Зачем пчелы объединяются

Какую роль в жизни человека играют пчелы, помимо производства меда?

Для некоторых пчел скопления оказываются неизбежным следствием нехватки мест обитания: утесы, клочки голой земли, а также подходящие веточки, бревна или ходы в древесной коре не так легко бывает найти. По крайней мере, частично на этот вопрос можно также ответить, приведя старую биологическую поговорку: «Вместе безопаснее». Если, к примеру, мимо голодного льва, скрывающегося среди травы, будет проходить одинокая зебра, то конец ее предрешен. И наоборот, в составе стада ее шансы на выживание сильно возрастают. Объединение в стада снижает риски для каждой отдельной зебры. Оно также дает возможность групповой защиты и выработки дополнительных ухищрений вроде полос (которые, как полагают некоторые ученые, могут сбивать хищников с толку на близком расстоянии). В случае с одиночными пчелами логика та же. Гнездование в скоплениях помогает снизить опасность со стороны кукушек и других паразитов. Но самое-то интересное заключается в некоторых тонкостях. Когда одиночки из поколения в поколение сосредотачиваются вместе, такое соседство может открыть возможности для развития новых форм поведения. Некоторые виды, такие как садовые каменщицы (осмии), остаются убежденными сторонницами одиночного образа жизни: одна самка на гнездо. Но другие стали пробовать разные виды взаимодействия: от редких случаев пользования общими гнездами до совместного запасания провизии, заботы о потомстве и защиты. Как минимум в четырех случаях этот путь привел к возникновению определенного уровня сложного поведения, которое специалисты называют эусоциальным, или «истинно общественным». Под эусоциальностью мы понимаем высокоорганизованный образ жизни, включающий построение колонии, наиболее ярко он выражен у медоносных пчел. Если прав один из авторитетных ученых в этой сфере, то сходство этого образа жизни с человеческим гораздо более глубокое.

Биолог из Гарвардского университета Эдвард Уилсон в своей книге «Хозяева Земли» (The Social Conquest of Earth, 2012) изложил основные предпосылки возникновения эусоциальности: совместное проживание представителей нескольких поколений, разделение труда и альтруизм. Те немногие существа, которые сумели достичь этого сочетания, часто добиваются необычайного успеха, как, например, муравьи (на которых Уилсон как раз специализируется) и термиты, а также некоторые осы и пчелы. Но у него имеется необычное дополнение к этому короткому списку — человек. В одном из интервью он говорил об этом так: единственным крупным животным и вообще одним из немногих видов, воплотившим все критерии эусоциальности, «оказался крупный африканский примат».

Неудивительно, что Уилсон тут же подвергся критике за то, что свалил все в одну кучу, включив человека в группу организмов вместе с насекомыми, некоторыми рачками и голыми землекопами. Но он был далеко не первым, кто указал на сходство между человеческими обществами и образом жизни таких существ, как медоносные пчелы. Ученые видели в улье модель человечества, начиная по крайней мере со времен Вергилия, который о пчелах писал так: 

Общих имеют детей лишь они, и дома-общежитья
В городе; жизнь их идет в подчинении строгим законам.

Изрядная доля разногласий вокруг утверждения Уилсона касалась его версии о том, как возникла эусоциальность: не просто по причине относительной выживаемости отдельных особей (традиционная позиция), а благодаря естественному отбору, действующему на целые группы. Такой ход мыслей позволяет дать объяснение альтруизму. Проявления самопожертвования, на первый взгляд противоречащие принципу «выживания наиболее приспособленных» (подобно проявлению беззаветного героизма во время сражения или отказу от возможностей для размножения), на самом деле могут сохраняться и даже процветать, если идут на пользу группе в целом. Тем не менее теория Уилсона бросает вызов многолетним работам, в основе которых математические формулы степеней родства (альтруизм сохраняется в генофонде, только если идет на пользу достаточному количеству близких родственников, тем самым компенсируя значительные потери со стороны отдельных особей). Вопрос остается еще далеко не разрешенным, но есть то, с чем могут согласиться все ученые: если хотите изучать эволюцию социальных отношений в действии, то лучше всего вам обратить внимание на жизнь пчел. 

Что касается других хорошо известных групп, то переход у них к эусоциальной жизни произошел лишь единожды, в далеком прошлом, и все потомки в той или иной степени вели уже подобный образ жизни. Термиты произошли от одиночных тараканоподобных предков более 140 млн лет назад, а муравьи вскоре после этого отделились от исходной группы одиночных ос. В целом сейчас насчитывается около 25 000 высокосоциальных видов. Если мы соглашаемся с предположением Уилсона, то в таком случае род приматов Homo переступил порог эусоциальности 3 млн лет назад и никогда не сожалел об этом (даже если некоторые его представители проводят много времени в одиночестве, сидя в своих хижинах и сочиняя книжки). При этом с пчелами и некоторыми осами история совершенно иная. Всю жизнь посвятив изучению пчел, прославленный энтомолог Чарльз Миченер научился проявлять осмотрительность в отношении этой темы. «Понятно, что готового ответа здесь нет», — писал он в ту пору, когда пытался подсчитать, сколько раз эусоциальность возникала среди пчел. Медоносные пчелы и их родственники, вне всякого сомнения, были общественными, но другие группы, судя по всему, данную особенность приобрели, а затем от нее же избавились, в то время как некоторые балансировали на грани, и таких классифицировать непросто. Более того, уровни социальности могут в течение сезона изменяться не только внутри отдельной популяции, но также и у одной пчелы. «Это неправильная постановка вопроса», — подытожил Миченер, подразумевая, что есть куда более насущная и интересная тема для исследования: почему у пчел в принципе такой поразительный диапазон форм социального поведения? 

Если бы я принялся писать эту книгу несколькими годами раньше, то задал бы этот вопрос Миченеру напрямую. Всем известно, что он был человеком открытым и занимался исследованиями до самой смерти (Чарльз Миченер умер в 2015 г. в возрасте 97 лет). Не имея теперь этой возможности, я поступил так, как постоянно делают многие люди, увлеченные пчелами. И это несколько напоминает салонную игру «Шесть шагов до Кевина Бэйкона», в которой киноманы пытаются найти связь между загаданной голливудской знаменитостью и каким-нибудь фильмом, где снимался Кевин Бэйкон в шесть или менее шагов. В среде мелиттологов вы еще быстрее выйдете на связь с Чарльзом Миченером. Я уже общался с двумя его аспирантами: в 1950-е гг. Миченер был членом диссертационного совета на защите Джерри Розена, а в 1990-е гг. — Майкла Энджела. Теперь же я продвинулся еще на один шаг и навестил специалиста, воспитанного уже учеником Миченера, — ведущего энтомолога, который начал задумываться об эволюции общественного образа жизни еще до того, как стал изучать насекомых.

«Сначала я получил ученую степень в области истории и лингвистики», — поделился со мной Шон Брейди и пояснил, что раньше интересовался темой социального развития в человеческом мире. На насекомых Шон переключился только после прочтения книги о муравьях, тогда же он понял, как мало известно об их эволюции и истоках их сложной социальности. «Я подумал, что сумею добиться в этом больших результатов!» — вспоминал он. Это определило выбор профессии и вскоре привело его от муравьев к пчелам и Брайану Дэнфорту (протеже Миченера) в Корнеллский университет в качестве аспиранта. Поэтому неудивительно, что в настоящее время Шон, будучи руководителем отдела в Смитсоновском музее естественной истории (Вашингтон, округ Колумбия), принялся за изучение группы пчел-галиктид, чьи специфические особенности социального поведения, помимо прочего, вызывали неугасающий интерес Чарльза Миченера.

«Интересно, ловил ли таких Мич?» — произнес Шон, когда мы рассматривали коробку, полную крошечных черных пчел. Мы стояли между рядами высоких белых шкафов, которые можно было передвигать по направляющим рельсам, встроенным в пол. Хотя при такой системе хранения коллекций было трудно пробираться по узким проходам между стеллажами, вместительность помещения вырастала в два раза, поскольку необходимо экономить пространство, чтобы разместить для хранения более 35 млн экземпляров. Пчелы, о которых шла речь, хотя и принадлежали к одной из огромнейших мировых коллекций насекомых, были настолько малы, что их невозможно было наколоть на булавки. Вместо этого все они были аккуратно приклеены сбоку к булавкам и выстроены в ряды, неотличимые друг от друга. Даже Миченер признал, что внешне они «морфологически однообразны». А отличались эти пчелы образом жизни. 

«Мы знаем, что климат оказывает влияние на их общественный образ жизни», — сказал Шон, стараясь объяснить, почему те конкретные виды, представителей которых мы разглядывали, в более прохладных уголках своего ареала вели одиночный образ жизни, но были эусоциальными на юге, где благодаря теплой погоде сезон гнездования более продолжительный и способствует взаимодействию дочек с матерями. Позже он показал мне изображения одного тропического вида, у которого самки производят на свет как небольших по размеру дочек, которыми могут распоряжаться как помощницами по гнезду, так и более крупных, упитанных, которые разлетаются и дают потомство. В других случаях мать может в начале сезона вырастить социализированное потомство из одних только самок, а затем умереть, предоставив своим дочерям производить на свет самцов, размножаться и расселяться для создания новых гнезд. Хотя никто из галиктид в полной мере не достигал уровня сложноорганизованных сообществ, как у небезызвестных медоносных пчел, у сотен их видов наблюдаются признаки эусоциальности: перекрывание поколений и проявления альтруизма. Их эволюция показывает, почему в целом у пчел развилось такое многообразие форм социального поведения, кроме того, это происходило так часто, как ни у каких других насекомых вместе взятых.

«Мы знаем, что тут дело в особенностях их гнездового поведения», — ответил мне Шон на вопрос о том, почему галиктиды предрасположены к общественному образу жизни. «Они стремятся завладеть выгодными гнездовыми участками, которые расположены в разных местах, и количество их ограничено, — пояснил он. — Это и заставляет пчел жить совместно. Поэтому они вынуждены уметь ладить друг с другом». Хотя такой вид совместного проживания важен для пчел, он вовсе не обязательно приведет к общественному образу жизни: в конце концов пчелы-каменщицы (осмии) Брайана Гриффина живут бок о бок в гнездовых блоках, но при этом мало взаимодействуют друг с другом. Возможно, гораздо важнее не то, что происходит между неродственными самками, а взаимодействие между дочерьми одной самки. Что может заставить их хотя бы в некоторых случаях не расселяться с целью размножения, а оставаться и заботиться о гнезде? Шон сказал, что истоки такого поведения неясны, но при этом указал на систему репродуктивных связей, идентичную таковой у ос и муравьев, как на наиболее правдоподобное объяснение. Поскольку самцы выводятся из неоплодотворенных яиц, они передают своему потомству неполный набор признаков, делая всех сестер в гнезде еще более близкими родственницами. Тогда с генетической точки зрения альтруизм становится более выгодным: помогая матери или сестрам, вы в любом случае содействуете тому, что большая часть ваших генов передастся следующему поколению, даже если сами вы лишились возможностей для размножения.

«Общественный образ жизни у этих пчел, похоже, то укрепляется, то гаснет», — сказал позже Шон, указав на то, как 20 млн лет назад в двух или трех отдельных случаях возникла такая форма поведения и распространилась в двух крупнейших родах семейства. Но впоследствии различные потомки утрачивали ее, по меньшей мере 12 раз, вновь возвращаясь к одиночному существованию. У других насекомых, таких как муравьи и термиты, все обстоит совершенно иначе: однажды развившись, эусоциальное поведение закрепилось. В одной из своих ключевых работ по данной теме Шон с соавторами предполагают, что пчелы-галиктиды попросту новички в этой «социальной игре», поэтому особенности их поведения еще не сформировались (20 млн лет — это совсем немного с точки зрения эволюции). «Но, с другой стороны, быть может, мы пока чего-то не знаем», — задумчиво произнес он, и его глаза засветились. Наблюдая за тем, как Шон размышляет, я понял, что ему свойственна страсть истинного ученого к контраргументам, как у юриста, который непременно начинает взвешивать все за и против: «Возможно, что-нибудь проявится в генетических данных, какая-нибудь странность, которая объясняет их социальную пластичность».