Краткая история насекомых. Шестиногие хозяева планеты - Александр Храмов

* * *

Пытаясь не отстать от жизни, церковнослужители позаботились, чтобы почти за каждой современной профессией был закреплен «свой» святой. Например, святым патроном журналистов-телевизионщиков у католиков считается средневековая монахиня Клара Ассизская. Будучи прикованной к постели из-за болезни, она имела чудесный дар лицезреть ход богослужения прямо на стенах своей кельи. Но если бы церковь вдруг решила подыскать небесного покровителя также и для популяризаторов науки, я бы не смог предложить лучшей кандидатуры, чем св. Василий Великий. В 378 г. в дни Великого поста он прочел простому люду из Кесарии Каппадокийской и окрестных селений несколько проповедей на тему Сотворения мира под общим названием «Беседы на Шестоднев». Фактически это был первый в мире научно-популярный лекторий. Где еще неграмотный ремесленник или торговец, незнакомый с трудами Аристотеля или Плиния Старшего, мог бы узнать столько занимательных фактов из тогдашней космологии, ботаники и зоологии? Во всяком случае, наверняка именно от св. Василия Великого многим в ту пору впервые довелось услышать о метаморфозе насекомых.

«Что скажете вы, которые не верите апостолу Павлу об изменении при воскресении, когда видите, что многие из воздушных животных переменяют свой вид? Так рассказывают и об индийском черве рогоносце, который сначала превращается в куколку, потом со временем делается шелковичною бабочкой»[81], – обращался св. Василий к своей пастве. Нетрудно догадаться, что он имел в виду тутового шелкопряда, единственное насекомое, чей жизненный цикл люди прошлого легко могли наблюдать своими глазами. В наши дни насекомых с таким типом развития, которое включает стадию куколки, ученые называют голометаболами (Holometabola; от греч. holos – всецелый и metabole – изменение), то бишь насекомыми с полным превращением. Их личинки отличаются от имаго (взрослых особей) полным отсутствием крыльев, длинных антенн, сложных глаз, а иногда и конечностей. Часто они больше похожи на червей, чем на нормальных насекомых. До и после выхода из куколки мы как будто видим два разных организма. Мог ли св. Василий Великий найти лучший пример, чтобы проиллюстрировать христианское учение о телесном преображении воскресших праведников, в результате которого они сделаются, по слову Евангелия, «как ангелы на небесах»?

Едва ли случайно, что в XVII в., когда энтомология зарождалась как современная наука, пионерами в изучении метаморфоза насекомых стали истово верующие христиане. Например, художница и первая в истории женщина-энтомолог Мария Сибилла Мериан, прославившаяся как автор книги «Метаморфозы суринамских насекомых»[82], была последовательницей протестантского проповедника Жана Лабади. Свой знаменитый вояж в Южную Америку она предприняла благодаря содействию единоверцев: Мериан зарисовывала гусениц тропических бабочек и их куколки не где-нибудь, а в сектантской общине лабадистов, сбежавших от пороков цивилизации в верховья реки Суринам. Современник Мериан, голландский анатом Ян Сваммердам, впервые приступивший к систематическому изучению метаморфоза насекомых, также славился ультрарелигиозными взглядами. В своем посмертно опубликованном труде «Библия природы»[83] он сравнивал бабочку, которая выводится из куколки, покоящейся под землей, с праведником, поднимающимся из могилы и воскресающим для вечной жизни в конце времен.

Как доказывают современные исследования, эти сравнения не так уж далеки от реальности. Личинка насекомого с полным превращением на стадии куколки проходит пусть и не через смерть, но через частичное разрушение внутренних органов путем гистолиза – клеточного «самопереваривания». Точно так же за счет гистолиза рассасывается хвост у головастика, когда он превращается в лягушку. Глубина метаморфоза у разных голометабол варьирует. Например, у древних групп вроде жуков и пилильщиков кожный эпителий личинки, лежащий под кутикулой, сохраняется и служит организму во взрослом состоянии. У более продвинутых вроде ос и круглошовных мух он почти полностью распадается и на его месте формируется новый. Это как если бы вас окунули в бочку с серной кислотой и затем подвергли операции по 100 %-ной пересадке кожи. Средняя кишка и часть мускулатуры рассасываются и образуются заново практически у всех насекомых с полным превращением, а у мух личиночный кишечник разрушается вообще целиком. Этот тип развития, больше похожий на революционный переворот, характерен для 83 % ныне живущих видов насекомых. Особенно показательно, что полное превращение свойственно четырем крупнейшим отрядам насекомых: жукам, двукрылым, перепончатокрылым и чешуекрылым. Обсуждая причины разнообразия насекомых, никак нельзя пройти мимо этого фактора.

У тараканов, кузнечиков, клопов и других насекомых, которые обходятся без полного превращения, взросление происходит плавно. Хотя сейчас эти группы находятся в меньшинстве, свойственный им тип развития был исходным для всех насекомых. Личинка у них представляет собой маленькую копию родителя, с тем отличием, что крылья и репродуктивные органы у нее недоразвиты. Такую личинку часто называют нимфой. С каждой новой линькой различий между нимфой и имаго становится все меньше, но никакой «революции» в развитии не происходит, так что насекомое продолжает использовать личиночные органы и во взрослом возрасте. С одной стороны, это очень удобно, но с другой – в силу своего сходства взрослые особи и их отпрыски ведут одинаковый образ жизни, что приводит к конкуренции между поколениями.

Напротив, насекомые с полным превращением за одну жизнь проживают две. Личинка и имаго у них имеют настолько непохожее строение, что могут занимать разные экологические ниши. Если неполовозрелая саранча претендует на ту же самую траву, что и ее родители, то гусенице и бабочке просто нечего делить. Кроме того, различный образ жизни личинки и взрослой особи – это дополнительная подстраховка на случай неблагоприятных внешних условий. Даже если весенние заморозки уничтожают всех взрослых майских жуков, в почве всегда остается «кадровый резерв» в виде их червеобразных личинок, которые развиваются три-четыре года, питаясь корнями. «Астероидная зима», которая, по мнению некоторых, стерла с лица Земли динозавров, была бы бессильна против существ с подобным жизненным циклом. Подсчеты показали: на протяжении всей эволюции темпы вымирания семейств у насекомых с полным превращением были значительно ниже, чем у остальных[84].

* * *

Хотя нас вовсю запугивают глобальным потеплением, факт остается фактом: мы живем в межледниковье. Последний по счету ледниковый период закончился всего 11 700 лет назад, и в любой момент может наступить следующий. Несмотря на сжигание ископаемого топлива, в нашу эпоху уровень СО2 в атмосфере находится на рекордно низком уровне (рис. 5.7). Последний раз такое наблюдалось в позднем палеозое, когда на Земле начали возникать леса. Как уже обсуждалось в главе 3, сначала лесной покров сформировался в низинах, а затем, с появлением семян, и на возвышенностях. И везде, куда приходили деревья, их мощная корневая система разрывала минеральные пласты, открывая к ним доступ воздуха и создавая повышенную кислотность среды. В результате силикатные породы (например, силикат кальция – CaSiO3) стали трансформироваться в карбонатные (например, известняк – CaCO3). Это сопровождалось поглощением углекислого газа, из-за чего его концентрация в атмосфере упала, по разным оценкам, в 12–16 раз, примерно до сегодняшних показателей[85]. Сыграло свою роль и захоронение углерода в виде залежей каменного угля. В результате средняя температура на Земле пошла вниз. Мы уже говорили об оледенениях в недавнем прошлом, когда жили мамонты и пещерные люди. Из-за распространения лесов в середине каменноугольного периода, около 340 млн лет назад, начался такой же ледниковый «беспредел». Тиллиты, древние ледниковые отложения, состоящие из глины, гальки и валунов, с этого момента встречаются на всех участках суши, позднее вошедших в состав суперконтинента Гондвана: в Австралии, Индии, Южной Америке, Антарктике и Южной Африке. Эпоха великих гондванских оледенений продлилась около 80 млн лет, практически до середины пермского периода. Но и в умеренных широтах Северного полушария климат тоже был весьма суров: годичные кольца в древесине кордаитов, росших тогда в Сибири, свидетельствуют о ярко выраженном чередовании зимы и лета.