Супермухи. Удивительные истории из жизни самых успешных в мире насекомых - Джонатан Бэлкомб

нетрадиционная репродуктивная стратегия, но у некоторых мух она, похоже, сработала. Мы привыкли думать, что это пример того, как мужчины оказывают давление на женщин, но, похоже, самки здесь главные. «У самцов развиваются сперматозоиды сумасшедших форм, потому что меняются женские репродуктивные пути, благодаря чему процесс оплодотворения приспосабливается к этим странным, специфическим чертам», – говорит Скотт Питник, изучающий феномен гигантских сперматозоидов в Сиракузском университете. Его исследования показывают, что органы самок, предназначенные для хранения спермы, активно меняются в ходе эволюции и самцы адаптируются в ответ. Самки с более длинными органами хранения спермы, как правило, быстрее спариваются с другими самцами, что еще больше усиливает конкуренцию семени и, следовательно, дает преимущество самцам, производящим более длинные сперматозоиды. Поскольку производство больших сперматозоидов энергетически затратно для самцов, тот, кто производит больше, побеждает в соревновании. Самки в этом случае тоже выигрывают, поскольку так появляется гарантия, что их оплодотворит самый достойный и крепкий самец. Так что не все в половом отборе происходит у нас на виду[405].

Но что, если сами мухи видят, что происходит вокруг них? Примерно в 1909 году аспирант Колумбийского университета Фернандус Пейн продержал популяцию мух, целых 49 поколений, в полной темноте. Зачем? Он хотел продемонстрировать теорию наследования в соответствии с биологическими потребностями, предложенную за 100 лет до этого французским биологом Жаном Батистом Ламарком. Идея Ламарка состояла в том, что окружающая среда вызывает изменения у животных и жизнь в темноте должна проявиться в существенной дегенерации глаз насекомых. Однако два года спустя, когда последнее поколение мух с затуманенным взором вынырнуло из темноты и впервые увидело свет[406], зрение у них стало таким же хорошим, как у их предков 48 поколениями ранее. Иногда плодовые мушки делают важный вклад в опровержение гипотезы, а не только служат ее подтверждением.

Благодаря необычайно длинным хвостам сперматозоидов – здесь показано всего два – некоторые виды плодовых мушек считаются организмами с самыми крупными сперматозоидами из известных в природе (© Romano Dallai)

Однако это был не конец туннеля для мух. Полвека спустя японские ученые решили более детально изучить возможные последствия жизни в темноте. В 1954 году в университете в Киото вывели особую линию Drosophila melanogaster, которую держали в темноте более 60 лет. Учитывая, что поколение таких мушек меняется за две недели, то за этот период в идеальных условиях сменилось около 1500 поколений, что эквивалентно 27 000 лет эволюции у людей. Это показатель адаптивности насекомых[407], учитывая их относительно короткий период генерации: в смешанной популяции мухи, выращенные в темноте, продемонстрировали репродуктивное преимущество по сравнению с дикими (не лишенными света). Когда самок «темных» мух скрещивали с самцами диких видов, они давали меньше потомства в условиях темноты, чем когда оба родителя были «темными» мухами. Пока неизвестно почему, но ученые предполагают, что самки «темных» предпочли самцов с такой же мутацией, поскольку в отсутствие визуальных сигналов могут использовать запахи или звуки для различения партнеров.

Со временем, возможно, «темные» мухи прольют свет на вопрос, что значит быть мухой. И совершенно очевидно, что мухи, и особенно плодовые мушки, всегда будут находиться на переднем крае открытий в области генетики и эволюции.

10

Переносчики болезней и вредители

За то время, пока вы читаете это предложение, кто-то умирает от заболевания, перенесенного мухой, и еще сотни заболевают, подхватив микроорганизмы, распространяемые двукрылыми.

Стивен Маршалл[408]

Благодаря разнообразию, а также способности следовать своим интересам, мухи могут быть как вредны, так и полезны, с точки зрения человека. Только что мы убедились, что мухи сыграли важную роль в продвижении науки, занимающейся генами, поведением и эволюцией. Теперь давайте посмотрим на мух с другой, более темной стороны: они становятся переносчиками серьезных и смертельных болезней, а также вредят сельскому хозяйству.

Трудно переоценить значение двукрылых в ходе человеческой истории. В знаменитой книге «Оружие, микробы и сталь»[409], опубликованной в 1997 году, биогеограф Джаред Даймонд предположил, что болезни, передаваемые в основном двукрылыми, сыграли ключевую роль в глобальной экспансии и печально известной колонизации Африки и Америки европейскими странами. На обложке двадцатого, юбилейного, издания книги изображены две пули, комар и стальная гайка. В фильме The Mosquito («Комар», 2019 г.) Тимоти Винегард, политолог и военный историк из Университета Колорадо Меса, подробно описывает, как комары защищали Рим от иностранного вторжения со времен Античности. Они даже защитили Рим от самого себя, по сути, организовав падение Римской империи. К заслугам двукрылых относят изгнание монголов[410] из Центральной Европы раз и навсегда в 1242 году, также считается, что их налеты на плохо подготовленные британские войска определили судьбу Соединенных Штатов Америки.

Комары передают болезнь различными путями. Малярийные паразиты прикрепляются к кишечнику самки комара и проникают в организм хозяина, когда комар пьет кровь. Как и при желтой лихорадке и лихорадке денге, возбудитель может попасть в комара, когда тот питается кровью уже инфицированного человека, и передаться следующей жертве через слюну комара. Так что комары действуют как летающие зараженные иглы[411], расширяя инфекционный диапазон больного человека на многие километры.

Но комары работают не в одиночку. Мокрецы (Ceratopo-gonidae)[412], как известно, передают по меньшей мере 66 вирусов, 15 простейших и 26 филярийных нематод. Лихорадка Оройя[413], которую переносят москиты рода Phlebotomus, стала причиной гибели около четверти армии Франсиско Писарро во время завоевания инков в середине XVI века. Муха цеце замедлила продвижение европейской колонизации Африки, ограничив ввоз и использование лошадей и других тягловых животных из-за трипаносомоза, болезни, вызываемой паразитами, – она приводит к сонной болезни людей и обусловливает нагану, распространенную в Африке болезнь крупного рогатого скота и других копытных млекопитающих, сопровождающуюся лихорадкой, вялостью и отеками.

Самый главный убийца

Однако из-за масштабов бедствия комары удостоились первого места. Несколько сотен видов комаров, вместе взятых, убивают гораздо больше людей, чем сами люди. С 2000 года на долю комаров приходится около 2 млн смертей людей в год[414], учитывая, что от рук своих собратьев в год гибнет 475 000 человек. Исследователи приписывают комарам вину в почти половине смертей в истории человечества. По подсчетам Винегарда, это примерно 52 млрд из 108 млрд людей[415]. До Второй мировой войны от инфекционных заболеваний, распространяемых насекомыми, умерло гораздо больше солдат, чем в результате ранения на поле боя[416].

На каждого умирающего человека приходится гораздо больше заболевших. В зависимости от того, кого вы спросите[417], вам ответят, что по вине одних только комаров в мире заболевают от 200 млн