БЕЗ ФАНТАСТИКИ
О враче Гуфеланде и памятнике, которого он удостоен
В старости Линней любил повторять, что он не вступает ни в какие дискуссии. «Лета мои, коих я достиг, мои занятия и характер запрещают мне поднимать перчатку, бросаемую противниками. Через их голову я обращаюсь к потомству!» — отвечал ученый на уколы и выпады явных недругов и скрытых недоброжелателей. Он не ошибся в ожиданиях. Потомство сохранило не только общие принципы систематики, разработанной первым инвентаризатором живой природы, но и многие придуманные им названия растительных и животных видов. Однако мало кто из пользующихся его номенклатурой помнит, что великий швед совсем не был склонен к всепрощению, что он и сейчас подсмеивается над отравлявшими ему жизнь умными и неумными противниками.
Ядовитое растение, зарегистрированное как «бюффония», получило название в честь давнего Линнеева врага Жоржа Бюффона. Уродливая «плюкенетия» сохранила для будущего имя ботаника Плюкенета, высказывавшего, по меньшей мере, несообразные мнения насчет трудов Линнея.
Как видим, даже сухая терминология биологов отмечена дыханием живой истории науки. Подобно топонимике, показавшей, что в названиях гор и урочищ, рек и городов живут отзвуки истории стран и народов, зоо- и фитонимика помогают подчас обнаруживать в названиях растений и животных либо их происхождение, либо их приметы и свойства, либо, как у Линнея, отзвуки гремевших когда-то дискуссий.
Существуют в этом языке натуралистов также и почетные, трудом приобретенные памятники-названия, которыми увековечены имена маршалов науки и ее рядовых, дело и смысл их жизни. Взять, к примеру, макробиотуса гуфеланди — вид из класса тардиграда (тихоходки). Тварюшка, напоминающая микроскопического паучка, высохнув, по виду ничем не отличается от песчинки или пылинки, в то же время сохраняя способность воскреснуть, ожить. Попав во влажную среду, мертвая песчинка вновь становится нормальной тихоходкой. Разве не настоящей находкой было присвоить этому существу имя Вильгельма Гуфеланда — женевского и берлинского врача, автора одного из первых капитальных трудов об искусстве предотвращения преждевременной старости? Сочинение его поначалу печаталось отдельными главами не более и не менее как в «Журналь дес Люксус унд дер Моден», издателем журнала был Юстин Бертут — придворный советник и владелец мастерской искусственных цветов. После 1786 года сочинение не раз выходило отдельной книгой, озаглавленной «Макробиотика, или Средство продлить человеческую жизнь». Конечно, медицина — одна из древнейших отраслей знания — со дня возникновения стремится к этой цели, отстаивает жизнь, ликвидируя причины, прямо или косвенно ее сокращающие, и все же Гуфеланд произнес новое слово.
«Не подлежит сомнению, — писал К. А. Тимирязев, — что с успехами предупредительной медицины и гигиены явится возможность значительно увеличить среднюю продолжительность жизни». И он же спрашивает: «Если бы были устранены все внешние причины, грозящие жизни, могла ли бы она быть продолжена на неопределенное время? Другими словами, являются ли старость и смерть необходимыми последствиями жизни? Многим это представляется лежащим вне сомнения. Но некоторые физиологи, как Мечников, думают, что сама старость только форма и результат болезни». Конечно, Илья Ильич Мечников, выполнив завет Бэкона, намного опередил свое время, когда во «Введении в научное изучение смерти» бесстрашно утверждал: «Привыкли считать смерть чем-то столь естественным и неизбежным, что с давних пор на нее смотрят как на свойство, присущее всякому организму. Однако когда биологи стали ближе изучать этот вопрос, они напрасно искали какого-нибудь доказательства этому мнению, принятому всеми за догмат». И вместе с тем для человека Мечников полагал возможным ставить задачей не предотвращение смерти, а только изменение состояния старости. Он считал: счастливый, насыщенный жизнью, свободный от болезней человек будет без страха смотреть в неотвратимое будущее.
Передовые люди века горячо поддержали ученого. «В настоящую минуту трудно даже подсчитать то сбережение духовных сил и представить себе то бодрое душевное настроение, которое должно наступить с реальным устранением дисгармоний нашей природы, — писал профессор Н. А. Умов по поводу мечниковских „Этюдов о природе человека“. — Осуществление мысли Мечникова сделать старость физиологической и развить инстинкт смерти соответствует изменению нашей природы, обильному последствиями для высших проявлений жизни человека».
«Счастливого пути вам, путешественники в третье тысячелетие!» — обращался к молодежи девяностолетний академик В. Обручев и призывал в своем завещании «…продлить жизнь человека в среднем до 150—200 лет, уничтожить заразные болезни, свести к минимуму незаразные, победить старость и усталость, научиться возвращать жизнь при несвоевременной, случайной смерти…».
И среди самых выдающихся деятелей современной медицины нередки убежденные последователи учения Мечникова. Профессор Льюис Томас ныне виднейший онколог США. Еще студентом он написал страстное стихотворение о недопустимости и неприемлемости смерти в больнице, созданной для излечения страждущих. Впоследствии он радикально изменил отношение к смерти. В одном из своих эссе, составивших сборник «Жизнь клетки», он написал: «Меня сначала удивила мысль, что умирание — в порядке вещей, но, в сущности, это не должно бы казаться удивительным. В конце концов, умирание — самая древняя и основная из биологических функций, и механизмы ее разработаны с той же заботой о благе организма, с тем же обилием генетической информации для всех фаз жизни, которые обнаруживаются во все критические моменты».
Вывод Томаса почти дословно повторяет заключение Мечникова: «Старение приемлемо только тогда, когда оно нормально и естественно… Помните стихотворение Оливера Уэнделла Холмса о чудесной одноконной бричке? — продолжает Томас. — Для меня это современная басня о смерти, какой она должна быть в природе, где все разрушается сразу: „Она рассыпалась вся сразу, а не по частям, вся сразу, как лопаются пузыри“. Согласно последним открытиям в области мозга, он от природы снабжен специальными рецепторами, воспринимающими выделяемое самим же мозгом вещество, напоминающее морфий. Быть может, таким образом природа обеспечивает покой в процессе умирания?»
Прошло немногим больше полувека с тех пор, как Мечников окончил жизненный путь, завещав своим последователям не расходовать время и силы на изобретение магических средств бессмертия, на создание волшебных таблеток от старости или открытие чудодейственных способов омоложения, но терпеливо изучать механизм нормального старения, чтоб предупреждать старение ненормальное или преждевременное.
Тихоходка и ракетоплан, летящий со скоростью света
Пожалуй, наиболее каверзной из трудностей, с какими сталкивается автор научно-фантастического произведения, когда задумывает отправить космический корабль с Земли к планетам дальних галактик, остается проблема сохранить путешественникам жизнь до прибытия к цели.
Пусть даже корабль несется со скоростью солнечного луча, а время для космонавтов течет медленнее, чем на Земле. Все равно продолжительность сверхдальних полетов не укладывается в рамки человеческой жизни. Самые масштабы предприятия вступают в противоречие с возможностями отдельного человека.
Чтоб выйти из положения, писатели-фантасты наделяют своих героев некоторыми свойствами тихоходки — макробиотуса.
У природы есть не один способ решить задачу продления жизни. В греческом мифе о мойрах первая из них, по имени Клото, держит прялку, вторая, Лахесис, прядет нить жизни. Она владеет, оказывается, множеством разных приемов и уловок, которые делают свитую нить прочной и гибкой. Побеждая в мечтах всемогущую третью мойру — Атропос — с ее ножницами, обрезающими нить жизни, греки создали в своем эпосе как бы противовес мрачному мифу о трех сестрах-пряхах: Геракл, он же Геркулес римлян, осиливает саму смерть, подобно героям сказок русского и других народов. Спящая красавица возвращена к жизни жарким поцелуем. Богатырь, павший на поле брани и уже истекший кровью, воскресает, едва его спрыснут живой водой. Даже в предание о Гидре — у нее на месте отрубленной головы отрастает новая — вплетен все тот же мотив неодолимости жизни.
У этих полудетских мечтаний человечества есть, если вдуматься, грани соприкосновения с действительностью, точки опоры в реальном мире. В конце концов, пусть односторонне, пусть преувеличенно, иллюзорно, фантасмагорически, все они отражают некие реальные свойства и черты органической жизни.
Та же Гидра с головой, отрастающей на месте отрубленной, или мифическая обоюдоголовая змея Амфисбена — разве это чистый вымысел?
Оставим романтических красавиц, закованных в доспехи сказочных богатырей и, чтоб далеко не ходить, посмотрим, себе под ноги, где, извиваясь, ползет дождевой червь, отнюдь не прекрасный и предельно голый Этого червя мы впервые увидели еще в раннем детстве и тогда уже знали, что его можно разрубить надвое острой лопатой, а он продолжает жить: у него голова отрастает на месте отрубленной, а конец головной части обзаводится своим хвостом. Как же легко мы об этом забываем, как быстро перестаем удивляться, как быстро приучаемся проходить мимо обыденных чудес природы, не удостаивая их своим вниманием!
Разве в опытах итальянца Лаццаро Спалланцани у моллюсков на месте удаленной части тела не вырастала новая? Разве не появляется у краба клешня взамен отломанной? Разве истертые в пыль губки не собираются затем в живые системы? Ведь если даже смешать живую массу двух разных губок — лиссодендорикс и микроциона, то клетки каждого вида вскоре соберутся, образуя самостоятельные живые комплексы.
То же происходит и у полипов.
Сколько примеров тому привел Абрам Трамблэ в своих полузабытых теперь «Мемуарах к истории одного вида пресноводных полипов с руками в форме рогов»! Трамблэ показал, что полипы не только воспроизводят утраченные части, но даже восстанавливаются целиком из отдельных отрезков.
Современник Трамблэ, профессор Руанского университета Ле Ка, торжественно предсказал: «Две вещи прославят в веках главные прозрения XVIII века — это, во-первых, открытие электричества и, во-вторых, открытие пресноводных полипов».
В те времена послы регулярно доносили дворам о ходе опытов с полипами, проводимых Трамблэ и всеми, кто по его примеру изучал явление регенерации. Жадный интерес к почти неизвестным дотоле полипам вполне понятен. Его питала обольстительная, хотя и смутная, догадка. Ведь здесь природа как бы приподнимала завесу над тайной жизни и смерти.
Не случайно лейпцигский профессор теологии Х.-А. Крузиус в двухтомном «Наставлении к добропорядочному и осторожному размышлению над природными явлениями» именем церкви объявлял греховными мысли тех, кто противопоставляет свои дерзкие помыслы воле всевышнего. Но заклинания Крузиуса не смогли помешать новым открытиям в опытах на иглокожих, членистоногих, даже на позвоночных — амфибиях, рептилиях. Регенерация — свойство восстановления утерянных частей тела — оказалась явлением широко разлитым в живой природе, причем не только в мире флоры, но и фауны.
Рене де Реомюр, известный своей шкалой термометра, был одним из натуралистов, кто еще в XVIII веке осмелился проверить возможность искусственного продления жизни. Он обратил внимание на формы бабочек, дающих два поколения в год: первое окукливается на несколько летних недель, второе — на несколько зимних месяцев. «Видимо, именно холод задерживает ход превращения», — решил ученый и провел соответствующие опыты: из куколок, помещенных на холод, бабочки вышли позже, из таких же куколок, содержавшихся в тепле, — значительно раньше.
Воздействие температурой сказывается на продолжительности сроков всей жизни, от исходного яйца до завершающей превращения фазы взрослого насекомого, изменяя их в два, три, четыре раза, причем в обоих направлениях: сокращая одни, удлиняя другие.
Реомюр работал не только с гусеницами бабочек, но и с личинками муравьев, с потомством жуков скарабеев и здесь тоже обнаружил жизнетворное влияние одних температур и сокращение сроков жизни под воздействием других.
«Не представляет ли температура только внешнее условие, приводящее в движение внутренние процессы? — задался вопросом исследователь. — Интенсивность дыхания, например, определенно — зависит от температуры. А что будет, если покрыть куколку в коконе слоем лака, препятствующим воздухообмену со средой?»
Лакированные куколки стали развиваться медленнее, общая продолжительность жизни несколько удлинилась.
Реомюр перенес опыты с лакировкой на кладки яиц.
Вольтер высмеял эти опыты в одном из своих сочинений: «Конечно, хорошо жить 800—900 лет, заткнув себе поры и уменьшив частоту дыхания, но мы этого опыта не будем ставить ни на ком, так как опасаемся, как бы пациент сразу не достиг того возраста зрелости, который влечет смерть».
Вольтеру возразил Пьер-Луи Мопертон, заметив: «Я был бы столь же наивен, как те, кто ищет секрета бессмертия, если б считал эти опыты открытием секретов, способных продлить жизнь человека, но я и не настолько робок, чтоб не сметь считать возможным достижение чего-то более существенного, чем обычное наблюдение».
Между тем воодушевленный результатами Реомюр пробует продлить зимний период у сурка и переносит его спящим в домашний ледник. Ученого постигла неудача, но уже сама постановка первого опыта на млекопитающем была шагом вперед, мужественным ответом скептикам.
«Мы вправе заключить, что есть нескончаемое число животных, рост и срок жизни которых мы способны ускорять (укорачивать) или задерживать (удлинять)», — вот заключение одного из тех, кому удалось вписать первую страницу в историю экспериментальной геронтологии.
Реомюр, похоже, не был еще знаком с естественной историей тихоходок, с их поразительными резервами жизнеспособности.
Между тем уже Спалланцани показал, что не один, а многие их виды способны оживать после полного высушивания. Смело беря объекты для опытов с далеких друг от друга ступеней систематической лестницы и столь же смело сопоставляя внешне далекие друг от друга явления, Спалланцани (недаром он прозван Неистовым!) нашел, — здесь его мысль сливается с мыслями Реомюра, — что зимняя спячка многих позвоночных сродни мнимой смерти тихоходки.
Тихоходок, живущих в сырых низинах и во мхах, позднейшие экспериментаторы держали в сосуде с чистым водородом, где дыхание и окисление полностью исключено. Две недели провели тихоходки в этой в прямом смысле слова убийственной атмосфере, а перенесенные на свежий воздух и увлажненные, ожили. Чем сильнее высушены тихоходки, тем медленнее возвращаются они к жизни. Пробуждение от смертного сна растягивается в иных случаях на двести — пятьсот — тысячу часов. И все же, проснувшись, эти крохи живут нормально.
Исследователи пошли дальше. Предельно высушив, помещают они животных в жидкий воздух, потом в еще больший холод — в жидкий водород. Четверть часа при температуре минус 253° проводят здесь тихоходки, точнее, то, что когда-то было тихоходками. Их окунают в жидкий гелий с температурой минус 269°, даже минус 271°. Отсюда рукой подать до абсолютного нуля, когда газы переходят в твердое состояние. До такой температуры даже сказка не осмеливалась замораживать Снегурочку! А тихоходки, проведенные через все круги этого ада, оживают после возвращения в нормальную среду.
Из холода их можно бросать в полымя. Высушенных тихоходок нагревают до 100, в безвоздушной среде до 140°, и все же, перенесенные на сырой мох, они воскресают. Обыкновенная влага мхов оказывает действие не менее волшебное, чем живая вода сказки.
Если обобщить историю опытов с тардиградой со времен Антония Левенгука до наших дней, то тихоходок, пожалуй, вернее назвать не долгожителями — макробиотусами, а бессмертниками — иммортелями.
За 250 лет, прошедших с тех пор, как Левенгук с помощью изобретенного им микроскопа открыл у многих мельчайших животных способность воскресать после кажущейся гибели, люди науки еще не пришли к единому объяснению этих фактов, не решили: что же представляет собой состояние после прекращения видимой жизнедеятельности и до воскрешения организма — мнимая смерть или скрытая жизнь?
Знаменитый Клод Бернар категорически утверждал, что в этих случаях жизнь останавливается, а не замедляется. Не менее знаменитый Сергей Навашин столь же уверенно заявлял: «Никто, рассуждая здраво, не скажет, что в засушенной и промороженной споре жизнь осталась „сидеть“ как спящий сторож в будке. В такой споре, конечно, нет жизни».
Примерно то же можно сказать и о зимней спячке. Наш соотечественник профессор Хорват восклицал: «С физиологической точки зрения здесь все невероятно! Самые строгие из наших описаний были бы сочтены за басни, не имей мы возможности наблюдать их».
И это еще до П. И. Бахметьева с его потрясшими научный мир опытами.
О Порфирии Ивановиче Бахметьеве, человеке необычайной судьбы, следует сказать здесь подробнее. Сын русского крестьянина, он участвовал в основании Софийского университета в Болгарии. Проницательный натуралист и смелый исследователь пролагал новые пути в разных областях знания.
Мы немного избалованы достижениями дружбы наук, их сотрудничества, их объединенных усилий в разведке, их быстрого роста на стыках. Труды Бахметьева — физика, математика и биолога — многими идеями обогатили, в частности, один из таких стыков — биофизику, лишь в наши дни сложившуюся как самостоятельная наука.
Но и сейчас диву даешься, как совмещались у него мысли о телевидении, скажем, и об анабиозе.
Впрочем, если вдуматься… Бахметьев разработал схему для беспроволочной передачи изображения на расстояние, на многие десятилетия предвосхитив основы современного телевидения, того, что позволило людям получить снимки поверхности невидимой с Земли стороны Луны, снимки Венеры, Марса. Бахметьев же исследовал состояние живого при несуществующих в естественных условиях на земле низких температурах. И там, и здесь живет, в сущности, одно и то же устремление: проникнуть взглядом и мыслью в запредельные высоты и глубины, приблизить недоступное, проложить путь в неведомое.
Работы Бахметьева взволновали не только ученых.
— Русский профессор возвращает к жизни неживое.
— Сказочнее сказки о Снегурочке.
— Победа над ледяной смертью.
Однако крикливые газетные заголовки не искажали сути дела. Бахметьев и его сотрудники охлаждали гусениц некоторых бабочек, постепенно понижая температуру, пока гусеницы не промораживались насквозь. Они, писал Бахметьев, «витрифицировались», становились словно стеклянными. И не только по внешности. Когда остекленевшую гусеницу бросали на пол, она со звоном разбивалась на мелкие осколки, а их острые углы наглядно подтверждали: гусеницы превратились в стеклоподобное физическое тело, подвластное законам мертвой материи.
Такую гусеницу, превращенную в нечто, казалось, полностью переставшее быть живым, Бахметьев отогревал. И в мертвую сосульку постепенно возвращалась жизнь. Гусеница просыпалась, начинала шевелиться, передвигаться, принималась глодать зелень, вновь обретала способность извергать из пищеварительного тракта отбросы усвоенной пищи. Существо, бывшее недавно ледышкой, жило.
Теперь временный выход из жизни, превращение живого в неживое и возвращение в жизнь прослежены до мельчайших деталей и в лаборатории, и в природе. Уже многое известно о том, как осуществляется этот «невероятный с физиологической точки зрения» процесс.
Вот реснитчатые инфузории. Массами плавают они в лужах и канавах, но, по мере того, как солнце с каждой неделей поднимается выше и лужи подсыхают, инфузории изменяются. У них исчезают реснички, рот, глотка, плавно замедляются движения, оболочка сильно уплотняется… В новом состоянии (превратившись в цисту) инфузория выдерживает невзгоды, которые раньше ее сразу же погубили бы. Солнце полностью высушило лужи и канавы, жаркие лучи прокалили ил, ветер поднял в воздух пыльное облако, а с пылью — цисты. Но инфузориям все нипочем. Обычно такие ненасытные, такие прожорливые, они могут теперь годами оставаться без пищи.
А вот пшеничная нематода, или, как ее когда-то назвали, угрица, вредитель со звенящим, словно бубенчик, названием — ангвилюлина тритици. Крошечные молодые угрицы живут в почве. Привлекаемые зеленью всходов, они пробираются в пазухи растения, вбуравливаются в ткань будущего колоса, одеваясь как бы желваком из клеток пшеницы. В одном желваке — галле — может скопиться до 15 тысяч личинок. После того как микроскопический гарнизон вредителей пройдет две первые линьки, личинки высыхают в своих шкурках — галлы заполняются массой тонких, сухих, неподвижных нитей. Отныне они не меняясь могут годами лежать с зерном в амбарах. Но стоит высеять зерно во влажную почву, нити набухнут, расправятся, выйдут в грунт и здесь, повторяя пройденное, дождутся зелени всходов. Известен случай, когда нематоды пролежали сухими 27 лет и ожили!
Пиявки проводят зиму, закопавшись в ил, ничем не питаясь.
Своеобразный рекорд принадлежит Антарктиде. Здесь пробурили скважину в 200-метровом слое льда и с горизонтов, возраст которых 8—9 тысяч лет, извлекли пробы, содержавшие бактерии. И в лаборатории они ожили!
Вспомним, как каждый год высыхают разные мелкие членистоногие, как окоченевают лягушки подо льдом в болотах, летучие мыши в пещерах и в дуплах, как цепенеют грызуны в норках, как спят летом тропические животные.
Некоторые рыбы жарких стран, когда пересыхают русла, закапываются поглубже в ил, другие с помощью жаберных крышек передвигаются в поисках новых водоемов, а двоякодышащая протоптерус сеннектес окружает себя плотной капсулой из слизи, выделяемой кожей, и в таком органическом боксе дожидается сезона дождей.
А необъятный мир листопадных кустарников и деревьев?! Ведь они зимуют в состоянии, аналогичном спячке животных.
Поставим в ряд все формы анабиоза, инцистирования, периодов покоя, регулярных перерывов в развитии некоторых насекомых (такие перерывы именуют диапаузой), даже имитирующие смерть приспособления «притворяшек», широко известные у жуков-щелкунов. Во всем этом, как писал один из крупнейших знатоков проблемы, советский биолог П. Ю. Шмидт, «мы видим проявление своеобразной диалектики жизни — жизнь для сохранения своего создает отсутствие жизни, как бы временную смерть».
Что же это, только опыт философского осмысления природы или здесь обнаруживаются и практические подступы к волнующему нас делу?
Человечество уже командует продолжительностью существования растений.
Семена однолетних сорняков, осыпаясь из одного и того же колоса, одной и той же корзинки, одного и того же стручка, лежат в почве рядом, на одинаковой глубине, в тождественных условиях. Прорастают же не все сразу, а на протяжении ряда лет. Такими были когда-то предки культурных растений. Теперь эти всходят в посевах дружно, поднимаются сомкнутым строем и так же дружно колосятся. И каждый раз, «когда волнуется желтеющая нива», это воспринимается как победа труда, как праздник и торжество жизни. Мириады колосьев дозревают, тихо шелестя на ветру, и никто не думает, что здесь собирает жатву смерть, что миллионы растений одновременно догорают, заканчивая жизненный путь.
Но есть места и на земле, и в лабораториях, где урожай снимают не один раз в год. В Ленинградском институте агрофизики томаты плодоносят через 60 суток после выгонки всходов — вдвое скорее, чем в поле. «Курьерское» растение, растение-стрела, растение-ракета!
Действительно, изменение сроков бытия. Но сокращение, укорочение. И люди за тысячелетия сельского хозяйства изрядно в том преуспели. Однако все эти тысячелетия — пока только приготовительный класс.
Нас же сейчас волнует противоположное — всемерное, всеспособное удлинение жизни. Видимо, богатый арсенал природных средств самосохранения можно искать в классе, представленном наибольшим количеством наиболее разнообразных существ, таких хрупких и в то же время таких увертливых, с такой завидной легкостью ускользающих от смертоносного влияния самых, казалось, неблагоприятных воздействий. Это — насекомые.
Об усаче из сапожной колодки и его собратьях
Английский энтомолог Уотерхауз заметил, что из его деревянной колодки для штиблет высыпается тонкая струйка опилок и трухи. Тщательно осмотрев деревяшку и опилки, Уотерхауз заключил, что в колодке живет личинка усача. Об этом сюрпризе энтомолог рассказал коллегам, а те посоветовали ему завести специальный дневник для наблюдения за личинкой.
Личинка оказалась достойной такого внимания: проведя в колодке свыше 10 лет, она сплошь источила дерево. Два с лишним стакана трухи собрал в качестве трофеев и вещественных доказательств Уотерхауз. Но личинка так и не окуклилась, замерла из-за нехватки пищи. Всего она прожила, по расчетам ее биографа, 12 лет, минимум втрое больше, нежели в нормальных условиях.
Но и 12 лет для усача не рекорд. Мы убедимся в этом, когда от истории, словно заимствованной из «Записок Пиквикского клуба», перейдем к другой, кажущейся взятой напрокат из немецкой сказки.
Тихим зимним вечером почтенное семейство в полном составе сидело вокруг именинного пирога, на котором горело полтора десятка свечей. Виновнику торжества вручили серебряную лопатку, чтоб он исполнил свои обязанности. Все затаив дыхание следили, как он справляется с непривычным делом. И вдруг почти благоговейную тишину нарушили слабые, но вполне отчетливые скрип, царапанье, шорохи, наконец, сердитый гуд. Рука с серебряной лопаткой застыла в воздухе, а взгляды собравшихся устремились к месту, откуда исходил шум.
По спинке стула полз здоровенный темный жук, свесивший длинные, длиннее всего тела, усы. Позже удалось найти и отверстие, из которого он вышел.
Но ведь дюжина стульев была куплена лет пятнадцать назад. Сколько же времени развивался усач?
Жука посадили в коробочку и, подробно описав обстоятельства, при каких он был обнаружен, отправили в музей. Специалисты опознали усача: это был моногамус конфузус.
И теперь каждый раз, как зажигали свечи на именинном пироге, все вспоминали историю о прибывшем на семейное торжество жуке моногамус.
Если отложить в сторону хотя бы и достоверные анекдоты в традиционном английском или немецком стиле и перейти к сухим протоколам, узнаем: усачи выходили из мебели через двадцать, даже тридцать лет после рубки дерева. Усачу, прожившему по меньшей мере сорок пять лет, был посвящен специальный доклад на заседании съезда энтомологов США.
Аналогичные казусы возможны не только в семействе усачей. Изба, в которой появилась на свет златка бупрестис аурулента, принадлежала чуть ли не старику со старухой из пушкинской сказки: 63 года (!) провела личинка этого жука в потемневшем, продымленном бревне, прежде чем развилась в совершенное насекомое — имаго.
Проведены без преувеличения тысячи опытов, в которых личинки, получая несвойственную им пищу, росли в несколько раз медленнее, чем на естественном корме.
Но вправе ли мы рассматривать удлинение одной стадии как увеличение продолжительности всей жизни? Видимо, да. Возьмем, к примеру, цикад. Греческий поэт Ксенарх объявил их «счастливейшими созданиями, чьи жены безголосы и немы». Личинки этих насекомых зарываются на глубину чуть ли не в десять метров и проводят здесь многие годы. Ближе к тропикам цикада развивается 13 лет, а посевернее — 17, почти на четверть дольше. Дозревающие насекомые лепят на поверхности почвы что-то вроде трубки в несколько сантиметров высотой. Через этот ход они и пробираются наружу, вползают на растение, в последний раз линяют, выходят на свободу в форме имаго и несколько дней оглушительно стрекочут (если это самец), призывая немую самку…
Кто не знает майского жука? Личинка его живет в почве три года, но, если на это время выпадает засуха, взрослый жук появляется на год позже. И здесь тот же парадокс: вследствие неблагоприятных условий срок жизни возрастает на целую треть!
Казалось бы, все зависит от внешних обстоятельств. Это бесспорно, однако дело здесь не так-то просто.
Рядом с такими долгожителями существуют насекомые, которые заканчивают развитие, не успев переступить порог дома ни одной из своих шести ножек.
Это бабочки мешочницы — психеи Фабра — родич всем знакомой моли. У мешочниц взрослые самки бескрылы и похожи на личинок. «Самки, — указывает один из классиков энтомологии, — никогда не покидают своих коконов, но откладывают яйца внутри, да кроме того, и внутрь своей куколочной оболочки, где из них вылупляются молодые, крайне многочисленные гусенички».
Мешочницы, конечно, уникум, а поденки-эфемериды разве нет? Семиглазое (два глаза — фасетчатые столбики, два других тоже фасетчатые, из сотен фасеток, словно на висках, и сверх того три простых глазка на темени), безротое («ни следа каких бы то ни было ротовых органов», — свидетельствуют справочники), зато, как правило, дву-, а то и треххвостое создание… У поденки две пары крыльев, а длинное вытянутое брюшко ее — надутый воздухом хитиновый пузырь, и только. Рта у насекомого нет, для чего же пищеварительный тракт?
Первые стадии поденка проводит в воде. Здесь из яйца выходит личиночка, растет, превращается в личинку. Она дышит трахеальными жабрами, а после двух десятков линек, когда личинка становится нимфой, трахеальные жабры сбрасываются. Тут обитатель водной стихии взмывает в воздух.
«Это совершается почти мгновенно, — писал английский натуралист Джон Леббок. — Нимфа всплывает на поверхность воды, кожа у нее на спинке лопается, и сразу же окрылившееся насекомое поднимается в воздух и улетает. С момента появления первой трещины на спинке нимфы до отлета окрыленного насекомого не проходит и десяти секунд».
Роями толкутся поденки над водой, то падают, то взлетают на своих кисейных крыльях. В этих воздушных балетах встречаются оба пола, и самки мгновенно откладывают яйца, вернее, выбрасывают их над водой. Пакеты яиц быстро рассыпаются, расплываются, и яйца (блестящие точки) одно за другим тонут. Из яиц через шесть-семь месяцев вылупляются личинки, а их развитие растягивается нередко на годы.
Итак, при благоприятных условиях поденки годами готовятся появиться на свет, а окрыленными проводят считанные часы, даже минуты. Однако, если погода мешает полетам, их жизнь в виде закончивших развитие насекомых может продлиться и до двух недель, то есть в десятки раз.
Некоторые виды поденок, погрузив брюшко в воду, откладывают яйца на камнях и растениях вдоль берега. Ни одно окрыленное насекомое не успевает увидеть солнечный свет. «Супружеские и родительские обязанности выполняются в течение одной ночи и заканчиваются до наступления утра. Смерть настигает производителей еще до восхода солнца».
И все же описанные виды могут считаться мафусаилами среди своих сородичей; большинство их существует в форме имаго лишь час, даже полчаса.
Какой же вывод сделать из повести об усаче и его собратьях? Если история тихоходок и целого сонма их дальних и ближних родичей свидетельствует о способности живого переходить к скрытой жизни, то здесь, пожалуй, всё говорит о свойстве насекомых изменять для сохранения жизни длительность отдельных этапов метаморфоза.
Вспомним, однако, крупнейшего русского энтомолога Н. А. Холодковского, его статью о роли обобщения в биологической науке с тезисом об ослепительной сложности и многосторонности природы, о неожиданностях, разбивающих наши самые, казалось бы, логичные рассуждения. Обобщение, предлагаемое нам «логичными рассуждениями», представляется совсем близким, как вдруг природа решает совершенно иначе…
О подземных согнездиях галикт и о секретах их общин
Во всем мире зарегистрировано около 20 тысяч видов пчел, относящихся к 18 семействам и 700 родам. В одном из них, а именно в роде галикт, югославский биолог С. Грозданич и французская исследовательница С. Плято-Кеню независимо друг от друга открыли форму семьи, совершенно не похожую на известные доныне у общественных насекомых.
Жизнь семей галикты каемчатой (маргинатус) представляет собой настоящий сгусток диковин.
Черные или черно-зеленые галикты вдвое меньше медоносной пчелы. Они гнездятся в почве, проводя под землей фазы личинки и куколки, даже большую часть фазы совершенного насекомого, что само по себе уже довольно неожиданно для крылатых созданий. По этой причине галикты не часто попадаются на глаза даже там, где больше распространены, — в южных, теплых краях.
Вот, перезимовав, разбуженные весенним теплом галикты принялись открывать выход на поверхность, к свету. Вокруг уже все цветет, и пчелки находят в венчиках сколько угодно пыльцы и нектара. Подкрепив силы (пчелы зимуют без всяких запасов), каждая сама для себя принимается прокладывать почти отвесный ход, ведущий на 30 сантиметров в глубь почвы. Галикта вырывает этот колодец поблизости от недавно покинутого материнского гнезда. Так и возникают разрастающиеся годами городища галиктовых гнезд. В самом низу галикта вырывает пять-шесть ниш, каждая чуть больше горошины. Стенки их, подобно стенкам самой шахты, спрессованы и сглажены, потом строители облицовывают их смолой, своего рода глазурью.
Соорудив ячейки, галикта сносит в них пыльцу и нектар с растущих вокруг входа цветов. Корм спрессовывается в аккуратные, плотные хлебцы. Когда последний хлебец готов, галикта поднимается из ниши, как бы для нового фуражировочного полета. Но на этот раз, добравшись до входа, она останавливается и начинает, пятясь, заваливать изнутри шахту, которую так старательно строила. Остаются лишь несколько последних сантиметров коридора и связанные с ним ячейки. В отрезанном от мира подземелье галикта откладывает яйца — по одному на хлебец.
Это происходит примерно в июле. Из яиц вскоре вылупляются личинки. Быстро поедая хлебец, на котором лежат, личинки окукливаются и засыпают. К началу сентября (в эту пору на юге еще сухо и тепло) в ячеях выводится первое поколение пчелок, ничем на вид не отличающихся от матери. Их всего пять-шесть, по числу ячей. Молодые пчелки остаются в гнезде с матерью — основательницей подземного поселения. Вялые, без корма (он начисто съеден личинками), ползают они из ячеи в ячею, облизывают друг друга и мать. Между тем почва остывает, и всё население гнезда впадает в состояние покоя, засыпая натощак до весны. Жизнь в галиктах поддерживается теперь только питательными веществами жирового тела: у матери оно образовалось во время весеннего кормления, а у дочерей — тогда, когда они личинками поедали свой пыльцевой хлебец.
Пока пчелки спят, присмотримся к населению гнезда. Перед нами семья — мать и ее дочери. Такие семьи, правда, куда более многочисленные, известны у ос, шмелей, медоносных пчел, муравьев, термитов. Но у этих насекомых молодые поколения, живущие с матерью, состоят из особей, заметно отличающихся от обоих родителей и повадками и строением тела. Они практически бесплодны, в воспроизведении вида участвуют только как кормильцы самок и самцов, только как воспитательницы новых поколений. Это и есть физиологическая каста (стаза) рабочих. У галикт, напротив, дочери ничем не отличаются от матери, какой она была в молодости.
Итак, старшая пчела, окруженная похожими на нее дочерьми, зимует в подземелье. С весенним теплом жизнь здесь просыпается. Но мать теперь свободна: всё, что раньше делала она, выполняют ее дочери. Они восстанавливают ход из гнезда на поверхность земли, ремонтируют построенные матерью ячеи, сооружают рядом новые. Сильными ножками и жвалами молодые пчелки быстро выбрасывают грунт на-гора. Первое время, пока он не успел просохнуть, валик свежей земли вокруг выхода хорошо заметен. Потом, спекаясь на солнце, он превращается в неровный комок почвы, пронизанный отвесным каналом диаметром с карандаш. Нечто подобное трубам, которые слепляют из почвы, выходя на волю, нимфы цикад… Через гладкий, почти лакированный шахтный колодец молодые галикты выскальзывают под открытое небо и, впервые расправив крылья, взлетают.
Теперь они добираются и до корма: купаются в ароматных венчиках, валяются в золотой муке пыльцы, жадно едят ее, запивая нектаром.
Пока молодые пируют в цветках, мать одиноко бродит по опустевшему подземелью, необыкновенно чистому после ремонта и еще пахнущему глазурью стен. Оставленная всеми, она ждет. И вот начинают возвращаться насытившиеся, опудренные цветнем дочери. Одни кормят мать пыльцой и нектаром, другие тем же кормом загружают ячеи.
В гнездах теперь не менее 15—20 ячей, и в каждой лежит плотный пыльцевой хлебец, сдобренный нектаром. Пчелки перестают вылетать и принимаются, точь-в-точь как это делала прошлым летом мать, заваливать изнутри ход песком и пылью. Опускаясь вниз, они отрезают гнездо от внешнего мира.
Эти пчелки вдвое моложе матери, но она продолжает жить, а дочери, разрушив ход в подземелье, засыпают навсегда. Тела их оказываются обычно где-нибудь в уголке гнезда, в одном месте.
Удивительно выглядит это само собой возникшее кладбище галикт. Прожили они по году, чуть не все время провели под землей и, проработав на цветках лишь несколько дней, примерно одну двадцать пятую срока жизни, успели на год вперед накормить мать и снабдить пропитанием новое поколение ее дочерей, которым предстоит появиться.
Первая генерация потомства старой галикты погибла, но жизнь в устье шахты и нишах ячей не прекращается. Основательница гнезда, как и в прошлом году, откладывает на каждый пыльцевой хлебец по яйцу. Через положенное время вылупляются личинки, принимаются поедать собранный покойными сестрами корм, потом окукливаются, наконец просыпаются в облике молодых галикт, одинаково похожих и на прошлогодних своих сестер, и на мать. Это пчелки второй генерации. Как и первые, они выводятся к началу сентября, ползают под землей вокруг матери, лижут и чистят друг друга язычками и, ни разу не покинув подземелья, не покормившись, зазимовывают.
Следующую весну, третий год жизни, встречает община, состоящая из старой галикты-матери и уже 15—20 ее дочерей, в точности повторяющих судьбу первого поколения рабочих. Через год гнездо будет состоять примерно из 50 ячей, из них вылупится 50 молодых галикт. Еще через год их станет 150, но порядок жизни в галиктовом гнезде неизменен. Разве только толчея в подземелье становится более оживленной, а холмик вокруг отвесного хода в гнездо выше и заметнее.
Но вот наступает еще одна весна, предпоследняя для взятого под наблюдение гнезда и последняя — пятая, иногда шестая — для матери-основательницы. Холмик и труба над выходом поднялись уже на пять — семь сантиметров, так высоко, как никогда в прошлом. Теперь строительницы ремонтируют и сооружают в общем до 500 ячеек, и грунта выбрасывается чуть не в сто раз больше, чем в первый год. Гроздь сферических ниш вокруг основания колодца большая и плотная. Когда пчелки начинают летать за кормом, у входа царит невиданное оживление. Фуражиры беспрерывно снуют двумя встречными потоками.
Но вот хлебцы уложены, ход запечатан, колодец разрушен, молодые — им всего по году! — галикты собираются на кладбище и здесь засыпают. А старая пчела-основательница, прожившая пять лет, снова засевает все хлебцы.
Если бы дела шли, как и в первые годы, семье опять зимовать отрезанной от мира. Но на этот раз подземелье остается закрытым не до вешних дней, а только до осени. Впервые после основания гнездо открывается, как только в ячеях проснутся молодые галикты, то есть к началу сентября. И теперь наружу ведет не общий, совместными силами проложенный коридор, а многочисленные неправильные ходы. По ним выбираются на волю молодые, первый раз появившиеся в семье самцы. Покидая свое подземелье, они улетают к чужим, ищут ходы в созревшие гнезда, где есть молодые самки. Самцы не слишком удаляются от дома: вечером возвращаются, а с утра опять разыскивают невест.
Ночевка в родном доме свойственна лишь самцам вида маргинатус. У многих других видов известны так называемые клубы, ночлежные сборища самцов. Листаешь работы, посвященные этим ночным клубам, рассматриваешь фотографии и не перестаешь удивляться. Голые стебельки, веточки, побеги облеплены комками тесно сгрудившихся насекомых. Что собирает их здесь? Помечая ночлежников капельками быстро сохнущей краски, убеждаешься: многие прилетают сюда и завтра, и послезавтра.
Но вернемся от этой удивительной и еще не имеющей объяснения повадки к нашей теме. Самцы галикт каемчатых вылетают в поисках невест. Выводящиеся в этом гнезде следом за ними самки остаются дома, бродят в лабиринте подземных ячей; здесь их и находят проникающие извне самцы — отпрыски других семей.
Свадебная пора продолжается иногда неделями. Потом самцы погибают, оставляя в гнездах молодых вдов, а вдовы стали уже и сиротами, так как престарелая мать — основательница семьи — тоже погибает. Из ее потомства в живых остаются лишь оплодотворенные самки. Весной они покинут старое гнездо, разлетятся и — тут мы возвращаемся к началу всей истории — выроют поблизости от материнской новые шахты с ячеями, заложат новые общины, которым суждено существовать пять-шесть лет.
Теперь выделим из всего, что здесь рассказано, одно обстоятельство. Почему пчелки галикты первых генераций живут лишь по году, а родительница их в пять-шесть раз дольше?
Прежде чем ответить, напомним: выйдя из ячей, молодые пчелы облизывают мать и друг друга. Именно в этом дело — в контактах с матерью, слизывании с ее тела выпота, вполне реального и вещественного, а главное, удивительного по воздействию. Пчелки, вкусившие его, теряют способность открыть выход из гнезда в начале осени, когда они рождаются, и жизнь их идет по иному руслу, строится совсем не так, как у матери.
Конечно, биохимики выяснят состав и формулу секрета самки-основательницы, физиологи проследят, по каким каналам передается на нервные центры его воздействие, парализующее одно лишь звено в цепи поведения рабочих пчелок. Но этого как раз достаточно, чтоб гнездо осталось запечатанным именно тогда, когда в еще теплом воздухе низко над землей носятся длинноусые женихи, проверяющие своими антеннами почвенные щели и трещины в поисках ходов к невестам. Весной же, когда выпот уже потерял свою тормозящую силу и не мешает пчелкам покинуть гнездо, женихов нигде и в помине нет, зато отовсюду галикт зовет аромат пыльцы и нектара. Этот призыв цветов окончательно уводит жизненный путь насекомых в русло рабочих особей.
Другое дело созревшее гнездо: потомство старой галикты здесь небывало многочисленно. Самку-основательницу кормит теперь весной рекордно большое число дочерей. Эта смесь богатого корма превращается в организме самки в яйца, из которых выводятся уже не одни лишь самки, как в первые годы, но и самцы. Они появляются в гнезде впервые. Кроме того, похоже, вещества, выделяемого самкой, уже не хватает на всех ее отпрысков (их же чуть не 500!), а может быть, оно просто не действует на самцов, которые открывают изнутри подземелье. Так или иначе, пути на волю проложены, самцы улетают, а вместо них в гнездо проникают чужие, которые находят своих невест, обреченных стать вдовами. Этим самкам, нисколько не отличающимся от сестер прошлых генераций, предстоит, однако, прожить еще пять-шесть лет.
Вряд ли женоненавистнику Ксенарху, воспевшему счастье самцов-цикад, «чьи жены безголосы и немы», понравилась бы существующая у галикт разновидность счастливого брака.
Но правы ли мы, считая одинаковыми самок-галикт всех поколений, и не переоцениваем ли значение выпота, которым мать словно околдовывает своих дочерей?
Если брать из молодых гнезд только что созревших пчелок и, помечая их краской, пересаживать в пятилетние гнезда, то прилетающие туда самцы не оказывают никакого предпочтения коренным обитательницам перед подкидышами, одинаково общаются с ними. Весной подкидыши из молодых гнезд точно так же, как и коренные обитательницы старых, покидают кров и принимаются закладывать собственные ничуть не менее рьяно и нисколько не менее успешно.
Вот повод призадуматься! Ведь если б оставить молодых пчел в родном гнезде, ни одна не прожила бы здесь более года. Достаточно пересадить тех же пчел в иное старое гнездо — и они проживут еще пять-шесть лет. Как легко, как просто здесь в пять-шесть раз продлить естественный срок жизни! До чего же богаты резервы жизненности, насколько возможные сроки жизни больше фактических!
И разве так только у галикт?
Об улье, муравейнике, термитнике и уроке, который они могут преподать
Общину галикт можно сравнить с многолетним растением, которое, однако, только на пятом году жизни зацветает, производит продолжателей рода и затем отмирает. Такие однократно цветущие растения — все равно, однолетние или многолетние — в ботанике называют монокарпическими. Семьи многих муравьев и термитов, образующих огромные колонии, представляют системы поликарпические, они с какого-то возраста начинают «цвести» и затем плодоносить — бывает и ежегодно. Тысячи крылатых самцов и самок — женихов и невест — вылетают из гнезд в определенную пору. Плодовитые самки (у муравьев) или супружеские пары (у термитов) расползаются, основывают новые поселения, которые со временем, разросшись в общину из сотен тысяч, а нередко и миллионов рабочих и солдат, регулярно порождают крылатых, призванных воспроизводить вид.
Община муравьев и термитов состоит из форм, не сходных по строению, повадкам и продолжительности жизни.
То же у однолетних ос или шмелей, чьи самки, перенеся тяготы и испытания зимовки, пробуждаются под лучами солнца и, как живые семена, всходят, обрастая молодыми поколениями. Эти семьи рассевают к осени урожай плодовитых зимующих маток, а сами, подобно однолетним злакам, отмирают с наступлением предзимних холодов.
У всех общественных ос и шмелей особи, выводящиеся к концу лета, обычно зимуют и, следовательно, живут в два-три раза дольше, чем их сестры-рабочие, выводящиеся весной и к началу осени погибающие. Здесь различие в продолжительности существования рядовых насекомых и самки-основательницы не выходит за пределы отношения один к двум-трем; у галикт оно составляет, как мы видели, один к пяти-шести; у муравьев же доходит до одного к десяти — двадцати. При этом в семьях муравьев развитие зародышей может направляться так, что из них формируются либо сравнительно недолговечные солдаты или рабочие, либо предназначенные для продолжения рода самки, а у термитов также и самцы, живущие по многу лет.
Знатоки муравьев — мирмекологи — научились воспитывать личинок так, что муравей формика выходит из кокона не рабочим, существующим самое большее год, а развитой самкой, которая создает колонию и живет в ней десять, а то и двадцать лет.
У термитов же не только женские, но и мужские особи, не только молодые рабочие, но и солдаты способны, даже пройдя первые этапы метаморфоза, изменять характер развития, и тогда насекомое становится не рабочим или солдатом, а долгоживущей крылатой особью. В этом случае, если обстоятельства окажутся благоприятными, насекомое проживет дольше, чем рабочие, даже не в пять раз, как у галикт, и не в десять — двадцать, как у муравьев, а в двадцать — тридцать раз! Каждое такое насекомое-долгожитель наглядно свидетельствует о возможности управления сроком жизни.
Немало доказательств тому демонстрирует и пчелиный улей.
Выйдя из яйца, личинка медоносной пчелы через шесть дней заматывается в кокон и засыпает в нем. Это как бы введение в жизнь, предисловие к ней. Но если рабочая пчела появляется на свет весной или в начале лета, ее век не больше шести недель, тогда как рабочие пчелы последних летних генераций живут до следующей весны, значит, больше шести месяцев. Это естественно: встречая первые холода, семья пчел должна состоять из насекомых, способных перенести зимовку и еще воспитать первое весеннее поколение.
Мало того — в этой же семье, от тех же родителей происходит, такими же пчелами выкармливается матка, но она живет даже пять лет, и здесь уже не имеет значения, выведена она весной или осенью.
Попробуем сопоставить сроки жизни трех родных сестер: шесть — двадцать шесть — двести шестьдесят недель… Чтобы яснее стали эти различия, применим масштабы, более близкие эмоциональному восприятию, и сопоставим, к примеру, 50-летнюю, 200-летнюю и 2000-летнюю продолжительность жизни!
Оставим в стороне матку. С первого до последнего часа ее личинка выкармливается особой, специально для нее приготовленной рабочими пчелами пищей — маточным молочком, королевским желе, как его стали величать. Но рабочие-то пчелы все, от первой до последней в сезоне, выкармливаются одинаково. Почему же пчела, рожденная в сентябре, живет в пять раз дольше, чем ее родная сестра, появившаяся на свет в мае?
Было бы слишком долго описывать опыты, которые имели в конечном счете целью перестроить обмен веществ в недрах пчелиной семьи. Скажем об итогах: пчелы, рожденные весной, то есть такие, которым полагалось окончить жизненный путь через шесть-семь недель, продолжали благоденствовать не только через пятьдесят, но и через сто, триста, даже четыреста дней.
После того как доктор Анна Маурицио на Либефельдской опытной станции в Швейцарии проделала эти перестройки жизненных сроков, сходные опыты проведены были во многих странах, в том числе и у нас. Средний лимит продолжительности жизни для пчелы удалось превысить чуть не вдесятеро. Рабочие особи прожили по десять пчелиных веков!
И в экспериментах этих не было никакого насилия над природой, ничего искусственного, вымученного. Подобное можно наблюдать и в естественных условиях. Взять трутней. Обычно они живут около ста дней. Но смерть настигает большинство их не тогда, когда они не способны жить дольше; кончается лето, и пчелы изгоняют их из общины на погибель. В семьях же, потерявших матку, работницы своих братьев не трогают, и те благополучно зимуют, дотягивают до следующего лета.
Одним словом, везде существует скрытый, неиспользуемый запас жизненности. Видимо, мойра Клото, зачинающая нить, делает ее достаточно прочной, и живое существо в состоянии прожить много дольше, чем живет на самом деле.
Значит, опираясь на богатые резервы жизненности, присущие организмам, можно содействовать второй мойре — Лахесис — и подальше оттеснить третью — Атропос — с ее смертоносными ножницами!