Анне Свердруп-Тайгесон - Планета насекомых: странные, прекрасные, незаменимые существа, которые заставляют наш мир вращаться

Вам наверняка знакома плодовая мушка – эти маленькие существа, которые образуют целое облако, когда взлетают с вашего фрукта. Да, они могут раздражать, но эти маленькие красноглазики получили целых шесть Нобелевских премий!

Мы называем их плодовыми мушками, или дрозофилами. На латинском род называется Drosophila , «те, кто любят утреннюю росу» – это звучит намного более поэтично и указывает на то, что изначально эти мушки обитали в более теплых и влажных тропических местах. Сегодня многие виды плодовых мушек проживают по всему миру (за исключением Антарктики). Общее для всех семи видов, которые могут появиться без приглашения на вашей кухне, заключается в том, что они любят селиться в гнилой забродившей органике: компосте, перезрелых фруктах или остатках пива в пивной банке. Они откладывают там яйца и размножаются с рекордной скоростью.

Конечно, они очень надоедливые. Мы предпочитаем есть нашу еду в спокойствии и считаем, что маленькие существа не должны нам мешать. Но эти малютки на самом деле важнее, чем кажется.

Плодовая мушка дрозофила – некоронованная королева лабораторий. Она принимала участие в исследованиях и лабораторных экспериментах на протяжении более ста лет.

Плодовая мушка обладает рядом полезных качеств, которые позволяют ей быть подходящим объектом для исследований: ее легко и дешево содержать в лаборатории, у нее короткий жизненный цикл и огромное потомство. Кроме того, мы уже неплохо разобрались в ее ДНК. К 2000 году весь геном дрозофилы был полностью изучен. И, не пытаясь никого обидеть, я могу сообщить, что ваши гены похожи на гены плодовой мушки намного больше, чем вы, возможно, хотели бы. Например, одно исследование, которое изучало выборку связанных с заболеваниями генных последовательностей у людей, нашло 77 % из них у плодовых мушек. Именно благодаря этому сходству исследования на плодовых мушках очень полезны для понимания различных феноменов, в том числе и имеющих отношение к людям.

Мушки многому научили нас в области генетики: они помогли узнать, что такое хромосомы и каким образом свойства передаются следующим поколениям. Это принесло Нобелевскую премию Томасу Ханту Моргану в 1933 году. Каких-то 10 лет спустя, после сильнейшего воздействия излучением, мушка и Герман Мюллер получили еще одну Нобелевскую премию (в 1946 году), показав, что излучение приводит к мутациям и наносит вред генетическому материалу. В 1995 году Нобелевская премия по медицине и физиологии была опять присуждена нашей маленькой крылатой подруге и команде из трех человек за серьезную работу, показавшую, каким образом гены управляют развитием в ранней внутриутробной стадии. В 2004 году премия была присуждена за работу в сфере обонятельных систем мушек, в 2011 году – иммунной защиты. В 2017 мушки получили пока свою последнюю Нобелевскую премию за изучение внутренних часов, управляющих суточным ритмом у живых организмов. Последние премии являются примером исследований мушек с высокой степенью актуальности для людей.

И то, что нас раздражает в мушках больше всего, – их любовь к бродящим, желательно содержащих алкоголь вещам – оказалось полезным. Исследования «алкоголизма» у плодовых мушек очень серьезны и важны и содержат большое количество параллелей с людьми, рассказами о которых можно оживить любую вечеринку. Например, самец мушки, получив внушительную дозу алкоголя, становится надоедливым и жаждет секса, при этом шансы на успешный половой акт значительно снижаются. А самки, у которых свидание прошло неудачно, «утешаются», выпивая больше, чем самцы после успешного спаривания.

Не останавливаясь на этом, плодовые мушки продолжают дарить нам новые знания о таких заболеваниях как рак и болезнь Паркинсона, о таких феноменах, как бессонница и расстройства суточного биоритма в связи с дальним перелетом. Так что в следующий раз, когда будете ругаться на плодовых мушек на кухне, проявите немного уважения. Когда вы устанавливаете ловушку для мушек, можно хотя бы прошептать «спасибо» этому одному из самых важных животных в мире биомедицинских исследований.

То, что бактерии все в большей степени развивают резистентность к антибиотикам, является серьезной и растущей проблемой. Всемирная организация здравоохранения утверждает, что это приводит к более чем 700 000 смертельных исходов ежегодно. В борьбе против резистентности к антибиотикам нам помогают знания экологии и эволюции, и то, как похожие проблемы решают насекомые, тоже может помочь.

Особенно интересно изучать муравьев. Они живут очень плотно в большом коллективе и зависят от хорошей защиты против бактерий и грибков, чтобы избежать заболевания всей колонии. Поэтому у муравьев есть две специальные железы на теле, которые производят антибиотик. Они смазывают этим веществом самих себя и своих собратьев с помощью передних лапок. С помощью экспериментов было доказано, что эти действия учащаются тогда, когда споры грибов находятся в муравейнике.

Муравьи-листорезы, которые несут листья домой, чтобы их пережевывать и разводить на них колонии грибов (см. стр. 124), особенно страдают от грибковых инфекций. Иногда другие грибы-паразиты пытаются укорениться в грибных садах муравьев. Если у них это получается, они могут уничтожить как потомство грибов, так и самих муравьев. Поэтому муравьи выработали сильнейшую защиту против таких захватчиков в форме симбиоза с бактерией. Бактерии живут в специальном кармане на теле у муравьев и производят антибиотик, который убивает грибов-захватчиков. Эта кооперация совершенствовалась на протяжении миллионов лет. Это означает, что у нас есть прекрасные возможности найти эффективные средства для уничтожения патогенных микроорганизмов с помощью изучения взаимосвязи муравьев и бактерий. Уже сейчас несколько находок запатентованы, в том числе антибиотик под названием Селвамицин, выделенный из бактерий, ассоциированных с муравьями-листорезами. Это вещество, к примеру, эффективно против распространенной инфекции – молочницы, вызываемой грибком Candida albicans .

Я всегда радуюсь, когда вижу одежду или украшения с мотивами насекомых. Симпатичная бабочка или мохнатый шмель время от времени украшают человеческую одежду. Но мухи? Это редкость. Я провела маленький совершенно ненаучный тест: поиск «украшение с бабочкой» дал около 100 результатов. Если заменить «бабочку» на «муху падальную», результатов будет ноль.