджер. Эти ловушки демонстрируют возможности человеческой изобретательности, использующей находчивость плодовых мушек.

Когда речь заходит об умственных способностях, мы, как правило, ставим позвоночных животных выше тех, у кого нет позвоночника. Мы склонны считать, что беспозвоночным вообще не свойственна психическая жизнь. Однако наука развеивает эти предубеждения, и некогда четкая грань в этом вопросе между позвоночными и беспозвоночными становится менее определенной.

Например, доказательства наличия сознания у осьминогов и родственных им моллюсков довольно безукоризненны. Если вы сомневаетесь, рекомендую вам прочитать книгу Сай Монтгомери «Душа осьминога» или Питера Годфри-Смита Other Minds («Чужой разум»). У осьминогов и их близких родственников, кальмаров, каракатиц и наутилусов (то есть, в совокупности, головоногих моллюсков), самая сложная нервная система среди беспозвоночных. Осьминоги демонстрируют игровое поведение, способности решать задачи, проявлять эмоции и обладают уникальными особенностями личности. Они могут развязывать узлы, открывать банки и забираться в контейнеры, закрытые с помощью приспособлений для защиты от детей. Они могут учиться, наблюдая за другими, и известны как мастера побега. Некоторые эксперты считают, что осьминоги были первыми существами на Земле, у которых развилось сознание. И то, насколько они далеки с точки зрения эволюции от позвоночных, указывает на то, что сознание эволюционировало на нашей планете по крайней мере дважды.

По мере того как мы подходим по древу жизни ближе к насекомым, появляются данные, свидетельствующие о том, что сознание могло эволюционировать на планете по меньшей мере три раза. Например, разумное поведение демонстрируют пауки. Примечательным примером служит поведение, свойственное паукам-скакунам во время охоты[74]. В 1990-х годах обнаружили, что пауки-скакуны рода Portia отступают от добычи в поисках более стратегического подхода и идут в обход так, чтобы жертва не обнаружила их.

Эти пауки прячутся от добычи за предметами, тем самым показывая, что осознают «постоянство предмета». Более недавнее исследование[75], проведенное той же исследовательской группой, показало, что 16 видов пауков-скакунов (в том числе 10 из родов, отличных от Portia) решили аналогичную проблему во время охоты, где им требовалось запомнить местоположение пищи и не пользоваться путем, ведущим не к источнику пищи.

А как насчет когнитивных способностей у ближайших членистоногих родственников пауков, насекомых? Есть несколько убедительных доказательств на примере общественных насекомых, хотя и не только. Ученые крупным планом сфотографировали бумажных ос и предположили, что эти колониальные насекомые узнают друг друга по характерным лицам. В экспериментах, где за выбор незнакомого лица (измененного цифровым способом, путем перестановки или удаления частей, например усиков) насекомое наказывали, а за выбор знакомого – нет, осы выбирали знакомые лица[76].

Мне нравится идея, что оса узнает сородичей в лицо. Возможно, они даже приветствуют друг друга с помощью усиков. Но мое любимое исследование касательно сознания у насекомых было проведено на муравьях. В 2015 году Мари-Клэр и Роджер Каммартс из Брюссельского свободного университета опубликовали первое доказательство способности беспозвоночных узнавать себя в зеркале. Результаты «зеркального теста» (MSR) были впервые опубликованы в 1970 году. Шимпанзе дали наркоз, а затем пометили лоб, чтобы метка была видна животному только в отражении. Когда перед шимпанзе поставили зеркало, животное осматривало метку, прикасалось к ней и пыталось стереть ее. Подобное поведение указывает на то, что шимпанзе осознавало, что перед ним было собственное отражение, а не другое животное[77]. Результат этого эксперимента стал эталонным показателем наличия самосознания. Изначально тест MSR прошли только человекообразные обезьяны, слоны, дельфины и сороки. (В 2018 году в этот список вошла рыба губанчик.) Через 45 лет после эксперимента с шимпанзе его повторили с муравьями.

Каммартсы изучили три вида муравьев рода Myrmica и обнаружили, что те вели себя по-разному, когда видели свое отражение в зеркале, не так, как когда видели других муравьев за стеклом. Оказываясь перед зеркалом, они вели себя как настоящие светские дамы, осматривающие себя перед выходом в свет. Они быстро двигали головой и усиками вправо и влево, касались зеркала, отходили от него и останавливались, а иногда даже чистили лапки и усики. Кроме того, они тоже пытались стереть синюю метку, расположенную на передней части головы, которую не замечали, если не видели своего отражения или если синяя метка была нанесена на затылок. Коричневые точки, сливающиеся по цвету с телом муравьев, они тоже игнорировали[78]. Осознавая, что исследование может наделать немало шума в научном сообществе, Каммартсы отметили, что результаты их исследования не обязательно подразумевают наличие самосознания у муравьев.

Разве не удивительно, с какой готовностью мы признаем самосознание у млекопитающих, но пытаемся найти альтернативные объяснения его наличия у насекомого, потому что это противоречит нашим предвзятым ожиданиям? В ранее написанной книге «О чем знает рыба»[79] я привел множество научных исследований, опровергающих распространенное предубеждение, согласно которому рыбы стоят ниже других позвоночных, особенно млекопитающих и птиц. С насекомыми это сделать сложнее, однако в этом случае я не говорю о равенстве, но есть некая повторяющаяся закономерность: если внимательнее присматриваться к животным, они преподносят все новые сюрпризы. Это напоминает мне о знаменитой фразе кенийского антрополога Луиса Лики, сказанной, когда его одаренная ученица Джейн Гудолл сообщила ему о том, что шимпанзе пользуется инструментами: «Теперь мы должны дать иное определение понятиям “инструмент” и “человек” или же счесть шимпанзе людьми»[80]. Сейчас уже известно, на что способны некоторые насекомые, и это заставляет нас сильно усомниться в нынешних культурных предубеждениях против них.

Муравьи, как и другие насекомые, тоже пользуются инструментами. Муравьи рода Aphaenogaster используют кусочки листьев, дерева или грязи в качестве впитывающих губок. Держа такую губку мандибулами, муравей опускает ее в источник питательной жидкости (например, мякоть плода или биологические жидкости добычи), а затем относит в гнездо. Таким способом муравей транспортирует в десять раз больше жидкости, чем мог бы унести без губки[81]. Американские муравьи из засушливых пустынных регионов[82] окружают колонии конкурирующих муравьев, а затем сбрасывают мелкие камешки и другой мусор во входные отверстия, благодаря чему у мародеров появляется больше времени беспрепятственно добывать пищу. Муравьи-листорезы используют листья для выращивания грибов. И это считается не только использованием инструментов, но и способностью вести сельское хозяйство[83]. Осы-пескорои в качестве инструментов для утрамбовки почвы выбрали плоские камешки[84]. Так они маскируют вход в норы, где закопали парализованную добычу, чтобы обеспечить пищу личинке, когда она вылупится из яйца. Один из видов клопов-хищнецов – насекомых с похожими на клюв сосущими ротовыми частями – применяет шелуху высосанного сухого термита в качестве приманки для других термитов. Убийца покачивает мертвым животным снаружи входа в термитник, затем хватает термита, который приходит, чтобы затащить своего товарища в гнездо. Если клоп хватает новую жертву, он немедленно отбрасывает предыдущую, и процесс повторяется. Один клоп поймал таким образом и съел 31 термита, после чего ушел, ковыляя, с очень раздутым брюхом[85].

Раньше бытовало научное мнение, что это неосознанная, инстинктивная механическая работа, лишенная сознательного опыта. Но есть причины не торопиться с подобными выводами. Более тщательное исследование использования инструментов муравьями рода Aphaenogaster, проведенное в 2017 году, показало гибкость, с которой муравьи подходят к выбору инструментов для транспортировки жидкостей. Муравьи научились выбирать превосходные искусственные инструменты (губки) для этой цели[86], и иногда модифицировали их, разрывая губки на более мелкие кусочки, повышая полезность приспособления.

Самые серьезные возражения против представлений о том, что насекомые не могут мыслить, возникли благодаря медоносным пчелам. Их много исследовали с тех пор, как в середине XX века Нобелевский лауреат австрийский биолог Карл фон Фриш открыл ныне знаменитый язык «виляющего танца». И это помимо их удивительной способности с помощью мультисенсорной символической коммуникации делиться местоположением удаленных источников пищи, так что список умственных навыков пчел впечатляет. Они умеют распознавать человеческие лица[87]; различают понятия «одинаковые» и «разные»[88] и могут переносить эти понятия в различные как визуальные режимы (различные цвета), так и сенсорные (различные запахи). Кроме того, пчелы, похоже, понимают концепцию нуля[89]: когда их обучали (применяя сладкое вознаграждение) садиться на изображения с меньшим количеством точек или символов (вознаграждали за выбор, скажем, 3 точек, а не 5), они, как правило, предпочитали пустое изображение (ноль) изображению с одной точкой.

Также медоносные пчелы обладают метапознанием, то есть осознают собственные знания. Когда их приучали летать к целям в зависимости от размера, формы и цвета, пчелы с большей вероятностью отказывались от сложных задач, когда за осечку их наказывали, давая им что-то горькое на вкус. «Это говорит о том, что пчелы проходили тест только тогда, когда были уверены в его правильности», – сказал доктор Эндрю Баррон, биолог из Университета Маккуори и соавтор исследования[90].

Большая часть исследований организации жизни мух касалась плодовых мушек. И совсем не потому, что плодовые мушки особенно смышлены, просто это самые изученные животные на Земле. Преимущества плодовых мушек в том, что их легко и дешево разводить и содержать в неволе, а также в том, что они живут всего две недели и, следовательно, их удобно использовать в генетических исследованиях, в чем мы убедимся в девятой главе. Еще раз скажу, что следует быть осторожным, предполагая, что умственные достижения одного вида мух характерны для других. Однако способности плодовых мушек тем не менее указывают на то, что другим мухам тоже свойственно.

Мозг человека и мозг мухи сильно различаются по размеру: 100 млрд нейронов по сравнению с 135 000 у плодовой мушки, при этом существуют и некоторые организационные сходства. Например, мозг мухи, как и наш, в значительной степени разделен по средней линии, а молекулы и процессы, управляющие мозгом мухи и человека, похожи. Как и у людей, возбуждение ЦНС у мух контролируют дофамин и серотонин[91]. Как и у нас, мозг мухи отвечает за пространственное представление, что крайне важно для летающего животного[92]. У плодовой мушки эту способность определяет область мозга, называемая центральным телом, функциональный эквивалент которого в мозге млекопитающих – верхнее двухолмие[93].

Мы уже убедились, что плодовые мушки – находчивые существа, справляющиеся с решением сложных задач, даже когда надо выбраться из ловушки через крошечное отверстие в пленке. На что еще способен их мозг? Плодовых мушек можно легко обучить связывать запах с электрическим током: они демонстрируют краткосрочную, среднесрочную и долгосрочную память подобного опыта, когда позже их тестируют на восприятие неприятного или другого запаха в сочетании с отсутствием удара током. Эти воспоминания сохраняются и после того, как муха просыпается от общей анестезии, и когда новые нервные клетки заменяют старые[94]. Кроме того, плодовые мушки умеют концентрировать внимание, демонстрируя ожидание повторяющегося визуального стимула (черный символ, нарисованный на внутренней стороне вращающегося барабана, внутри которого летает привязанная муха), снижение интереса, когда стимул монотонно повторяется, и возобновление внимания, когда он меняется (например, первоначальный символ заменяется новым). Другой признак внимания[95] – склонность мух подавлять и игнорировать конкурирующие стимулы; муха с меньшей вероятностью заметит, скажем, другую муху поблизости, пока она зациклена на новом символе в барабане.

А еще мухи спят. Когда ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе однажды утром заглянули в свою колонию плодовых мух в лаборатории, им показалось, что все насекомые погибли. Но, когда исследователи постучали по стеклу, мухи постепенно проснулись[96]. Они просто спали. Биолог-эволюционист Бруно ван Свиндерен из Университета Квинсленда записал мозговую активность плодовых мушек и их реакцию на механические раздражители и обнаружил, что, как и у нас с вами, у мух существуют более легкие и глубокие стадии сна. Их потребность во сне возрастает, если они мало спят[97]; если мозг мух перегружен в течение дня тем, что их обучают, ночью им требуется более глубокий сон.

Бодрствующие мушки демонстрируют способность принимать рациональные решения. Наблюдая за спариваниями 2700 плодовых мух, исследователи из Университета Британской Колумбии обнаружили, что самцы очень умело выбирали самок, способных произвести наибольшее количество потомства. Причем они умудрялись выбрать из десяти потенциальных самок. Анализ большого набора данных показывает[98], что мухи используют транзитивную рациональность; то есть если A больше, чем B, а B больше, чем C, они знают, что A больше, чем C.

Мозг проявляет повышенную нервную активность, когда животное каким-то образом занято. Если мухи обладают сознанием, увидим ли мы эту активность мозга? Чтобы изучить это, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего провели операцию на голове самцов плодовых мушек[99]. Они под анестезией удалили крошечный кусочек верхней части панциря мухи и приклеили крошечную прозрачную панель. Затем, дав мушкам день на восстановление, ученые привязали их к тонким ниточкам и с помощью лазера и установки с тремя камерами, вращающейся вместе с мухами, смогли отследить электрическую активность мозга во время ухаживания. В то время как привязанные мушки не стали (не смогли бы?) ухаживать за самками, непривязанные это делали. Мозг первых оставался почти полностью темным, в то время как мозг вторых светился красным, желтым, синим и белым[100]. Это исследование не позволяет нам достоверно понять, что именно испытывает муха, но оно показывает, что активный мозг мухи работает скоординированно. На мой взгляд, это скорее похоже на сознание.

Я совсем не хочу сказать, что ухаживания и выбор свойственны только самцам плодовых мушек. Другое исследование выбора партнера продемонстрировало способность обучения у самок посредством наблюдения. Когда самки мух наблюдали за искусственно окрашенными самцами, пытающимися спариться с другой самкой, они выбирали самцов в соответствии с их успехами или неудачами. Например, если зеленый самец успешно спарился с самкой, а розовый не смог (исследователи знали, что он невосприимчив), то, когда позже наблюдающей самке представили зеленого и розового самца, она в качестве партнера выбрала зеленого. Когда цвета поменяли, самка отдала предпочтение розовому. Самки, не наблюдавшие непосредственно за результатами спаривания окрашенных самцов, не проявляли такой дискриминации[101]. В другом эксперименте самки поддались влиянию других самок из колонии, выбрав самцов в плохом физическом состоянии вместо более здоровых собратьев, поскольку увидели, что самки, показанные им в качестве образца, выбирали именно таких[102]. Такие результаты говорят о том, что на плодовых мушек в большей степени влияют социальные факторы, чем собственные суждения. Подобное «копирование выбора партнера», при котором воспринимаемая привлекательность партнеров зависит от мнения других, широко распространено в животном мире, в том числе и у женщин. «Я возьму то же, что и она!»[103]

Часто по уважительной причине ученые склонны избегать антропоморфизма, или приписывания человеческих качеств животным. Тем не менее американский этолог Дональд Гриффин (1915–2003) в книгах о жизни животных пишет принципиально новые вещи, призывая нас проявлять осторожность при проведении антропоцентрических сравнений между людьми и насекомыми. «Откуда мы можем знать о необходимом размере [мозга] для сознательного мышления?» – спрашивает Гриффин в книге «Вопрос о сознании животных» (The Question of Animal Awareness), опубликованной в 1981 году[104]. Нейронов у мухи может быть ничтожно мало по сравнению с человеческим мозгом, но 100 000 или более все-таки довольно большое количество, есть с чем работать. При этом 100 000 нейронов имеют гораздо больше потенциальных связей друг с другом, чем есть песчинок на Земле. Мы уже убедились, что животные способны делать поистине удивительные вещи. Более того, даже если у насекомых и позвоночных нет общего мыслящего предка, такой полезный атрибут, как сознание, может эволюционировать более одного раза. Если это возможно для осьминога, то чем насекомые хуже?

Если мухи обладают сознанием, могут ли они испытывать боль?

Тема боли имеет особое значение: во-первых, это неприятно, во-вторых, животное, испытывающее боль, всеми силами пытается избавиться от нее. Именно эти качества делают проблему боли столь весомой: если у существа что-то болит, значит, оно страдает. Однако стоит быть аккуратными и отличать боль как ощущаемое переживание от ноцицепции (от лат. nocere – вредить), которая относится к чисто механической реакции на неприятный раздражитель без каких-либо негативных ощущений. Без сознания даже самый сложный в нейрологическом отношении организм не испытывает никаких чувств, никакой боли, никаких страданий, и здесь мы должны быть благодарны открытию общей анестезии.

Мнения о том, чувствуют ли насекомые боль, расходятся. В 1984 году австралийские ученые пришли к выводу, что имеющиеся данные не подтверждают наличие этой способности у насекомых, по крайней мере, в том виде, в каком она свойственна людям. Тем не менее они рекомендовали, в качестве желаемой практики, обезболивать насекомых[105], чтобы защитить их от возможной боли и проявить уважительное отношение к живым организмам, «физиология которых, хотя и отличается от нашей и, возможно, проще, чем наша, но до конца не понята». Выдающийся специалист по физиологии насекомых Винсент Вигглсворт полагал[106], что насекомые испытывают висцеральную боль, а также боль, вызванную высокой температурой и электрическим током, в то время как повреждение панциря, похоже, боли не вызывает. Насекомые не хромают на поврежденные конечности[107] (разве только когда конечность полностью или частично отсутствует, что выражается в механической «хромоте»), они не защищают поврежденную ногу так, как это делает осьминог, когда оберегает поврежденное щупальце. Другой британский биолог, Мэриан Докинз, в 1980 году написала доскональный критический обзор физиологических и поведенческих методологий и пришла к выводу, что насекомые обладают некоторой способностью испытывать боль. С точки зрения эволюции осознание боли – чрезвычайно адаптивный механизм, поэтому неразумно предполагать, что оно присуще только позвоночным. Докинз считает: «Способность испытывать боль можно ожидать от организмов, чье выживание зависит от переживания боли. Для них оно становится либо частью механизма спасения, либо основой способности учиться на прошлом опыте»[108]. Насекомым нужно уметь спасаться бегством, и, как мы уже убедились, они способны научиться.

Как ученые изучают боль у насекомых? Вот как устроена современная лабораторная установка, где с помощью болевых стимулов изучают данное свойство плодовых мушек. Муху подвешивают за грудную клетку – обычно с помощью крошечного кусочка теплого воска или клея – в середине круглой арены, подобной той, что использовалась ранее в исследованиях внимания, на стенах которой представляют различные визуальные стимулы. Сопоставляя определенный стимул – скажем, две вертикальные полосы – с вызывающим неприятное ощущение результатом (в данном случае лучом неприятного тепла), муха вскоре учится избегать полос, улетая от них. Установка сконструирована таким образом[109], что источник тепла отключается, стоит мухе просто отлететь от полосок. Таким образом, муха контролирует происходящее. В другом эксперименте, называемом тепловой коробкой, плодовая муха должна научиться не залетать в ту половину маленькой темной камеры, которая нагревается каждый раз, когда там оказывается муха. Когда она выходит из карательной половины, температура в камере возвращается в норму. Вскоре мухи учатся держаться в безопасной половине, при этом они продолжают помнить об этом, даже если муху вынуть из камеры, а затем снова протестировать два часа спустя[110].

Как насекомые реагируют на обезболивающие препараты? Под действием обезболивающего опиоидного препарата морфина богомолы, сверчки и медоносные пчелы демонстрируют более низкие защитные реакции на неприятные раздражители, и сила реакции пропорциональна дозе морфина[111]. Обезболивающий эффект может быть заблокирован налоксоном, препаратом, который снижает действие морфина у позвоночных. Эти исследования показывают, что насекомые обладают общей чувствительностью к опиоидам, аналогичной чувствительности позвоночных.

Уже несколько десятилетий известно[112], что крысы, страдающие артритом, и хромые цыплята предпочитают пить воду с добавлением анальгетиков, в то время как здоровые животные предпочитают чистую воду, но только в 2017 году исследователи решили посмотреть, будут ли больные насекомые самостоятельно принимать обезболивающий препарат. Трое ученых из Университета Квинсленда дали раненым ради эксперимента пчелам возможность пить воду с сахарозой с добавлением морфина или без него. Пчелам либо непрерывно защемляли лапку зажимом, либо ампутировали один дистальный сегмент лапки. Результаты не впечатлили: ни в одной из групп пчелы не проявляли желания пить воду с морфином, при этом пчелы с ампутированным сегментом выпивали в два раза больше обоих растворов, чем здоровые контрольные. Ученые сделали предварительный вывод[113] о том, что, хотя исследование и не дало никаких доказательств эффективности морфина для снижения возможной боли у пчел, пчелы способны увеличить потребление питательных веществ в ответ на возросшие энергетические потребности для заживления раны.

Плодовые мушки избегают и других источников боли. Если их научить, что после определенного химического запаха их подвергнут удару электрическим током, то вскоре они станут избегать этого запаха. Когда ученые изменили порядок раздражителей[114] и шок предшествовал запаху, мухи летели на запах, очевидно, связывая его с облегчением боли после шока. При этом плодовые мушки демонстрируют и условные рефлексы второго порядка: обученные избегать запаха в сочетании с электрическим током, они учатся избегать и другого запаха в сочетании только с первым запахом[115].

Личинки мух также могут быть чувствительными к боли. Марла Соколовски обнаружила, что личинки плодовой мухи реагируют на нападения наездников, пытающихся ввести им яйцо при помощи острого яйцеклада: они сворачиваются калачиком и как бы перекатываются из стороны в сторону. То, что они аналогично реагируют на нагретый зонд[116], показывает, что это поведение характерно по крайней мере для двух разных типов боли: механического (прокалывание иглой яйцеклада наездника) и теплового.

Очевидно, в вопросе о том, чувствуют ли насекомые боль или нет, предстоит узнать еще многое. Имеющиеся на сегодня данные указывают, что насекомые обладают разумом, но расположение болевых центров и проявление боли могут отличаться от наших. Переживание боли или его отсутствие может зависеть не только от физического события, но и от ситуации. С моей точки зрения, утонуть – это ужасно, однако это часть жизненного успеха любой подёнки, или мухи-однодневки, чьи яйца и личинки развиваются только в озере или пруду. Так могу ли я приписать подёнке боль и страдания, которые мы ассоциируем с утоплением? Возможно, погибнуть в воде на самом деле приятно (или неплохо?) для подёнки, переживающей муки размножения.

Если животное способно испытывать боль, оно, вероятно, испытывает и удовольствие. Мы и здесь располагаем интригующими данными о том, что общего между насекомыми и позвоночными в том, как они получают удовольствие. Различные области мозга насекомых связаны и представляют собой взаимодействующие цепи, обладающие чувствительностью к октопамину и дофамину, соединениям, отвечающих у позвоночных за приятные (а в некоторых случаях и неприятные) ощущения.

Есть, собственно, поведение. Все знания о реакции насекомых на вознаграждение получены в ходе исследований медоносных пчел и плодовых мух. С пчелами типичный метод заключается в том, чтобы посмотреть, высовывает ли пчела язык в сторону стимула, связанного с вознаграждением в виде сахара. С мухами обычно применяется Т-образный лабиринт, где на концах расположены источники разных запахов, один из которых связан со сладкой наградой. Сенсорная система, которую задействуют пчелы, – это вкус[117], а мухи – обоняние. И здесь снова находятся удивительные параллели между мозгом насекомых и позвоночных.

Изучать чувства насекомых[118] сложнее по сравнению с млекопитающими, поскольку наблюдаешь неподвижные, лишенные выражения головные капсулы. Но это не серьезное препятствие. Один из признаков наличия переживания – степень реакции. Например, голодные плодовые мушки лучше, чем сытые, выполняют учебную задачу, за которую их награждают едой. Предположительно, это происходит потому, что они в большей степени хотят получить награду. Это наводит на мысль о мотивации[119].

Мотивационный эффект голода также влияет на реакцию мухи на страх. Когда плодовым мушкам с разной степенью насыщения и голода давали пищу, а затем подвергали визуальной «угрозе» в виде тени, проходившей над головой (тень создавали с помощью вращающейся лопасти между источником света и мухами), мухи демонстрировали защитное поведение, включая бег, прыжки или замирание на месте. То, как быстро и как часто мухи делали что-то из перечисленного, а также сколько времени требовалось рассеянным мухам, чтобы вернуться к еде, показало, насколько важна точность масштабируемости: виды защитного поведения и время возврата увеличивались с количеством и частотой теней. Похоже, тени действительно пугали мух, и мухи становились осторожнее. В соответствии с эмоциональной реакцией на еду, более голодных мух (голодавших в течение дня) было труднее отпугнуть. Наконец, когда мухи попадают в стрессовую ситуацию, из которой не могут выбраться[120], они проявляют реакцию «выученной беспомощности», хорошо известную из исследований на грызунах, – и сдаются. Авторы этого исследования – группа американских ученых во главе с Уильямом Гибсоном из Калифорнийского технологического института[121] – не спешат называть переживания плодовых мушек эмоциями, взамен применяя термин «примитивные эмоции», аналогичные страху.

Учитывая дерзость хищнических и паразитических привычек некоторых мух, стоит задаться вопросом, всегда ли способность чувствовать страх адаптивна. Это может зависеть от типа мухи и ситуации. Рассмотрим самку комара, чья миссия состоит в том, чтобы приблизиться к млекопитающему, вонзить в него хоботок и выпить кровь из большого, разумного, бдительного животного, хлопающего по себе хвостом или руками. Возможно, это самая опасная задача в природе. Если бы комары слишком сильно боялись того, что их прибьют, они бы массово умирали с голоду. Но некоторый страх и осторожность могут сослужить им хорошую службу. Они стремятся застать свою жертву врасплох, а мы стандартно пытаемся осторожно подкрадываться к комарам и слепням.

Можно предположить, что животные, способные ухаживать за противоположным полом, учиться и испытывать страх, проявят индивидуальность. Индивидуальные различия личности так же важны для эволюции, как виноград для вина. В конце концов, как бы действовал естественный отбор, если бы выбирать было не из чего? Тем не менее нельзя ожидать, что мы увидим тонкие черты личности у относительно простых животных или у растений. Идея о том, что у амебы или ленточного червя может быть личность, кажется притянутой за уши, но мухи физически и бихевиорально более сложны.

Чтобы проверить наличие личности у плодовых мушек[122], исследовательская группа из Института Роуленда при Гарвардском университете разработала автоматическое устройство под названием FlyVac, измеряющее фототаксис, одновременную реакцию нескольких отдельных мух при движении на свет или от него. Несмотря на то что выбор конкретной мухи (свет или темнота) в одном испытании не давал полного представления о ее выборе в последующих, в ходе 40 последовательных экспериментов, проведенных с каждой мухой, выявились своеобразные модели выбора света или темноты. К удивлению ученых, личные предпочтения отличались у разных особей в пределах ряда генетических штаммов, включая практически идентичные штаммы мух (полученные путем инбридинга), выращенные в идентичных условиях. В ходе исследования обнаружили, что фототаксис у плодовых мушек не имеет генетической основы и сохраняется в течение всей взрослой жизни мухи (около четырех недель). Как бы в подтверждение этого мухи, полученные в результате инбридинга, проявляли более высокую изменчивость, чем более генетически изменчивые штаммы. В исследовании использовали 17 600 мух, что и послужило стимулом к созданию автоматизированного устройства. Нельзя позавидовать ученым, работавшим с FlyVac и использовавшим «удары», чтобы загнать муху обратно в стартовую трубу Т-образного лабиринта (перед началом нового испытания), где снижающая травматический эффект «вакуумная ловушка» ловит муху на «воздушной подушке». (Я не знаю о вас ничего, но я бы с подозрением отнесся к идее, что мне нужно войти в устройство, оснащенное «снижающей травматический эффект вакуумной ловушкой».) Удивительно, что мухи вообще двигались вперед, хотя да, делали это все с меньшей охотой по мере продолжения испытаний.

Если мухи проявляют индивидуальность в своем влечении или отвращении к свету, могут ли они проявлять ее в ответ, скажем, на запахи или ориентиры на местности? Это еще никто не проверял, однако, учитывая исследования на FlyVac, можно сделать вывод, что личностные черты у животных заложены довольно глубоко. Авторы исследования отмечают[123], что «наблюдали это явление даже у насекомых, пойманных в дикой природе, например у долгоносиков, обитающих на белом клевере, что убедительно свидетельствует о том, что поведенческие особенности [личность?] свойственны всем».

Может показаться, что интерпретировать индивидуальные различия в стремлении к свету как нечто родственное личности – значит выдавать желаемое за действительное. Я тоже так думаю. Мне кажется, что личность предполагает совокупность индивидуальных различий в разных, но связанных ситуациях. Однако по мере роста интереса к описанию личностных черт у разных животных насекомые все больше удивляют. И это случается уже не в первый раз.

Каковы же последствия того факта, что насекомые разумны? На протяжении всей истории мы недопонимаем и недооцениваем животных. С тех пор как Аристотель в IV веке до н. э. провозгласил о том, что, скорее всего, уже было широко распространенным предположением – что люди выше других созданий, – мы относимся к себе с большим уважением, чем ко всем остальным творениям (хотя и уступаем Богу и ангелам). Это тщеславное отношение усилилось в XVII веке, когда влиятельный французский философ Рене Декарт рассуждал, что животные, кроме людей, предположительно лишены способности мыслить, чувствовать, и у них нет души, то есть они, по его мнению, представлялись не более чем сложными машинами, и, следовательно, не имели права на то, чтобы о них переживали.

Еще два столетия спустя в истории произошел значительный поворот. Благодаря вкладу Чарльза Дарвина мы по-другому стали понимать эволюцию и увидели общее биологическое родство животных и людей. Дарвин развенчал картезианское разделение и подготовил почву для поисков новой информации и более просвещенных времен. Однако прошло еще почти 100 лет, прежде чем внутренняя жизнь животных заинтересовала науку. Сегодня у нас есть все возможности для изучения разума и эмоций животных, включая теперь и внутреннюю жизнь насекомых тоже.

Еще неизвестно, как будет меняться наше мнение о насекомых в будущем. Чем больше я думаю о том, как животные воспринимают свою жизнь, особенно животные, лишь отдаленно связанные с моим видом, такие как осьминоги и насекомые, тем больше чувствую, что нам не следует считать человека образцом для построения суждений о них. Богатое разнообразие форм жизни на Земле показывает нам, что эволюция может идти разными путями. То, что причиняет боль одному существу, может не быть таковым для другого, и наоборот. Но мы могли бы дать им презумпцию невиновности на случай, когда возможны разумные сомнения. Философы называют это принципом предосторожности.

Лучше всего нас рассудит здравый смысл. Как-то раз я читал книгу на открытой веранде кафе в Южной Флориде и заметил крошечное насекомое, которое проползло по краю страницы. Оно было слишком мало, чтобы я смог определить, кто это, но, поскольку оно тащило какую-то кладь, я предположил, что это муравей. Я не смог заставить его переползти на лист, зато он с готовностью сел на мой палец. Когда я переложил его на тарелку, часть поклажи отвалилась. Если бы этим крошечным существом двигал только инстинкт, то, как мне кажется, оно продолжило свой путь в соответствии с алгоритмом «у меня есть груз, который нужно доставить». Вместо этого крошечное создание подошло к упавшему кусочку багажа, взвалило его себе на спину и продолжило путь. Я не знаю, как вы, но мне трудно представить подобное гибкое поведение, исходящее от существа без малейших признаков сознания.