Жужжащие. Естественная история пчел

Издательство «Альпина нон-фикшн» выпустило книгу Тора Хэнсона «Жужжащие. Естественная история пчел» (перевод Олега Беляева, редактор Валентина Бологова).

Американский биолог и популяризатор науки Тор Хэнсон приглашает нас в путешествие, начавшееся 125 млн лет назад, когда первая оса отважилась кормить свое потомство цветочной пыльцой. Эти насекомые — от медоносных пчел и шмелей до менее известных земляных, солончаковых, роющих, пчел-листорезов и пчел-каменщиц — издавна неотделимы от урожайности наших садов и полей, от нашей мифологии, да и от самого нашего существования. Пчелы дарят нам сладость и свет, красоту цветов и почти треть нашего рациона. И как ни печально, сейчас они находятся под угрозой исчезновения. Содержательная и завораживающая книга Тора Хэнсона показывает, почему все виды пчел — настоящее чудо природы, которое мы должны ценить и защищать.

Предлагаем фрагмент главы «Пчелы и цветы».

В англоязычных детских стишках пушок, покрывающий пчел, часто упоминается по причине того, что хорошо рифмуется со словом «жужжание»[1], которое обозначает еще одну характерную их черту. Ученые часто обращают внимание на волоски, чтобы с их помощью распознать или описать изучаемых пчел. Одного взгляда на роскошную пчелиную шубку может быть достаточно, чтобы отличить ее от осы, особенно под увеличением, когда уникальные особенности пчелиных волосков становятся хорошо заметны. У ос их редкие короткие остроконечные волоски, разбросанные по гладкому телу, выглядят простыми. И наоборот, тела пчел могут похвастаться целым набором разных волосков: одни простые, а другие разветвленные и нежные, словно пух. Как на перьях метелки для смахивания пыли быстро скапливаются мелкие частицы с полок или абажуров, так и цветочная пыльца собирается на волосках пчел. Из-за их сложной структуры образуется своеобразная решетка из кармашков и щелей, среди которых и удерживаются пыльцевые зерна, благодаря чему пчелы являются столь эффективными опылителями.

Рис. 4.1. Шмель кормится на эхинацее (вверху), его тело обсыпано пыльцой. На изображении со сканирующего электронного микроскопа (внизу) видно, что отдельные пыльцевые зерна удерживаются на характерных разветвленных волосках шмеля.
Фотография вверху — Ричард Энфилд © Richard Enfield.
Фотография внизу — Батский университет (Великобритания) © University Bath, UK

Понаблюдайте как-нибудь за ними возле цветов, и вы увидите это в действии: часто покрытые пыльцой пчелы кормятся бок о бок с осами, потягивающими нектар, чьи гладкие тела остаются чистыми. В любом случае для точной проверки этих наблюдений я рекомендую провести несложный опыт, который будет включать в себя всего-навсего пшеничную муку, точные весы и пару подходящих насекомых.

Музеи естественной истории, такие как Смитсоновский, хранят свои энтомологические коллекции внутри выстроенных рядами герметичных шкафов, разработанных в целях защиты от влаги, вредителей, грибов и прочего, что может представлять угрозу для наколотых и этикетированных экземпляров. Я же использую переносной холодильник, хоть он и предназначен для пива и холодных закусок. Любой такой холодильник средних размеров с плотной крышкой (и несколькими шариками от моли) идеально подходит в качестве хранилища для насекомых. Для моего эксперимента мне требовалось всего два экземпляра: песочная оса (из тех, что я встретил на гравийном карьере) и такого же размера шмель. Оба насекомых, лежа бок о бок на рабочем столе в моем кабинете, казались похожими, и было видно, что шмель немало унаследовал от осообразных предков: у него была такая же форма тела и пара изящных крыльев. Но если оса выглядит вытянутой и гладкой, с разбросанными лишь по ногам и спинной стороне тела остроконечными волосками, то шмель отличается плотным сложением и густым опушением, точно маленький зверек в зимнее время. (С точки зрения психологии это может являться одной из причин человеческой симпатии к пчелам: во всяком случае, некоторые из них выглядят как маленькие зверушки, которых мы обычно заводим у себя дома.) После тщательного предварительного взвешивания каждого из насекомых я насыпал муки на дно чашки Петри и извалял в ней их обоих.

Обсыпание мертвых насекомых порошкообразными частицами может показаться грубой имитацией опыления, однако мои результаты оказались на удивление примечательными. Мука сработала прекрасно: образовались крошечные белые комочки, которые цеплялись за волоски насекомых, как настоящая пыльца. Садоводы хорошо знают об этом и часто смешивают муку с пыльцой в пропорции не менее девяти к одному, когда искусственно опыляют финиковые пальмы, фисташки или другие прихотливые деревья. (Данная техника позволяет распределить небольшое количество пыльцы на большее количество деревьев, как в случае с разбавлением супа водой, когда нужно накормить больше людей.) Первым я взвесил шмеля. Мука покрывала его тело,  как искусственный снег рождественскую елку в торговом центре, идеально окантовывая каждую ногу и покрывая каждый пучок торчащих волосков по всей длине. Я осторожно обтряс шмеля и даже слегка подул на него, и всё равно бóльшая часть муки осталась на месте. Весы показали, что масса шмеля выросла на 28,5 %, это можно сравнить с 23-килограммовым туристическим рюкзаком для человека среднего роста. Довольно неплохо для высохшего неживого экземпляра, при этом неудивительно, что у живых насекомых это получается гораздо лучше (например, полные обножки пойманных диких шмелей составляли половину их собственного веса). Обратив после этого внимание на осу, я увидел, что она тоже была покрыта мукой. Но если шмель выглядел так, словно попал в снежную метель, оса была лишь слегка присыпана «снегом» — такое его количество, несомненно, разочаровало бы лыжников, сноубордистов и детишек, рассчитывающих на отмену уроков в школе[2]. Несколько белых комочков пристали к остроконечным волоскам на ногах и брюшке, однако бóльшая часть тела осы выглядела идеально чистой. Мои весы с точностью до сотых грамма показали отсутствие заметных изменений в массе насекомого.

Развитие разветвленных волосков дало пчелам определенное преимущество, выражающееся в жизненно важных показателях: например, количестве запасаемой пищи для потомства. Также благодаря этим волоскам пыльца распределяется по поверхности тела, что увеличивает вероятность попадания хотя бы некоторых зерен на другие цветки. Так или иначе, такая неряшливость мохнатых тел в значительной степени объясняет, почему пчелы процветают, а осы-вегетарианки так и не достигли того же уровня. Хотя Бет Норден и нашла пыльцу у своей осы на волосках в области рта, она полагает, что кромбейниктусы в основном проглатывают ее, а затем отрыгивают в гнезде — так проделывают пыльцевые осы-веспиды. Таким способом можно обеспечивать личинок пищей, но при этом отпадает необходимость в разветвленных волосках, что, в свою очередь, существенно ограничивает возможности этих насекомых в качестве опылителей. Тогда в чем смысл с точки зрения растений впустую привлекать гладкотелых насекомых, которые пыльцу переносят внутри себя? Без серьезных усилий со стороны растений осы лишь изредка становились активными участниками процесса опыления. Именно вклад растений — то, что они дали пчелам, — и делает их взаимоотношения коэволюционными. Каждой из сторон приходится приспосабливаться с учетом затрат и выгод, связанных с переносом пыльцы, при этом пчелы и их благоухающие «хозяева» существуют в «коэволюционной воронке», в которой могут возникать новые приспособления и даже образовываться новые виды, причем на удивление быстро. В середине XIX в. изучение таких взаимоотношений привело к возникновению одной из наиболее известных научных загадок.

В то время как пчелы лишь изредка попадались среди ископаемых находок, цветковые растения обнаруживались в относительном изобилии, а в позднемеловых отложениях неожиданно оказались настолько многообразны, что вступили в противоречие с утверждением Чарльза Дарвина о медленной, поэтапной эволюции. В своем письме ботанику Джозефу Гукеру он, как известно, окрестил быстрый расцвет цветковых растений «отвратительной тайной». Менее известно, что далее в его письме упоминалось мнение французского ученого Гастона де Сапорта, согласно которому «имело место на удивление стремительное развитие высших растений, поскольку появились посещающие цветки насекомые и стали благоприятствовать перекрестному опылению». В течение многих лет Дарвин переписывался с Сапорта и в результате согласился, что если растения и в самом деле быстро эволюционировали (что, по мнению Дарвина, весьма сомнительно), то теория Сапорта о насекомых служит наилучшим тому объяснением. В итоге каждый из них оказался в той или иной степени прав. Цветковые растения появились раньше мелового периода, как и полагал Дарвин, и далее уже медленно развивались на протяжении миллионов лет до неожиданно резкого всплеска. Cапорта же получил признание за догадку более фундаментального характера о том, что коэволюция с насекомыми, в особенности с пчелами, помогла цветковым растениями достичь господства среди наземной флоры, и в то же время благодаря ей они приобрели большинство своих наиболее узнаваемых черт. Без этой взаимосвязи у нас в садах, парках и на лугах всё выглядело бы и пахло совсем иначе.

Рис. 4.2. Чарльз Дарвин в течение многих лет обменивался письмами с французским натуралистом Гастоном де Сапорта, который хотя и не мог похвастаться такой же длинной бородой, как у Дарвина, но оказался первым ученым, предположившим, что коэволюция с насекомыми подстегнула стремительное развитие цветковых растений.
Иллюстрация Wikimedia Commons

Когда Генри Уодсворт Лонгфелло писал о «цветах, столь золотых и синих», он, наверное, не думал при этом о зрительных рецепторах у пчел, но преобладание именно этих оттенков в его вымышленном букете не было случайностью. Они как раз оказываются в середине цветовой гаммы, воспринимаемой пчелой, и цветки выбрали их для привлечения внимания пчел как опылителей. Эволюция окраски лепестков часто идет бок о бок со стратегией растения, связанной с опылением его цветков. При отсутствии необходимости саморекламы ради обслуживания пчелами все окраски, которые мы наблюдаем, начиная с желтого цвета горчицы и заканчивая ярко-синим васильком, стали бы крайне бледными или вовсе перестали бы существовать; и фиолетовый цвет встречался бы очень редко, хотя несколько ярких красных пятен всё еще оставались бы для прельщения нектароядных птиц.