Паоло Пелоси - Обоняние [Увлекательное погружение в науку о запахах]

У медоносных пчел есть несколько желез, способных производить довольно широкий ассортимент феромонов. «Королевский феромон» эффективно подавляет созревание яичников у других особей, пока в улье есть матка: рабочие пчелы в итоге яиц не откладывают [7]. Но стоит королеве умереть, как подавляющий фактор отключается, и одна из рабочих пчел становится новой хозяйкой улья, обеспечивая продолжение жизни сообщества. Чтобы этот механизм гарантированно работал, ольфакторное послание должно быть достаточно летучим и исчезать вскоре после отключения обновлений. Этот феромон на самом деле состоит из смеси компонентов среднего размера. Основной среди них – кетокислота в десять атомов углерода (см. рис. 17) и плюс к ней – ее спирт и два ароматических соединения. Рабочие пчелы постоянно собирают с королевы этот коктейль и сами разносят по всему улью, передавая своим коллегам. Так «королевский феромон» держит в подчинении все домохозяйство, но, когда матка умирает, концентрация феромона падает и у ее подчиненных восстанавливается овуляция.

Эти же самые химикаты вкупе с другими ароматическими соединениями (конифериловым спиртом и кое-какими добавочными) составляют так называемый феромон свиты, который постоянно держит вокруг королевы группу фрейлин.

Еще один ольфакторный маркер наносится на яйца королевы и гарантирует, что кормить улей будет только тех личинок, что выведутся из них. Бывает, что рабочие пчелы тоже случайно откладывают яйца, но на них этого феромона нет, а потому их немедленно выбрасывают. Интересно, что из них вывелись бы самцы-трутни, совершенно бесполезные для колонии в обычных обстоятельствах. А вот когда королева умирает, они сразу становятся нужны, чтобы оплодотворить ее преемницу.

Другие выделяемые пчелами вещества служат феромонами тревоги. Это тоже высоколетучие соединения, которые рассеиваются в воздухе, как только опасность минует. Когда пчела жалит врага, она выделяет сладкий запах банана: его дает довольно сложный коктейль из амилацетата (рис. 17) и других эфиров. Этот феромон немедленно рекрутирует других пчел атаковать и жалить. Он чрезвычайно летуч, а потому распространяется и работает быстро – но так же быстро и исчезает, лишь только ситуация возвращается к норме. Есть и еще один феромон тревоги, продуцируемый другой железой и тоже летучий, – 2-гептанон (рис. 17). Он одновременно отпугивает чужаков и помогает маркировать локации, в которых нет пищи и куда незачем летать. Управляя секрецией разных веществ, пчелы и другие социальные насекомые оттачивают формулировку и смысл посланий, а благодаря своей летучести эти вещества задерживаются в окружающей среде на достаточное время.

Рисунок 17.Медоносные пчелы вырабатывают широкий ассортимент разных феромонов, с помощью которых контролируют сложную жизнь колонии. В верхнем ряду расположены некоторые компоненты «королевского эликсира» – смеси компонентов, выделяемой подчелюстными железами матки и среди всего прочего эффективно воспрещающей рабочим пчелам откладывать яйца. В среднем ряду – две небольшие молекулы, выделяемые в случае опасности. Они очень летучи и быстро исчезают, когда угроза минует. В нижнем – два эфира с длинными цепочками, входящие в детский феромон, который выделяют личинки, призывая рабочих пчел к обязанностям нянек.

У личинок тоже есть свой феромон – детский, состоящий из метиловых и этиловых спиртов разных жирных кислот, таких как этил пальмитат, метил линолеат (рис. 17) и других. Летучесть у них невысокая, так что запаха хватает надолго – это вполне соответствует его задаче: он побуждает рабочих пчел кормить личинок и заботиться о них. Но и это еще не все: этот феромон сообщает им информацию о возрасте и состоянии здоровья личинки, уточняя инструкции по уходу за потомством.

Помимо этой высокофункциональной системы химической коммуникации, где феромоны играют роль непреложных правил и обязательных к выполнению приказов, не стоит забывать и о роли обоняния вообще в жизни социальных насекомых. Пчелы постоянно имеют дело с множеством разнообразных запахов и рассказывают о своем опыте другим членам общины. Возвращаясь домой, пчелы-разведчики приносят на себе запах цветов, которые посетили; запах разносится по улью, и его мгновенно запоминают их соплеменники. Знаменитый пчелиный танец [8], рассказывающий о местах, где есть чем поживиться, часто прерывается антрактами, во время которых собравшие пыльцу и нектар пчелы потчуют ими тех, кто оставался дома. Эти паузы так кратки, что потенциальный реципиент часто успевает только понюхать угощение, но никак не отведать его. Получается, что повествование о цветущих лугах и пажитях, зашифрованное в фигурах танца, подкрепляется образцами ольфакторной продукции: пчелам буквально показывают, что именно им нужно искать в новых локациях, – как если бы нам с вами предлагали карту и маршрут и еще вдобавок показывали картинки, чтобы мы могли со всей уверенностью узнать место, куда должны попасть. Пчелы вместо визуальных картинок пользуются обонятельными. Столь интересный обычай опирается на способность представителей этого вида выучивать новые запахи и с величайшей точностью записывать их в память [9].

Химический язык муравьев тоже давно вызывает интерес у ученых. Как и пчелы, эти насекомые организованы в иерархические колонии, состоящие из королевы, собирателей, солдат и других специализированных рабочих. Сегрегация каст и назначение задач здесь тоже регулируются феромонами. Однако, в отличие от пчел, муравьи практически не летают. Они ходят пешком, а значит, могут отмечать феромонами длинные маршруты, показывая дорогу другим членам того же сообщества. Такие пахучие следы довольно летучи и держатся не очень долго. Пока в локации есть пища, муравьи постоянно ходят туда и попутно обновляют след свежими феромонами из расположенных на лапках желез. Как только ресурс оказывается полностью выбран и по тропе больше никто не ходит, след улетучивается, чтобы больше никого не ввести в заблуждение и не отправить к пустой кормушке. Более того, чтобы не тратить время соплеменников на бесплодные путешествия, муравьи ставят на таком маршруте дополнительный знак-«кирпич», и туда больше никто не ходит.

Интересно, как именно феромоны следа помогают муравьям находить кратчайший путь между двумя точками. Само собой, муравьи сперва пробуют разные маршруты. Направляясь к источнику пищи, они помечают дорогу феромонами вплоть до самой цели, а затем возвращаются домой, снова «подкрашивая» ее запахом. Самая короткая дорога по накоплению получает больше всего феромона: чем оптимальнее оказывается маршрут, тем сильнее он пахнет. Муравьи просто идут по самому пахучему следу – вот и весь секрет.