Сергей Ястребов - От атомов к древу. Введение в современную науку о жизни

При всей спорности этой аргументации она, очевидно, дала нужную подсказку Эдварду Уилсону, мысли которого и без того много лет развивались в сходном направлении. В статье, опубликованной им вместе с соавторами в 2010 году, уже прямо сказано, что существует широкое определение эусоциальности (наличие «частично неразмножающихся каст»), под которое человек подходит [531] Nowak M. A., Tarnita C. E., Wilson E. O. The evolution of eusociality // Nature , 2010, V. 466, № 7310, 1057–1062. . К этому времени Уилсон стал убежденным сторонником расширенной интерпретации эусоциальности: главное в ней — не распределение репродуктивных функций (как считали когда-то первые социобиологи), а возникновение сверхорганизма, «часто причудливого по устройству, но представляющего особый уровень биологической организации» (оттуда же). И вот в такое понимание эусоциальности человек уже вписывается. В 2012 году Уилсон выпустил замечательную книгу «Социальное завоевание Земли» (в русском переводе, вышедшем в 2014 году, — «Хозяева Земли»), целиком посвященную тому, какую роль в эволюции жизни на Земле сыграли эусоциальные существа, включая человека.

Именно на работах Эдварда Уилсона и будет преимущественно основан наш краткий рассказ про эусоциальность. Уилсон — идеальный проводник по этой теме, независимо от того, согласны ли мы с его общефилософскими взглядами (которые он решительно высказывает в нескольких своих последних книгах). И действительно, кто может разбираться во всем этом лучше, чем человек, посвятивший 60 лет своей жизни изучению муравьев?

Итак, первое, что можно констатировать: эусоциальность часто дает ее обладателям огромный эволюционный успех. Во многих тропических лесах две трети насекомых — это муравьи. Скоординированная активность множества муравьев или термитов позволяет построить огромное защищенное поселение с собственным микроклиматом, организовать походы на фуражировку и даже создать аналог сельского хозяйства (и среди муравьев, и среди термитов есть виды, разводящие в гнездах строго определенные грибы по достаточно сложным технологиям). Ясно, что одиночным насекомым такое не под силу.

Тем удивительнее, что эусоциальность появилась в эволюции относительно поздно. В палеозое неизвестны никакие следы активности эусоциальных животных — судя по всему, такого феномена тогда просто не существовало. Насколько мы знаем, первыми на Земле эусоциальными существами стали термиты. Самые ранние известные остатки термитов относятся к началу мелового периода [532] Thorne B. L., Grimaldi D. A., Krishna K. Early Fossil History of the Termites // Termites: evolution, sociality, symbioses, ecology. Springer Netherlands, 2000. 77–93. . При этом меловые термиты очень похожи на современных — настолько, что неспециалист не смог бы их отличить, и, что еще важнее, они обнаруживаются на нескольких разных континентах, которые в меловом периоде уже отделены друг от друга океаном. Единым целым эти континенты были только в триасе. Так что, скорее всего, первые термиты произошли от своих тараканообразных предков не в мелу, а значительно раньше. Специалисты помещают вероятное время их возникновения где-то между средним триасом и ранней юрой, в интервале 237–174 миллиона лет назад [533] Wilson E. O., Nowak M. A. Natural selection drives the evolution of ant life cycles // Proceedings of the National Academy of Sciences , 2014, V. 111, № 35, 12585–12590. . Получается, что первые общественные насекомые заняли (или создали) одну из принципиально новых экологических ниш, открывшихся после пермо-триасовой «перезагрузки» биосферы.

Несколько позже, но тоже в мезозойскую эру, появляются общественные перепончатокрылые насекомые — муравьи, пчелы, шмели, некоторые осы. На их развитие сильно повлияла так называемая «цветковая революция», когда голосеменные растения в большинстве сообществ массово сменились недавно возникшими цветковыми — родственниками привычных нам магнолий, буков, роз и других деревьев, трав и кустарников. Это произошло примерно в середине мелового периода, и как раз тогда же началась очень бурная эволюция муравьев, в итоге сделавшая их одними из самых заметных членов наземных экосистем [534] Wilson , Holldobler, 2005. . Конечно, это не случайное совпадение. «Цветковые» леса обладают более сложной структурой местообитаний, в которую разным насекомым, в том числе и общественным, оказалось легче встроиться.

В масштабе эволюционного древа эусоциальность — в общем-то нечастое явление. Эдвард Уилсон и его соавторы пока насчитывают всего 18 независимых событий возникновения эусоциальности у животных (не считая человека), 16 из которых относятся к членистоногим. Эусоциальность возникла один раз у термитов, девять раз у перепончатокрылых (ос, пчел, муравьев), три раза у других насекомых и три раза у ракообразных [535] Wilson, Nowak , 2014. Составленный Уилсоном и его соавторами список, скорее всего, при желании можно будет дополнить. Независимо возникшая эусоциальность наблюдается, например, у некоторых паразитических плоских червей: Hechinger R. F., Wood A. C., Kuris A. M. Social organization in a flatworm: trematode parasites form soldier and reproductive castes // Proceedings of the Royal Society of London, B: Biological Sciences , 2011, V. 278, № 1706, 656–665. . При этом во всех без исключения известных случаях необходимым предварительным условием для эусоциальности было защищенное гнездо, в котором постоянно живет и размножается группа особей одного вида. Эусоциальные морские ракообразные — десятиногие раки-щелкуны — умудряются создавать такое гнездо даже внутри тела другого животного, а именно губки. Только на основе постоянного гнезда может начаться разделение функций, при котором одни особи размножаются, а другие занимаются исключительно добычей пищи, уходом за личинками или защитой от внешнего мира. И тогда группа превращается в сверхорганизм.

У позвоночных животных эусоциальность возникает очень редко. Самый известный пример эусоциального позвоночного — африканский грызун под названием голый землекоп ( Heterocephalus glaber ). Голые землекопы ведут роющий образ жизни. Они создают подземное защищенное гнездо, в котором живет группа, представляющая собой расширенную семью с «маткой» (размножающейся самкой), ее двумя-тремя «мужьями» и несколькими десятками «рабочих» обоих полов, которые не размножаются, пока это делает «матка». Такой уровень эусоциальности не уступает тому, которого достигли термиты.

У голых землекопов есть еще два необычных признака. Во-первых, они не стареют (смертность не растет с возрастом) и могут жить до 30 лет и больше — для млекопитающих такого размера это уникальный случай. Во-вторых, они не способны самостоятельно поддерживать постоянную температуру тела, то есть фактически не являются теплокровными животными. Последнее очевидным образом вызвано колониальной жизнью землекопов: температура в хорошо устроенном подземном поселении достаточно стабильна, чтобы физиологические механизмы терморегуляции можно было и отключить. Причины «отключения» старения гораздо более загадочны (одно из самых простых объяснений, хотя и не обязательно самое верное, таково: у землекопов любая рабочая самка в принципе может дождаться своего шанса занять место царицы, но для этого ей нужно как можно дольше прожить, сохранив силы, — отсюда естественный отбор против старения), но в любом случае они наверняка так или иначе связаны с необычной социальной структурой этих зверей.