Путешествие к муравьям

О любви к муравьям

В 1960–1970-е годы изучение муравьёв ускорилось, что было вызвано общей революцией в биологии. За короткое время энтомологи обнаружили, что члены колонии большую часть времени общаются посредством вкуса и запаха химических веществ, выделяемых специальными железами по всему телу. Они сформулировали идею о том, что альтруизм развивается благодаря родственному отбору – дарвиновскому преимуществу, полученному благодаря самоотверженной заботе о братьях и сёстрах, имеющих одни и те же альтруистические гены. Таким образом эти гены передаются будущим поколениям. Также учёные установили, что отличительная черта муравьиных обществ – система каст (королевы, солдаты, рабочие) – определяется питанием и другими факторами окружающей среды, а не генами.

Осенью 1969 года, в разгар интереснейшего для исследователей периода и в самом начале своего пребывания в Гарвардском университете на посту приглашённого профессора, Берт Хёлльдоблер постучал в дверь кабинета Эдварда Уилсона. Хотя тогда мы не воспринимали себя таким образом, мы встретились как представители двух научных дисциплин, родившихся из разных национальных научных культур, синтез которых вскоре привёл к лучшему пониманию устройства общин муравьёв и других сложных сообществ животных. Одной из дисциплин была этология – изучение поведения в естественных условиях. Эта ветвь поведенческой биологии, появившаяся и развившаяся в Европе в 1940–1950-х годах, резко отличалась от традиционной американской психологии тем, что подчёркивала важность инстинктов. Также она показывала, как именно поведение приспосабливает животных к особенностям среды, от которых зависит выживание вида. Она указывала, каких врагов следует избегать, на кого охотиться, где лучше всего строить гнёзда, где, с кем и как спариваться – и так далее, на каждом этапе запутанного жизненного цикла. Прежде всего этологи были (а многие и остаются) натуралистами старой школы – с грязными ботинками, водонепроницаемыми блокнотами и пропитанными потом ремнями биноклей, натирающими шею. Но ещё они были современными биологами, которые прибегали к экспериментам для анализа элементов инстинктивного поведения. Комбинируя эти два подхода для увеличения их научности, этологи обнаружили «сигнальные раздражители» – относительно простые сигналы, которые запускают стереотипное поведение у животных и управляют им. Например, красный живот у самцов колюшки (в действительности – очень небольшого размера: для животных это всего лишь небольшое красное пятнышко) провоцирует полноценное проявление территориальной агрессии у самца-соперника. Самцы запрограммированы реагировать на цветовое пятно, а не на рыбу целиком; во всяком случае, не на то, что нам, людям, кажется целой рыбой.

Современная биология знает много примеров сигнальных раздражителей. Запах молочной кислоты направляет жёлтолихорадочного комара к его жертве; всполох, преломившийся от отражающих ультрафиолетовое излучение крыльев, помогает самке бабочки-желтушки опознать самца; капля глутатиона в воде заставляет гидру вытягивать свои щупальца в направлении предполагаемой добычи; и так далее. Подобных сигналов много в обширном спектре поведения животных, которое этологи теперь хорошо понимают. Они выяснили, что животные выживают, быстро и точно реагируя на мгновенно меняющуюся обстановку, и поэтому полагаются на простое стимулирование сенсорного аппарата. Однако, в отличие от самих раздражителей, ответы на них часто бывают сложными и должны выполняться единственно верным образом. Животным редко выпадает второй шанс. И поскольку весь этот набор команд им приходится выполнять практически моментально, в его основе должен лежать генетически обусловленный автоматизм. Короче говоря, нервная система животных должна быть в значительной степени запрограммирована. Этологи утверждают, что если поведение наследственное, а конкретная форма характерна для каждого вида, то его можно изучать поэлементно, используя проверенные временем методы экспериментальной биологии, как если бы это было частью анатомического или физиологического процесса.

К 1969 году идея о том, что поведение можно разбить на неделимые блоки, взбудоражила целое поколение поведенческих биологов, к которому принадлежали и мы. Для нас этот эффект усиливался ещё и тем, что одним из основателей этологии был великий австрийский зоолог, профессор Мюнхенского университета, интересы которого были схожи с нашими. Карл фон Фриш был и остаётся одним из самых известных биологов, главной заслугой которого является объяснение танца пчёл – сложных движений, с помощью которых пчёлы информируют других обитателей улья о местонахождении пищи и расстоянии до неё. Танец пчёл до сих пор остаётся наиболее близким к символическому языку типом поведения, известным в животном мире. В целом фон Фриша ценили за изобретательность и элегантность его многочисленных экспериментов над чувствами и поведением животных. В 1973 году он разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине со своими коллегами – австрийцем Конрадом Лоренцем, бывшим директором Института поведенческой физиологии Общества Макса Планка в Германии, и Николасом Тинбергеном из Нидерландов, профессором Оксфордского университета, – за роль, которую все трое сыграли в развитии этологии.

Второй значимый подход, ведущий к новому пониманию сообществ животных, имел в основном американское и британское происхождение, причём его методы решительно отличались от принятых в этологии. Это была популяционная биология – изучение свойств целых популяций организмов, их роста как единого целого, распространения по ландшафту и неизбежного исчезновения. Эта дисциплина опирается как на математические модели, так и на полевые и лабораторные исследования живых организмов. Как и демография, она определяет судьбу популяции, отслеживая рождение, смерть и движение отдельных организмов для определения общих тенденций. Другие важные переменные – пол, возраст и генетический состав организмов.

Начав работать вместе в Гарварде, мы поняли, что этология и популяционная биология прекрасно сочетаются при изучении муравьёв и других социальных насекомых. Колонии – это небольшие популяции[14]. Их можно лучше понять, наблюдая за жизнью и смертью бесчисленного количества составляющих их особей. Наследственный состав колоний, особенно генетическое родство их членов, предопределяет кооперативный характер существования. Вещи, которые мы – благодаря этологии – узнаём о деталях общения, основания колонии и образования каст, обретают полный смысл, лишь когда они рассматриваются как эволюция целой популяции. Говоря коротко, это основа новой дисциплины, социобиологии, систематического изучения биологических основ социального поведения и организации сложных обществ.

Когда мы только начали задумываться о синтезе этих дисциплин в контексте наших исследований, Эдварду Уилсону было 40 лет и он занимал должность профессора в Гарварде. Берту Хёлльдоблеру было 33 года, и он приехал в США в отпуск, а постоянно работал во Франкфуртском университете. Три года спустя, после непродолжительного возвращения во Франкфурт для преподавания, Берт Хёлльдоблер был приглашён в Гарвард в качестве штатного профессора. После этого друзья делили четвёртый этаж недавно построенного Лабораторного корпуса университетского Музея сравнительной зоологии, пока в 1989 году Хёлльдоблер не вернулся в Германию, чтобы руководить кафедрой, полностью посвящённой изучению социальных насекомых, в только что основанном институте Теодора Бовери Вюрцбургского университета.