Роман с бабочками

Глава 5 О чем думает бабочка

Между бабочками и цветами отношения чисто деловые. Бабочки нуждаются в питательной силе нектара. Цветок выделяет нектар, чтобы привлечь опылителей. Когда бабочка разворачивает хоботок и пытается дотянуться им до нектара, к тельцу насекомого пристают зернышки пыльцы (мужские половые клетки) с тычинок цветка. Эти пакетики со спермой переносятся на другое растение, где у пыльцы есть шанс упасть на рыльце женской части цветка и оплодотворить его яйцеклетки.

Когда цветковые растения заключают сделку с бабочками, им нужен толковый деловой партнер: не слишком умный, не такой пройдоха, как шмель, печально известный своей манерой проникать в цветок со стороны цветоложа и красть нектар, не измазавшись пыльцой. Но и не совсем тупой — не такой кретин, как муравьи некоторых видов: забрав нектар, они честно разносят пыльцу, но при этом нечаянно стерилизуют ее своими химическими выделениями. Если уж цветок с кем-то договаривается, то ищет того, кто умеет слушать, того, кто способен усвоить правила и неукоснительно их выполнять. Цветам нужен партнер, который возьмет на борт груз пыльцы и перелетит к другому цветку сходного цвета, сходной формы и с пестиком, совместимым с его собственными тычинками.

Цветы и бабочки выработали договоренность, которая, сказать по чести, довольно примитивна по сравнению с договорами между цветами и некоторыми другими насекомыми. Биологи составили иерархический перечень умных шестиногих. Возглавляют его медоносные пчелы.

— Эта пчела слывет интеллектуалом среди насекомых, — рассказывает биолог Марта Вейсс, специалист по дневным бабочкам. — Пчелами движет суровая необходимость собирать нектар и пыльцу самыми эффективными способами, чтобы запасов хватило улью на зиму. Их трудолюбие вошло в поговорку. Они великолепные архитекторы своих сотов. Кроме того, у них есть опасное жало — по-моему, оно лишь добавляет им великолепия.

В ходе одного эксперимента пчел научили каждое утро с 9.30 до 11.00 выбирать нижний лепесток с правого края синего цветка, а затем, с 11.00 до 12.30, — нижний лепесток с левого края желтого цветка. Пчелы не ошибались примерно в 80 процентах случаев — вероятно, не больше, чем сами исследователи, если бы тех заставили выполнять такое же задание. Пчелы, как и некоторые бабочки, навещают цветки (раскрывающиеся и выделяющие нектар только в определенное время) с регулярностью охотника, строго по часам проверяющего свои капканы. Способность пчел к обучению распространяется и на умение определять время.

В ходе другого эксперимента пчелам предлагали совершить три вылета за нектаром. При этом им демонстрировали девять разных запахов с интервалом всего в двадцать минут. Каждый запах указывал дорогу к одной из наград. На следующий день пчелы в девяти случаях из девяти выбирали правильный запах.

Пчелы, подобно муравьям и многим осам, — насекомые общественные. Они живут высокоорганизованными коллективами-ульями. Ученые предположили, что у таких видов, поневоле выработавших способы коммуникации и взаимодействия, обучаемость должна быть самой высокой.

Энтомологи больше знают о пчелах, потому что их проще изучать, проще выращивать и проще содержать в виде самодостаточных колоний.

— Но многие насекомые ничуть не глупее пчел, — уверена Марта Вейсс. — Их просто-напросто недооценивают. Относятся к ним предвзято. Вот, например, дневные бабочки. Они красивы. Они нежатся на солнце. Они порхают туда-сюда: пьют цветочный нектар, спариваются, откладывают яйца. Поглядеть — вот ведь бездельницы, хорошенькие пустышки! На самом же деле они делают то, что следует, и делают это по-умному.

Для одиночных насекомых типа бабочек изощренная «методика» обучения еще важнее, чем для общественных, поскольку со всеми жизненными проблемами индивид должен справляться самостоятельно: добывать себе пищу, находить пару, укрываться от врагов, откладывать яйца. Большую часть этих задач необходимо выполнить без промедления, за считанные дни или недели, в условиях, которые часто непредсказуемы.

Поначалу Марту интересовали вовсе не бабочки, а цветы. Она задумалась над тем, почему очень многие цветы, старея, изменяют цвет. Белая крапинка на синем лепестке люпина становится лиловой. Целое поле белых лилий делается розово-красным. Другой белый цветок утрачивает желтый ободок.

Цветки лантаны (Lantana camara) сгруппированы в пышные соцветия. В первый день едва раскрывшийся цветок лимонно-желт. На второй день он перекрашивается в оранжевый цвет. На третий краснеет. Теперь Марта знает, почему лантана и другие цветковые растения более чем двухсот семейств меняют цвет с возрастом: они сообщают своим опылителям, что нектар в них иссяк либо вскорости иссякнет. А в благоприятном случае — и о том, что они уже опылены. Так что опылителю лучше посетить более молодой, неопыленный цветок на том же кусте.

Куст лантаны хочет, чтобы как можно больше его цветков потревожили и тем самым опылили. А бабочка хочет собрать максимум нектара с минимальной затратой сил.

Известить о том, что он уже опылен, цветок может и другим способом — засохнуть и отмереть. Но это случится не сразу: сначала цветок поменяет цвет, честно известив насекомых о своем возрасте.

По словам Марты, «многие опылители руководствуются визуальными ориентирами. Что-то притягивает их взгляд. Они решают подлететь поближе. Выставленные напоказ роскошные цветы, точно заметный издали флаг, привлекают бабочек со всей округи. Когда опылитель приблизился, растение должно сделать ему еще один знак — указать, в какие цветки запустить хоботок. Куст лантаны сохраняет свои цветки три дня. Если растение не укажет, какие цветки полны, а какие пусты, опылитель разозлится, что зря потратил время, и улетит».

Марта спросила себя, для чего цветы меняют окраску, и нашла ответ. Тут-то она и заинтересовалась бабочками — ведь те в большинстве случаев запускали хоботки в богатые нектаром желтые цветки лантаны, а не в красные или оранжевые. Что движет бабочками — инстинкт, опыт или то и другое сразу?

А может быть, эти насекомые не зря считаются пустоголовыми бездельницами?

Опыты над насекомыми иногда требуют умения мастерить. Несложно представить себе, как Марта, мать двоих детей, увлеченно изготавливает из бумажной бахромы что-то вроде маргариток, приклеивая бутоны к пластмассовым пипеткам. Искусственные цветы двух дюймов с лишним в диаметре — желтые, голубые, красные, зеленые, оранжевые и лиловые — были размещены на фоне коричневого картона, на расстоянии приблизительно шести дюймов один от другого.

К этому времени Марта уже собрала много гусениц парусника филенора и вырастила одно поколение этих бабочек. Их крылья, испещренные красными и желтыми крапинками, заканчиваются синими «хвостиками». Марта по одной выпустила сорок шесть особей в вольер с поддельными цветами. Наивные, только что вышедшие из куколок филеноры видели цветы первый раз в жизни. Марта и ее коллеги внимательно наблюдали за происходящим. В большинстве своем бабочки предпочитали желтые цветы. Вторым по популярности стал голубой цвет, а третьим — лиловый.

Затем Марта отправилась к кустам лантаны. Изолированные от кормящихся бабочек, все цветки куста сохранят нектар, хотя при старении все равно изменят цвет — с желтого на оранжевый и красный. Марта сорвала все цветы в промежуточной стадии — оранжевые, — а затем обработала три куста, извлекая нектар при помощи крохотных фитильков, скрученных из бумаги. На одном кусте «статус-кво», характерный для дикого состояния, был сохранен: желтые цветки с нектаром, красные — без нектара. На другом кусте дело обстояло наоборот: желтые — без нектара, красные — с нектаром. На третьем все цветки были пусты.

Пришло время поразвлечься — посмотреть, как неопытные бабочки будут разбираться с каждым кустом и какова будет их реакция, если их переместить с одного куста на другой. Начали с куста, где нектар содержался только в красных цветках. Сначала бабочки инстинктивно выбирали желтые, но, выяснив опытным путем, что нектар имеется только в красных, переключались на красные. Чтобы это усвоить, бабочке требовалось посетить с десяток цветков. Бабочек переместили на другой куст, где действовала иная закономерность, — и они вновь переучились! Они снова и снова приспосабливались к ситуации. Исследователи вновь доказали свою правоту: бабочка достаточно сообразительна, чтобы мыслить гибко.

В ходе позднейшего эксперимента Марта и ее коллега Дэн Пэпэдж натренировали самок филенора отождествлять какой-нибудь цвет — зеленый, голубой, желтый или красный — с экстрактом листьев крупнолистного кирказона, растения, на котором эти бабочки откладывают яйца. Затем этих же особей обучили отождествлять еще какой-нибудь цвет с наградой — нектаром. Когда им предложили бумажные цветы различной окраски, бабочки в большинстве своем отправились к бутонам «своих» цветов и развернули хоботки у тех, которые были окрашены в «нектарный» цвет. А у бутонов «цвета кладки» принялись простукивать листья передними ножками или подогнули брюшко (действия, предваряющие откладывание яиц).

Отсюда мы можем заключить, что филеноры способны удержать в памяти значение двух разных цветов в двух разных контекстах, а также адекватно реагировать на эти цвета.

Затем Дэн и один его студент произвели следующий опыт: научили самок откладывать яйца на красные и голубые листья. При этом бабочки сохраняли врожденную симпатию к зеленым. Итак, эти бабочки смогли отождествить три разных цвета с сигналом для откладывания яиц. Впечатляющее достижение, поскольку бабочка теперь не могла ассоциировать каждый из цветов с какой-нибудь одной операцией, а вынуждена была удерживать в памяти, что все эти три цвета связаны с одним действием. Иными словами, в дополнение к безусловному инстинкту — откладывать яйца на зеленый лист — был воспитан еще и условный: это следует делать также и на красных и голубых листьях.

За годы работы с бабочками Дэн обнаружил, что они обладают, — как бы поаккуратнее выразиться, — индивидуальными психическими особенностями. — Но я не хочу сказать, что бабочки разумны, — спешит он добавить. — Не будем проводить необоснованные параллели с жизнью людей.

Тем не менее бабочки ведут себя не как роботы, неотличимые один от другого. Проводя эксперименты, для которых требовалось метить бабочек и следить за ними в полевых условиях, Дэн обнаружил, что и без меток опознает некоторых особей с первого взгляда — по манере поведения. Разные бабочки искали пищу или подходящее растение для кладки яиц характерным для себя образом, или в характерных местах, или с характерным именно для них рвением.

— Изначальной причиной, вероятно, являются генетические различия, позднее — различия в питании, — поясняет Дэн. — Но кроме того, бабочки почти наверняка узнают очень много о своей среде обитания, о видах хищников и частоте их появления, о том, как лучше держаться в воздухе при данной величине и массе, и так далее и тому подобное. У каждой бабочки опыт хоть немного, да иной, поэтому биография каждой бабочки уникальна.

Если все мы прямо сейчас уволимся с работы и пойдем наблюдать за бабочками, то узнаем много интересного. Очевидно, не у одного только филенора хорошая память. Интеллект развит и у других видов.

Репницы после одной-единственной пробы выбирают «правильный» цвет, обещающий вознаграждение. Нет причин сомневаться, что столь же сообразительны дневной павлиний глаз, желтушка феб или репейница. А также, раз уж на то пошло, и мясная муха — отождествлять цвета с наградой она обучается почти так же быстро, как медоносная пчела.

Экспериментаторы успешно обучали репниц более эффективному способу отыскания нектара в цветках замысловатой формы: колокольчиках и клевере. При первом визите к цветку бабочка бестолково шуровала хоботком около десяти секунд. К четвертому визиту она сократила это время более чем вдвое.

Однако когда репницу вынуждали переключиться на цветки другого вида, бабочка ненадолго впадала в замешательство, далее если данный вид был репницам отлично известен. Этот эффект интерференции, возможно, укрепляет в насекомом преданность или постоянную привязанность к определенному растению — ведь цветы в такой преданности нуждаются. Цветам невыгодно иметь форму, которую слишком легко выучить. Клевер стремится, чтобы у репницы были резоны посещать все новые цветки клевера — вида, с которым бабочка уже научилась управляться, — а не переключаться на какие-то дурацкие колокольчики.

Тем не менее бабочки переключаются с одного вида на другой и расплачиваются за это — производительность их труда падает. Толстоголовки, перелетавшие с цветов одного вида на цветы другого, тратили на их обработку больше времени — без малого секунду. Насколько это важно? Если ты посещаешь сотни цветов в день, у тебя ведь каждая доля секунды на счету? Или заминка ничего не решает?

Об этом стоит задуматься, даже если твой мозг меньше горошины (но все-таки крупнее макового зернышка).

Мы живем в мире, где правит бал конкуренция, а потому не можем не спросить: «Какая бабочка самая умная на свете?» Большинство ученых считают, что это геликониды — представительницы хорошо изученного семейства Heliconidae. Геликониды живут в тропиках. Их гусеницы кормятся в основном на страстоцвете. Народное название некоторых геликонид — «почтальоны» — объясняется тем, что они летают от цветка к цветку по определенному маршрут)'. Большинство видов окрашены ярко, расцвечены оранжевыми, красными, желтыми или голубыми штрихами. Это явные признаки несъедобности.

По меркам чешуекрылых геликониды — долгожительницы. Некоторые особи доживают до восьми месяцев. Поскольку личиночная стадия их жизненного цикла не так длительна, как у большинства других семейств, геликониды меньше едят и меньше прибавляют в весе. После выхода из куколки взрослые особи должны где-то раздобыть еще 80 процентов от общего объема питательных веществ, без которого им не удастся ни спариться, ни отложить яйца. Возможно, именно поэтому геликонида добывает себе пищу весьма трудоемкими способами. Она выучивает график раскрытия цветов и составляет себе ежедневный маршрут. Едят геликониды и пыльцу, что для бабочек редкость. Питание пыльцой предполагает ее обработку в хоботке: крупинки перемешиваются, вымачиваются в слюне, перекатываются в хоботке так и сяк (для этого бабочка сворачивает и вновь разворачивает язык), пока не получается богатая аминокислотами жидкость. Ее-то бабочка и выпивает. Эксперименты показали, что по сравнению с другими видами бабочки, способные питаться пыльцой, быстрее управляются с цветками лантаны и эффективнее их опыляют.

У бабочек этого семейства хорошая память. Они запоминают любимые цветы и любимые места отдыха. Более того, они злопамятны — избегают точек, где какой-то ученый изловил их много дней назад.

Из всех бабочек, содержавшихся в одной лаборатории, только геликониды оказались достаточно памятливы, чтобы не биться о лампы дневного света. Тест SAT[8] они сдают примерно на два балла.

Подобно большинству ученых, Марта Вейсс руководствуется на своем исследовательском пути вопросами, которые задает себе сама. Каждая разгаданная загадка порождает новую. Марта пыталась разобраться, почему цветы меняют окраску, как бабочки усваивают значение цвета, насколько унифицирована форма убежищ, которые гусеницы толстоголовки сшивают из листьев, каковы механизмы выброса экскрементов из этих убежищ. Тут пришлось заинтересоваться тем, как отделываются от отходов жизнедеятельности другие животные. И теперь Марта разрабатывает научное направление, которое сама называет экологией дефекации.

— Гусеницы — благодатный материал для изучения. Ведь их отходы выглядят и пахнут относительно безобидно, — говорит она. — Но я также заинтересовалась и тем, как другие живые существа решают этот вопрос. Взять, например, птиц…

Впрочем, мы отвлеклись от мозга бабочек. Зато кое-что узнали о том, как работает мозг человека.