Искусные адаптации. Крот-звездонос, электрический угорь и другие чудеса эволюции - Кеннет Катания Страница 45

Как вы уже поняли из описания Уильямса, свое зелье есть и у изумрудной осы: это яд, который она впрыскивает жалом. Звучит довольно просто; в конце концов, многие виды ос используют жало, чтобы обездвижить жертву или защититься от хищника. Но зомбирующий яд изумрудной осы действует только в том случае, если вводится непосредственно в мозг таракана. Задача не из легких – ведь оса не может просто вонзить жало в голову жертвы, покрытую особенно толстой защитной броней. Путь только один – через мягкую соединительную ткань горла, прикрытого шипастыми передними ногами и мощными челюстями. Как же нанести такой хирургически точный удар, когда противник гораздо крупнее и отлично владеет навыками бегства?

Прорывом в понимании того, как именно изумрудная оса атакует таракана, мы обязаны Фредерику Либерсату из израильского Университета имени Бен-Гуриона в Негеве. Он изучал изумрудную осу и зомбирующее действие ее яда более пятнадцати лет (и я так восхищаюсь его исследованиями, что задаю по ним вопросы на выпускных экзаменах). Помните, Уильямс писал, что оса жалит таракана дважды, сначала в грудь, а затем в голову? Многие исследователи гадали, в какие именно точки целится оса, но именно Либерсат решил прояснить вопрос раз и навсегда8.

Задача непростая; нельзя просто вскрыть ужаленного таракана и посмотреть, где там яд. Либерсат с коллегами нашли изящное решение: они ввели осам белок с радиоактивной меткой, который проник и в их яд. Когда такая оса жалила таракана, определить местоположение радиоактивного яда не составляло труда. Оказалось, что первый удар приходится в структуру, которую можно назвать «спинным мозгом» насекомого: брюшную нервную цепочку. Вдоль нее симметрично располагаются скопления нейронов – ганглии. У каждого такого скопления своя функция, и одно из них, первый грудной ганглий, контролирует передние ноги таракана. Это и есть первая мишень осы. Но что же она вводит туда и каковы последствия?

Чтобы определить состав и действие яда, впрыскиваемого с первым ударом, Либерсат работал совместно со специалистом по ядам из Калифорнийского университета в Риверсайде Майклом Адамсом9. Они выяснили, что основных компонентов несколько, а самый важный – тормозные нейромедиаторы, в том числе гамма-аминомасляная кислота (главный тормозной нейромедиатор у человека). Из названия ясно, что эти соединения подавляют активность нейронов, то есть выключают их. Результат – временный паралич передних ног таракана.

Теперь, когда мы это знаем, давайте рассмотрим этапы осиной атаки подробнее. Парадоксальным образом атака начинается с быстрого и цепкого захвата осой структуры, которую называют тараканьим щитом. Это плоская пластинка кутикулы в виде щитка (пронотум, или переднеспинка), которая покрывает переднюю часть спины таракана и обычно действительно обеспечивает надежную защиту. Но при нападении осы щит, наоборот, подводит таракана: ведь эволюция миллионы лет оттачивала челюсти самки изумрудной осы так, чтобы та могла намертво вцепиться в край щитка.

А как же хваленая тараканья реакция бегства? Первая линия защиты не срабатывает, поскольку оса «ниже радаров»: она слишком мала, и воздушной волны от нее не хватает для возбуждения рецепторов (они развивались для реакции на атаку гораздо более крупных хищников – птиц, жаб, да хоть бы и тапок)7. Что касается второй линии защиты, бегства таракана при прямом контакте с хищником, то здесь оса выигрывает за счет ловкости и осторожного подкрадывания. Обычно вонзание челюстей осы в щиток оказывается первым, что таракан вообще чувствует. Это, разумеется, дает сигнал тревоги для нервной системы, и она запускает реакцию спасения, но уже слишком поздно.

Дальше происходит то, что почти без натяжки можно назвать родео насекомых. Таракан брыкается, скачет и вертится, пытаясь скинуть осу, а оса тем временем спокойно изгибает брюшко вперед, под свою жертву. Затем, не обращая внимания на тараканьи прыжки, она находит уязвимое место и вонзает жало в грудь таракана. С помощью рецепторов на жале, которые тоже открыл Либерсат, оса нащупывает первый грудной ганглий и хирургически точно вводит первую дозу яда, парализующую передние ноги таракана.

Теперь положение таракана катастрофично; утомленный, с парализованными передними ногами, он уже не боец, и шансов скинуть осу почти не остается. Что еще хуже, его горло больше не защищено, и теперь оса целится в его мозг. Сочетая навыки балерины, фехтовальщицы и нейрохирурга, оса изгибает свое брюшко далеко вперед и словно бы зондирует горло. Удерживая свои изящные ножки в воздухе (подальше от челюстей таракана), она находит цель и вонзает жало в мягкую ткань. Рецепторы на жале сигнализируют, что оно вошло в тараканий мозг, и тогда оса впрыскивает вторую, зомбирующую дозу яда. Хотелось бы назвать ее смертельной, но для бедного таракана этот укол максимально далек от убийства из сострадания.

Ходячий мертвец

Ожесточенная схватка заканчивается тем, что оса извлекает жало и отпускает таракана уже с «промытым мозгом». Временный паралич передних ног проходит, но таракан, который только что был перепуган до смерти, больше не беспокоится об агрессоре. Он способен ходить, плавать, даже летать при должном стимулировании10, но не пытается сбежать. Вместо этого он тщательно умывается, напоминая человека, методично расчесывающего волосы. Феномен умывания Либерсат и Адамс связали с присутствием в осином яде еще одного нейромедиатора – дофамина, который играет ключевую роль в системе вознаграждения и контроле произвольных движений у человека11.

Зрелище парадоксальное. Таракан абсолютно безмятежен – насколько к нему вообще применим этот эпитет. Он чистит усы и ноги, словно собрался на свидание, а тем временем упускает последнюю возможность сбежать от участи, которую даже вообразить страшно. Пока таракан прихорашивается, оса ищет своему зомби уютный дом, причем порой значительно удаляется от жертвы. Уют в ее понимании – это крепкие стены, единственный вход (он же выход) и достаточное количество строительного материала (палочек, листьев и камешков). Идеальное место описано в рассказе Эдгара По «Бочонок амонтильядо»: темный тоннель, оканчивающийся тупиком, с запасом кирпичей и известки. Отыскав подходящий уголок, оса возвращается за тараканом.

Если вы все еще не верите, что таракан превратился в зомби, сейчас убедитесь сами. Оса начинает тянуть таракана за усы, многократно пропуская их через свои челюсти, как будто измеряя длину. Усы таракана – структуры крайне чувствительные. Они усеяны обонятельными рецепторами, механорецепторами, вестибулярными рецепторами, а также рецепторами, воспринимающими воздушные волны, температуру, влажность, – и наверняка