Супермухи. Удивительные истории из жизни самых успешных в мире насекомых — страница 38 из 61

Я испытывал сочувствие к этим мухам. В генетической лаборатории исследователи целиком и полностью контролируют их судьбу, и судьба их крайне неопределенна. Обычно мало кому удается дожить до совершеннолетия, притом что в питательной среде генетической лаборатории их шансы значительно выше.

Морг

В отличие от Келли Дайер, я никогда не был создан для генетики. Помимо того что не хватает компетентности в области математики, мне не нравится держать животных взаперти, и, кроме случаев самообороны, я ненавижу их убивать. И поэтому неудивительно, что еще за 36 лет до посещения лаборатории Дайер я устроил небольшой акт освобождения животных на курсе генетики для студентов.

В течение нескольких недель мы скрещивали различные штаммы плодовых мушек и наблюдали за распределением фенотипов в полученном потомстве. Хорошо изученным фенотипом, который мы использовали, был цвет глаз. В частности, мы объединили нормальных красноглазых взрослых мух с мутантными мухами с белыми глазами. Личинки и куколки размещались в маленьких пластиковых пробирках, таких же, какие много лет спустя я увидел в лаборатории Келли Дайер, и в каждой из них была дрожжевая среда. Губчатые пробки пропускали воздух, при этом мухи не могли выбраться. В течение нескольких недель в лаборатории стоял густой аромат непропеченного, слегка прогорклого хлеба.

Через неделю после того, как мухи спарились, я увидел пухлых маленьких личинок, выбирающихся из дрожжевой массы. Неделю спустя во флаконах лежали инертные куколки, и к третьей неделе флаконы кишели взрослыми мухами. Они стояли, ходили и жужжали, сидя в крошечных тюрьмах.

Во имя образования этим маленьким насекомым было не суждено насладиться простором. Вскоре пары эфира лишили их сознания. Согласно инструкции, мы должны были вытряхнуть «заморенных» мух на лист белой бумаги, записать количество красноглазых и белоглазых индивидуумов, разглядев их под препаровальной лупой, а затем поместить неподвижных испытуемых в чашку Петри с маслом, такие стояли на каждом столе в лаборатории. «Морг» – так мы называли эти блюдца – становился последним пристанищем мух. Я обратил внимание, что в большинстве «моргов» в комнате было уже сотни мух, предположительно оставленных там студентами из других лабораторий. Я до сих пор помню их глаза, злобно глядящие из мрачной могилы.

Недовольный перспективой играть роль костлявой старухи с косой для этих маленьких существ, я разработал простой план спасения. Пересчитав мух в своей партии, я небрежно высыпал их на черную поверхность рабочего стола, на фоне которой они были почти невидимы издалека. Продолжая записывать данные, я краем глаза следил за кучкой двукрылых в нескольких сантиметрах справа от меня. Уже через несколько минут я обнаружил признаки движения: одна подергивала крылом, вторая сгибала лапку. Прошла минута – и мухи вышли из комы. Двигатели, запускающие крылья, просыпались, и мухи кружились на спине, танцуя брейк-данс. Некоторым удалось встать на ноги, и они шатались, как маленькие пьяницы. Меня как будто загипнотизировали. Они вели себя как люди, и наблюдать за ними мне было гораздо интереснее, чем записывать соотношения цвета глаз в соответствии с требованиями задания по генетике.

Я не знаю, можно ли опыт эфирной интоксикации плодовой мушки сравнить с моим. В 1972 году в больнице Торонто мне сделали наркоз, чтобы вправить лодыжку, которую я вывихнул, катаясь на санках. Я до сих пор помню острый запах эфира и сонливость после пробуждения[399]. Чувствовали ли эти плодовые мушки вялость? Мы никогда не узнаем наверняка, но, когда я наблюдал, как приходят в себя люди после наркоза, все выглядело именно так.

Когда мухи полностью восстановились, они начали взлетать. Я наблюдал, как их крошечные фигурки удаляются и исчезают в похожем на пещеру классе. Я не знаю, испытывал ли я удовлетворение от того, что пощадил их жизни, или восторг от совершения акта против власти, но с каждым крошечным огоньком жизни, устремившимся в великое неизвестное, улетала крошечная частичка моей души.

«Искатели» и «ждуны»

В течение года после того урока генетики в том же здании я прослушал курс по поведению животных для студентов, который читала генетик-бихевиорист из Университета Торонто Марла Соколовски. Работая над этой книгой, я договорился с Марлой о разговоре по скайпу. В начале своей карьеры, еще будучи студенткой, она обнаружила, что личинки плодовой мухи добывают пищу двумя способами, причем оба заложены в них генетически. Это явление – результат полиморфизма, официально называемое rover/sitter, или «искателя/ждуна». «Искатели» беспокойно копошатся в пище, которая в лаборатории Марлы представлена в виде пасты из дрожжей и воды или перезрелыми фруктами. «Ждуны» более пассивны, они предпочитают употребить пищу, находящуюся в пределах досягаемости, а уже потом медленно переползти вперед.

Парадокс знаний заключается в том, что чем больше мы знаем, тем больше новых вопросов возникает. Соколовски и ее ученики опубликовали более 65 научных работ по генетике поведения плодовых мух среди десятков других. Разница в передвижении между «искателями» и «ждунами» нивелируется в отсутствие пищи, именно поэтому считается, что признак связан с поиском пищи. Марла рассказала мне, как неблагоприятные условия влияют на поведение при поиске. Столкнувшись с трудностями на ранней стадии в виде ограничения в еде, «ждуны» будут вести себя более рискованно. В частности, они начнут бросаться в середину чашки Петри, наполненной едой, как это делали бы голодные «искатели». Благодаря явлению полиморфизма «искателя/ждуна» появилась новая дисциплина: поведенческая генетика.

Идея о том, что генетически заложенное поведение может быть гибким, коренным образом повлияла на дискуссии о природе/воспитании, где генетика противопоставлялась влиянию окружающей среды в выражении черт личности, здоровья, телосложения, чего угодно. В реальности на то, кто мы есть, влияют как гены, так и окружающая среда, и, кроме того, их влияние взаимозависимо. Поэтому взаимодействие генов и окружающей среды лучше охарактеризовать как «природа через воспитание», а не как «природа против воспитания».

Работы Соколовски, как и многих исследователей дрозофил, проводились с целью улучшения условий жизни человека. «Мутанты, нарушающие многие аспекты социального взаимодействия [мух]… являются хорошими генами-кандидатами… аутизма», – пишет она в статье, опубликованной в 2010 году[400]. «Агрессивное взаимодействие [мух], которое, как правило, заканчивается поражением, можно использовать для моделирования синдрома хронического поражения, который обнаруживается у людей во время депрессии, а также выявления генов-кандидатов этого расстройства». Но, продолжает она, «нужно соблюдать осторожность, потому что сравнения моделей поведения животных с социальными расстройствами человека должны основываться на сходных генетических и физиологических механизмах, а не только на похожем поведении». Проблема тут в том, что вряд ли «сложное поведение у млекопитающих происходит от более простых модулей поведения у более простых организмов» (например, мух).

Плодовые мушки захватывают мир

Связь феномена плодовой мухи со здоровьем человека – это не основная исследовательская задача Патрика О’Грейди. Я встретился с О’Грейди в его опрятном кабинете с большими окнами в кампусе Корнеллского университета в Итаке. В самом начале, когда О’Грейди познакомился с генетикой, он был очарован разнообразием мух, что привело его к поездкам в Мексику, Южную и Центральную Америку для сбора мух для диссертации на Ph D. Благодаря ему на свет появилась филогения семейства Drosophilidae, которое на сегодняшний день насчитывает около 4200 описанных видов, более 80 из которых были впервые описаны О’Грейди.

Гавайи – логово огромного количества разных плодовых мушек. «Существует около тысячи видов, эндемичных для Гавайев, что составляет четверть мирового разнообразия семейства», – сказал мне О’Грейди.

Только сравните: в книге о фауне гавайских насекомых, опубликованной в 1945 году, авторы смело хвастались, что на Гавайях может быть до 250 видов дрозофил[401].

О’Грейди продолжал: «Гавайские дрозофилы просто великолепны. Есть две основные группы, одна из которых характеризуется половым диморфизмом. Самцы очень эффектно выглядят, как будто это большерогий ирландский олень или снежный баран-толсторог, уменьшенный до размеров мухи. Еще у этих ребят либо видоизменены ротовые части, либо передние лапы или рисунок крыльев».

Если вы поищете в интернете узоры крыльев гавайской плодовой мухи, то найдете просто колоссальное количество черточек, полос и пятен самой разной формы. Модельеры, обратите внимание!

«Пара видов бодаются головами в борьбе за самок, что привело к развитию у них широких голов. Почти у всех видов есть специальное место в среде обитания, где, как у некоторых птиц, самцы устраивают соревнования за самок».

Теперь вы, возможно, полагаете, что такое огромное количество плодовых мух именно на Гавайях объясняется только тем, что мы не прочесали планету в поисках их собратьев, и вполне может оказаться, что где-то их живет намного больше, чем мы думаем. Возможно, однако О’Грейди считает, что нет.

«Одна из теорий мегаразнообразия гавайских плодовых мух заключается в том, что мухи намного старше самих островов. Гавайи, по сути, архипелаг, сформированный лавой на Тихоокеанской плите, и, как конвейер, острова постоянно перемещаются на северо-запад на несколько сантиметров в год. В конце концов остров отваливается от общей ленты, и на его месте появляется другой».

Позже, когда я посмотрел на карту Гавайских островов, то увидел, что она прекрасно соответствует описанию О’Грейди: острова тянутся ровным рядком к северо-западу, становясь все меньше, пока совсем не исчезают в океане. Вся цепочка иллюстрирует собой примерно 60 млн лет тектонического сдвига плит. Подсчитали, что первый Гавайский остров, который некогда заселили плодовые мухи