Специализированное поведение птиц позволяет им ловить насекомых, а специализированное поведение насекомых позволяет им избегать поимки. На протяжении всей истории эволюции поле битвы в этой гонке постоянно меняется, поскольку каждый участник идет в ногу с другим. Те, кто не поспевает, исчезнут. Наивысшей точки это соревнование достигает после того, как вылупляются птенцы: именно теперь птицы-родители начинают настоящую охоту на гусениц.
Большинство мелких северных лесных птиц пытается вырастить в каждой кладке от четырех до шести птенцов. На добычу пищи нужно огромное количество сил и времени, чтобы выкормить столько потомства и примерно за неделю довести птенцов до веса взрослой птицы. Для хищника птенец – это беспомощный комок нежного мяса, а шумная борьба детенышей за внимание родителей, чтобы те их покормили, попросту удобный знак, где их найти. Как следствие, стадия слетка – самое опасное время в жизни птицы, и птенец получит огромное преимущество, если как можно быстрее научится летать и как можно раньше покинет гнездо. Чтобы непрерывно поддерживать феноменальный рост потомства, взрослым нужно кормить птенцов каждые несколько минут, а пища должна легко перевариваться и содержать много белка. У большинства лесных птиц один ответ: гусеницы.
Конечно, многое из того, что можно сказать о птенцах, имеет отношение и к гусеницам, только последние питаются листвой, а это чрезвычайно низкобелковая пища. У гусениц в теле мало твердых частей: у них нет скелета и обычно нет «меха». Они легко перевариваются, и чаще всего с гусеницей перед едой ничего не нужно делать – ее можно просто проглотить. Как и птенцам, им нужно быстро расти, но, поскольку у большинства гусениц (хотя и не у всех) диета вегетарианская, они достигают полного веса совсем не с той скоростью, что птенцы. Многим гусеницам, чтобы выжить, нужно найти тонкое равновесие между тем, чтобы скрываться, и тем, чтобы активно питаться. Это сложно, потому что листья дерева обязательно должны быть на солнце, а там трудно спрятаться.
Птицы, осы и мухи или охотятся на гусениц, или паразитируют на них (или и то и другое), вероятно, не меньше 100 млн лет. Из года в год подавляющее большинство личинок из каждой кладки любого мотылька или бабочки, где обычно около 200 яиц, бывает съедено. Конечно, то, что другие животные неустанно прореживают популяцию гусениц, наложило на последних глубокий отпечаток.
Гусеницы невероятно, поразительно разнообразны по форме, цвету и поведению. Некоторых защищают сильные яды. Другие отвращают поедателей, отрастив шерстевидные волоски или острые щетинки. Все гусеницы, которых легко заметить и человеку, и птице, не очень годятся в пищу птицам и осам; а вот тех, кого найти трудно, птицы особенно ценят в качестве корма. Так что неудивительно, что большинство съедобных гусениц хорошо прячутся самыми разными способами – чуть ли не становятся невидимыми – и составляют основную летнюю пищу птиц. Может показаться, что раз более 90 % каждой кладки мотылька или бабочки съедают на стадии гусениц, то они не очень хорошо приспособлены спасаться от птиц. Но если один участник эволюционной гонки вооружений все лучше прячется, другой все лучше ищет. Птицы ищут очень хорошо.
Я помню, что испытал, когда нашел гусеницу в первый раз. Я был в начальной школе и собирал в лесу ягоды. В малине оказалось что-то очень красивое – пухлое зеленое тельце украшали красные бугорки, из которых торчали короткие черные щетинки. Я был ошеломлен и с тех пор навсегда влюбился в гусениц. В магистратуре я решил изучать программу, которая позволяет гусенице табачного бражника поедать листья, не отходя от точки прикрепления у основания листа и не оставляя никаких отходов. Обычно не быть съеденной для гусеницы гораздо сложнее, чем найти достаточно пищи. Чтобы выяснить, как гусеницы прячутся от птиц, я сначала использовал вместо птиц студентов.
Я вновь встретился с гусеницами летом в конце 1970-х на полевой станции Миннесотского университета на озере Итаска, где помогал вести курс полевой экологии. Каждый из трех преподавателей придумал «полевой проект» для группы из десятка магистрантов-биологов. Полевые проекты должны были быть связаны с местной флорой и фауной, и я пару дней бродил в тамошних лесах в поисках вариантов для темы. Тогда я и нашел откушенные, частично поеденные листья липы.
Ранее я провел полевое исследование (в Мэне), где изучал шмелей и обнаружил, что у шмелей есть специализация: каждая особь развивает умение искать и обрабатывать определенные разновидности цветков. Например, на поле с несколькими видами цветков один шмель мог выискивать цветы клевера и почти не обращать внимания на золотарник. На том же поле другой шмель посещал золотарник и игнорировал клевер. Шмели сохраняли специализацию независимо от того, сколько вокруг было других цветков. У них формировался «образ искомого» – того цветка, который они будут искать. Птицы (и люди), видимо, тоже ищут определенную гусеницу с помощью такого образа. Знать, что вы ищете, полезно, но обычно это знание приходит за счет того, что вы больше ничего вокруг не замечаете.
Чтобы показать студентам, какое значение имеет образ искомого, я рассадил четырех мимикрирующих под палочки гусениц (семейства Geometridae – пяденицы, или землемеры) на молодом тополе, а потом привел студентов и попросил их поискать. Я сказал им, что прямо перед ними есть четыре гусеницы, но не дал подсказки, на что те похожи (две пяденицы изображали живые зеленые веточки, а две притворились мертвыми бурыми сучками). В случае успеха «собирателям» запрещалось сообщать остальным, что и где они нашли.
Я ожидал, что студенты найдут гусениц за какие-то секунды, ну, может, минуту-другую, ведь они были в нескольких сантиметрах прямо у нас перед глазами. Я был весьма удивлен, когда оказалось, что, несмотря на долгие добросовестные поиски, лишь некоторые из моих неопытных, но старательных охотников обнаружили гусеницу в течение первого получаса. Но те, кто все-таки нашел одну гусеницу, потом заметили и вторую, похожую, в течение минуты или меньше. То есть, как и предполагалось, когда студенты узнали, что искать, дело у всех пошло намного лучше. У этого обобщения есть важные следствия. Если птицы ищут гусениц так же, как шмели и студенты, то некоторый вид гусениц получит большое преимущество, если начнет маскироваться не так, как другие: тогда гусеница не будет соответствовать набору образов искомого у хищника. Очень полезно быть редким и отличающимся.
Гусеницы 250 000 видов чешуекрылых невероятно разнообразны. Одни похожи на листья или их части; другие напоминают веточки, птичий помет, мусор; некоторые сливаются с корой, на которой отдыхают, когда не питаются; кто-то покрывает себя мусором, собранным вокруг. Я несколько раз устраивал показы слайдов с гусеницами, где брал аудиторию на виртуальную охоту: показывал всевозможных эффектных гусениц, сидящих на своих кормовых растениях. На нескольких тренировочных слайдах зрители учатся находить гусениц на экране, а потом я даю тест: показываю картинку либо с настоящими спрятавшимися гусеницами, либо с чем-то похожим на них, либо с тем и другим. Каждый раз обманываются даже профессиональные энтомологи: то не видят настоящих гусениц, которые ясно видны и увеличены на экране в 1000 раз, то указывают на что-нибудь, что они приняли за гусеницу по ошибке. Мое искусство находить гусениц, несмотря на их различные трюки, в том числе подразумевало поиск свежих погрызов на листьях. Это позволяет сузить область поиска, так как большинство гусениц (хотя и не все) далеко не уползает.
Тогда, в Миннесоте, обнаружив первые откушенные и частично поеденные листья, я поискал и наконец нашел едва заметные остатки листовых черешков, которые еще держались за ветку дерева там, где раньше был лист. Ветка с оставшимися листьями выглядела нетронутой, и в обычных обстоятельствах я прошел бы мимо, не глянув на нее второй раз. Но тут я присмотрелся и, как и ожидал, нашел крупную гусеницу: большую бурую личинку рода Catocala – орденская лента, которая была почти невидима, так как отдыхала, плотно прижавшись к соседнему сучку и мимикрируя под неровности коры. Позже я стал наблюдать за этой гусеницей, фотографировал ее и выяснил, что она весь день провела неподвижно в укрытии на сучке. Вечером она быстро вылезла на ветку, объела лист, слишком большой, чтобы потребить его за один раз, а съев часть этого листа, вернулась к черешку и перегрызла его, так что остаток листа отвалился. Затем гусеница удалилась обратно в укрытие на сучке. Я наблюдал и фотографировал похожее поведение у многих видов гусениц, но это были только «невидимые» виды, которые, соответственно, в эволюции научились избегать хищников, охотящихся с помощью зрения, а не обоняния.
Среди них встречаются гусеницы, которые, пока едят и еще не сбросили лист на землю, подрезают его так, чтоб он просто выглядел меньше, но не выдавал едоков обрывками или дырками. Некоторые из этих видов, например хохлатки (Heterocampidae), скрывают свои погрызы, вставляя собственное тело на то место, где они объели край листа, так что их тела имитируют съеденную часть вплоть до фальшивых пятнышек, сохраняя форму края листьев, характерную для кормового дерева.
Только те гусеницы, которых обычно поедают птицы, имеют защитный окрас тела, практикуют урезание листьев, занимают специфические положения при питании и откусывают попорченные листья. Щетинистые или ярко окрашенные гусеницы, которых птицы не едят (но на которых все же паразитируют осы и мухи), питаются неаккуратно и погрызенные листья не сбрасывают. Эти наблюдения подталкивают к выводу, что последняя особенность поведения – уловка в игре в прятки с птицами.
Хотя казалось очевидным, что птицы охотятся на вкусных «невидимых» гусениц, как и я, используя в качестве улики поврежденные листья, ничего нельзя принимать на веру. Любую идею надо проверять, как правило, с помощью долгой утомительной работы, которая может занять месяцы или годы и почти всегда приводит к неожиданным результатам. Я пригласил Скотта Коллинза, друга и коллегу, провести со мной лето в домике в штате Мэн, поработать, развлечься и в ходе эксперимента определить, могли ли птицы научиться охотиться на гусениц, выслеживая их по поврежденным листьям.