, что способствует репродуктивному успеху обоих партнеров. Это, конечно, не исключает возможность того, что самки могут получать удовольствие от секса, но, похоже, они настроены избежать повторного акта[378].
И на то есть веские причины. Репродуктивное старение – хорошо изученное явление у людей[379]; фертильность резко снижается в течение четвертого десятилетия жизни женщины. Репродуктивное старение также свойственно и самкам (и конечно же самцам) плодовых мушек[380]. Это сопровождается снижением способности приносить потомство, продолжительности жизни потомства и желания у самок. Если вы смеетесь при мысли о том, что муха может испытывать снижение либидо, не смейтесь слишком громко. Дофаминовая система[381], которая связана с удовольствием у позвоночных, включая и людей, по-видимому, влияет на половую восприимчивость самок плодовых мушек.
Что бы вы ни думали о размножении мух и о том, нравится ли это мухам, можно радоваться тому, что в наши дни такие вещи становятся вопросами рассмотрения для передовой науки. Будет интересно посмотреть, что нового откроют в ближайшие годы, теперь, когда ученые могут свободно исследовать проблему того, доставляет ли секс удовольствие мухе. Если насекомые и вправду наслаждаются сексом, значит, в мире больше удовольствия, чем мы думали.
Давайте не будем забывать, почему мухи спариваются в первую очередь. Все дело в продолжении рода, и тут мы тоже сталкиваемся с сюрпризами. Вот один из них. Верные тенденции разнообразия, рожают мухи тоже по-разному. Я помню, как взял в школьной библиотеке книгу о змеях и с некоторой гордостью выучил три интересных на слух слова: «яйцерождение», «яйцеживорождение» и «живорождение». В процессе написания этой книги я понял, что эти термины применимы и к мухам. Яйцерождение – просто производство и откладывание яиц, и это метод, который использует большинство мух. Яйцеживородящие мухи делают то же, что и яйцекладущие, за тем лишь существенным исключением, что личинки выходят из яиц, находясь внутри материнской особи, обычно незадолго до откладывания. Это нужно сделать очень быстро, потому что иногда неблагодарные маленькие дети начинают есть мать изнутри. Живорождение включает в себя рождение потомства, которое развивается внутри яйца без твердой оболочки. Во время беременности эмбрионы находятся в органе, напоминающем матку, и питаются богатой микробами жидкостью, поступающей из «молочной железы». Это очень похоже на беременность млекопитающих. Живородящие насекомые производят меньше детенышей, чем яйцекладущие, поскольку затраты на вынашивание каждого детеныша больше, что приводит к более высоким шансам на выживание. Несколько видов, таких как муха цеце[382], довели эту стратегию до предела, производя во время каждой беременности всего одну личинку, которая при родах составляет почти три четверти длины тела матери[383].
И наконец несколько слов об эстетике. Вкусы мух отличаются от наших, и нам может казаться отвратительной идея ухаживать за партнером и спариваться с ним на влажном кусочке коровьего навоза или комке экскрементов водоплавающей птицы. Однако нужно проявить немного сочувствия, не говоря уже о благоговении, к разнообразным способам, которыми разные существа, большие и маленькие, настраиваются на секс. Не стоит судить о сексуальных нормах другого вида. Правда, если учесть причудливый набор фетишей, которыми славятся люди, нас тоже нельзя назвать хранителями сексуальной традиции. Тот же самый человек, который морщится при мысли о зловонном любовном гнездышке для мух, может возбудиться при виде гигантской чаши горячего шоколада.
Часть IIIМухи и люди
9Герои генетики
Я – тоже муха:
мой краток век,
а чем ты, муха,
не человек?
В оставшихся главах мы поговорим о том, что связывает муху и человека. В каких случаях мухи становятся нашими злейшими врагами и что с этим делать? Как мухи помогают раскрыть преступления и почему хирурги обращаются за помощью к личинкам мух? Как муха может помочь нам понять процесс эволюции и то, как все устроено? Давайте начнем с последнего вопроса.
Если попросить ученых назвать один организм, внесший наибольший вклад в развитие генетики, большинство выберет муху. Фруктовая мушка Drosophila melanogaster – самый популярный и всеми любимый объект генетических исследований. С греческого само название «муха» буквально переводится как «любители росы с черным брюшком».
Плодовые мушки – миниатюрные насекомые: если вы их видели у себя на кухне или где-то еще, то помните, что на подушечке большого пальца может удобно разместиться дюжина таких мух. Плодовая мушка добралась до Нью-Йорка, Филадельфии, Бостона и других крупных городов Северной Америки к 1870-м годам, переплыв в Карибское море на кораблях работорговцев из Африки и Южной Европы[384], чему способствовала бурно развивающаяся после Гражданской войны торговля ромом, сахаром, бананами и другими тропическими фруктами. Имея вдоволь еды и массу подходящих для обитания мест, созданных человеком, маленькая муха очень скоро утвердилась в своих новых владениях.
История плодовой мушки в качестве лидера генетических исследований среди животных началась примерно в 1900 году, когда аспирант Гарварда Чарльз Вудворт начал разводить их для эмбриологических исследований. Несколько лет спустя профессор зоологии по имени Томас Хант Морган заметил спонтанное изменение цвета глаз у плодовых мушек, которых разводил в Колумбийском университете, и научная карьера плодовой мушки пошла в гору. В период с 1910 по 1937 год число лабораторий, где изучали плодовых мух, в Соединенных Штатах и Европе выросло с 5 до 46[385].
Сегодня на плодовую мушку уходит больше типографских чернил, чем на любое другое насекомое, за исключением разве что медоносной пчелы. Помимо нескольких сотен тысяч статей в научных журналах, существуют сотни книг и руководств по генетике дрозофил. Есть журнал, посвященный изучению мух. Называется он, соответственно, Fly («Муха») и сосредоточен исключительно на исследованиях дрозофил. Если вы хотите узнать, как температура влияет на кишечный биом плодовой мухи или как ускорить производство геномной ДНК мухи в лаборатории с помощью шейкера для смешивания краски, то именно здесь можно об этом прочитать.
Это показатель научной тенденции к конкретизации, где D. melanogaster, несмотря на всю свою популярность в лаборатории, – лишь один из почти 4000 описанных видов рода Drosophila. Большинство видов этой группы спокойно питаются разлагающимися растениями и грибами. Другие занимают брутальные ниши паразитизма или хищничества. Разносторонний образ жизни данных мух включает охоту на личинок мошки и гнуса, поедание яиц стрекоз, слизи, остатков жизнедеятельности крабов, поедание эмбрионов лягушек внутри икринок. В таком окружении плодоядные привычки D. melanogaster смотрятся довольно скромно.
Одно из преимуществ использования этого вида для исследований в том, что ученые обращаются к открытиям своих коллег. «Все в современной генетике[386], от генной терапии до проекта по клонированию генома человека, построено на фундаменте исследований плодовых мух начала XX века», – пишет Мартин Брукс в книге «Муха: невоспетый герой науки XX века» (Fly: The Unsung Hero of 20th-Century Science), вышедшей в 2001 году. «Радиация вредна для мух, и благодаря мухам мы знаем, что рентгеновские лучи опасны, – сказала мне генетик, изучающая плодовых мушек, Келли Дайер. – Многие открытия касательно наследования генов были сделаны на основе исследований мух, но мало кто понимает, что многое из того, что мы знаем о раке, тоже получено благодаря мухам»[387]. Помимо других потрясающих открытий, сделанных с помощью плодовых мух[388] и прославивших русско-американского генетика XX века Феодосия Добжанского, можно назвать следующие: дикие популяции содержат резервуар генетических вариаций; гены представляют собой основу эволюционных изменений; дикие популяции (животных с коротким периодом генерации, таких как мухи) могут эволюционировать всего за несколько месяцев.
В начале 1980-х годов появились новые мощные инструменты для манипуляций с генами[389], которые позволяли, например, выделять и клонировать отдельные гены и расшифровывать последовательность символов ДНК. Затем, в 2014 году, ученые усовершенствовали CRISPR-Cas9[390], революционную технологию редактирования генов. CRISPR включает клеточный механизм восстановления ДНК, позволяющий генетикам менять местами любую последовательность генов по своему усмотрению, вплоть до уровня одной пары оснований (нуклеотидов). Система CRISPR вызвала огромный ажиотаж в научном сообществе, потому что с ней методы редактирования генома стали быстрее, дешевле, точнее и эффективнее. Возможности CRISPR таковы[391], что разработка метода вполне достойна Нобелевской премии[392].
Многие гены, как и окаменелости, удивительно хорошо сохраняются с течением времени, поэтому методы CRISPR открывают широкие возможности применения в разных областях. Возьмем, к примеру, ген CREB, который имеет решающее значение для долговременной памяти у плодовых мушек; он также обнаружен у морских слизней, червей-нематод, крыс, мышей и людей. Если нарушить ген CREB у мышей, то у них останется только кратковременная память, и воспоминания перестанут сохраняться. Еще интереснее, что если соединить дополнительный ген CREB в геном плодовой мушки