Trogoderma glabrum, который обычно проходит весь свой жизненный цикл за два месяца: от маленького яйца до мертвого взрослого жука, пять месяцев без еды должны были означать конец. Когда же наконец ученый вспомнил про личинок в ящике, они были вполне живыми. И что еще более странно: они стали моложе!
Если вы помните краткий курс энтомологии из первой главы, вы знаете, что все насекомые линяют (меняют кожу) несколько раз на личиночной стадии, по дороге во взрослую жизнь (см. стр. 29). Обычно это происходит только в одну сторону: из маленькой личинки в более крупную и развитую личинку. Как люди развиваются из грудного ребенка в подростка, а не наоборот. Но личинки в ящике пошли обратным путем: они развились в обратном направлении, от большого к маленькому, от старшего возраста личинки к младшему.
Это была революция. Ученый продолжил морить личинок голодом и обнаружил, что эти сумасшедшие маленькие создания смогли остаться в живых на протяжении более пяти лет, «не съев ни крошки», как он написал. Они только становились меньше и меньше, потому что жили в обратном направлении – они перешли от более взрослой стадии личинки к самой младшей. И что еще более странно: когда эти бедняги, находящиеся на вынужденной длинной голодовке, получили наконец доступ к еде, они переключились на обычный режим и снова начали развиваться от «младенчества» до «отрочества».
Более новое исследование 1970-х годов подтвердило старые открытия. Личинки Trogoderma glabrum могут расти и вперед, и назад – и так несколько раз. Правда не без последствий: хоть они и выглядят как «младенцы», такая личинка с повторяющимся циклом вперед-назад физиологически все-таки стареет. И с каждым раундом процесс роста у них занимает больше времени.
Это действительно невероятно. И такое свойство есть не только у этого насекомого. У медоносных пчел также можно управлять процессом старения. Пчелы, которые отвечают за деток в улье, могут жить и оставаться на высоком уровне активности на протяжении многих недель. Однако пчелы, которые летают снаружи и собирают нектар, в среднем, погибают уже через несколько недель. Самое удивительное, если пчелы-работники будут вынуждены перенять у пчел улья их работу, некоторые из них станут «моложе»: они получат назад более долгую жизнь с более высоким интеллектуальным уровнем. У медоносных пчел этим управляет специальный белок, что-то вроде пчелиного эликсира молодости.
Исследования этих насекомых могут помочь нам понять процессы старения у людей. Это может дать новые знания, например, о деменции, и в дальнейшем помочь нам сохранить крепкое здоровье в старости.
Что касается продолжительности жизни и старения, как насчет ухищрения, которое поможет нам путешествовать между звездами? Возможно, насекомые смогут помочь и здесь. Спящий комар-звонец Polypedilum vanderplanki – на самом деле молодой космонавт, готовый к продолжительным стадиям отдыха.
Комар живет в Африке, и стадию личинки он проводит в маленьких лужах, которые постоянно высыхают. Люди умирают, если теряют более 14 % воды в теле, многие другие организмы могут выдержать потерю до половины жидкости в организме, но эти комары-звонцы настоящие чемпионы: они могут пережить потерю целых 97 % жидкости.
В засушливый период личинки могут перенести многое: их можно сварить, окунуть в жидкий азот, положить в спирт, подвергнуть космическому излучению на протяжении многих лет или просто оставить лежать на месте (самое длительное наблюдение – 17 лет).
Когда придет время проснуться, нужно просто полить их водой, и подобно кусочкам сублимированного мяса в сухом супе, личинки комара набухают до нормального размера. Через час личинка снова начнет есть, словно ничего не случилось.
Личинка муравья так же может перейти в стадию, представляющую что-то среднее между жизнью и смертью, без каких-либо повреждений. Единственное, что ей нужно – это немного времени, чтобы подготовиться. Так как похоже, что ключ к выживанию в том, что личинка заменяет воду в теле на особый сахар, называемый трегалозой. Этот сахар не такой сладкий как обычный сахар, и в небольшой концентрации находится в крови насекомых. Трегалоза, кстати, названа в честь коконов долгоносиков в Иране, такие коконы на персидском называются trehala и широко используются в традиционной персидской медицине.
Когда комары-звонцы понимают, что наступают сложные времена, они начинают вырабатывать больше трегалозы: ее концентрация в крови меняется с обычной, около 1 %, до почти 20 %. Сахар защищает различные клетки и органы.
Существует ряд организмов, которые овладели искусством быть живым мертвецом, в том числе бактерии, грибы (только задумайтесь о сухими дрожжах!), нематоды, тихоходки и ногохвостки. Самое увлекательное состоит в том, что они используют другую технику. Например, у тихоходок скачка трегалозы не происходит.
Если нам удастся понять процессы, которые управляют переключением от живого состояния до обезвоженного состояния покоя, мы сможем использовать это при консервации клеток, тканей или даже отдельных особей в обезвоженном состоянии. Возможно, именно у африканского комара-звонца мы найдем ключ к межзвездным перелетам в будущем?
Пока мы ожидаем, что насекомые помогут нам путешествовать между звездами, мы ценим, что они уже помогли нам путешествовать между цветками – и заодно опылять их. Ведь пчелы-роботы уже существуют. По крайней мере, в лаборатории. Это маленький дрон, оснащенный щеткой и слабым электрическим реле для добычи пыльцы. Были протестированы щетки, изготовленные из углеродного волокна, и из нейлоновых кистей для макияжа, и из конского волоса. Сложно представить, чтобы лошади опыляли цветы, но щетки из конского волоса оказались самыми подходящими.
Первые версии пчел-роботов были готовы для тестирований. В интернете вы можете просмотреть видео, где дрон летает от лилии к лилии в японской лаборатории, в которой он был создан. Пока полеты довольно неловкие, но лиха беда начало.
Самая близкая область применения для таких дронов – тепличные растения, зависящие от опыления. В этом случае мы, возможно, сможем обойтись без завезенных шмелей, которые частенько сбегают из теплиц и разлетаются на природе. Пока пчелы-роботы не очень эффективны, так как ими управляют вручную и их надо часто заряжать, но, возможно, в будущем они смогут летать с помощью GPS или ими сможет управлять искусственный интеллект, и батареи будут дольше держать зарядку.
Давайте же тем не менее надеяться, что мы не окажемся в мире, в котором нам придется заменять механикой бесконечные сложные функции живой природы. В живой природе более 20 000 видов участвуют в опылении диких цветов и культурных растений. Исследования показывают, что опыление наиболее эффективно, когда в нем участвует разнообразные виды, с различными способами опыления. Нам известно, что взаимодействие между цветковыми растениями и насекомыми совершенствовалось на протяжении более ста миллионов лет, и что природное опыление намного более сложное и удивительное, чем то, что мы сможем скопировать. Проще и дешевле заботиться о природных бесплатных решениях.
И что касается получения новых знаний от старых насекомых, мы никогда не знаем, какой вид окажется нам полезен: чернотелки, плодовые мушки или тараканы, муравьи или комары. Мы, люди, быстро сортируем другие виды на полезные или бесполезные. От тех, кто попадает в последнюю группу, мы хотим избавиться. Но живая природа удивительно устроена, и чем больше мы будем знать, тем больше придумаем новых умных решений. Это одна из множества причин, почему так важно сохранять живую природу и все виды, живущие в ней.
Глава 9Насекомые и мы – в будущем
Планета насекомых переживает изменения. Экосистемы на Земле последние несколько сотен лет меняются быстрее, чем когда-либо в человеческой истории.
Больше половины поверхности планеты изменилось под влиянием земледелия, скотоводства и застройки. И эти изменения происходят все быстрее. Это означает, что территории, пригодные для проживания различных видов исчезают, а оставшиеся участки делятся на маленькие изолированные фрагменты. С помощью строительства плотин и искусственного орошения мы все больше сокращаем запасы пресной воды на планете. Мы произвели и выбросили так много пластика, что его остатки в виде микропластика сохранятся на много поколений после нас. Ежегодно мы выбрасываем в окружающую среду значительное количество химических соединений. Это включает применение инсектицидов, убивающих вредных насекомых, с целью сохранения урожая. Мы способствуем миграциям видов с их исконных мест обитания на новые, специально или неосознанно. Мы увеличили количество азота и фосфора в почве посредством использования минеральных удобрений. Выбросы углекислого газа сейчас больше, чем они были когда-либо за десятки миллионов лет, и как результат – происходящие изменения климата.
Все это влияет на насекомых. А то, что влияет на насекомых, влияет на нас. Сокращение количества насекомых и уничтожение некоторых видов отразятся на экосистемах как круги на воде, и со временем приведут к серьезным последствиям.
К счастью, мы не сможем уничтожить всех маленьких существ. Но нам следует принимать во внимание наших крошечных летающих друзей. Несмотря на 479 миллионов уже прожитых лет, им сейчас очень трудно.
Нам известна только маленькая часть всех существующих насекомых, а о тех, что нам известны, у нас мало точных данных. Тем не менее имеющихся данных достаточно, чтобы понять, что четвертая часть всех насекомых находится под угрозой исчезновения.
Важная мысль в связи с этим: когда вид находится под угрозой исчезновения, начинать волноваться уже слишком поздно. Вид перестает функционировать в экосистеме задолго до того, как погибнет последняя особь. Поэтому очень важно не следовать слепо за исчезновением видов, но также обращать внимание на сокращение численности популяций. Многое указывает на то, что насекомых становится меньше. В Германии общее количество всех насекомых, пойманных в более чем 60 местах по всей стране, упало на 75 % за какие-то 30 лет. Данные со всего мира указывают, что человеческое население Земли за последние 40 лет удвоилось, а количество насекомых за это время сократилось почти на половину. Это печальные цифры.