Издательство «Бомбора» представляет книгу профессора Норвежского университета естественных наук Анне Свердруп-Тайгесон «Планета насекомых. Странные, прекрасные, незаменимые существа, которые заставляют наш мир вращаться» (перевод А. Н. Гусаровой).
Природа восхитительна в своём многообразии, и насекомые являются существенной частью этой изумительной сложной системы, в которой мы, люди, всего лишь один вид из миллионов. Эта книга посвящена самым маленьким из нас. Всем этим странным, красивым и удивительным насекомым, которые формируют основу нашего мира. Вы прочтете об их невообразимом разнообразии, о том, как они устроены, как воспринимают окружающую среду, и немного о том, как распознать самые важные группы насекомых. Вам будет интересно узнать об удивительной сексуальной жизни насекомых, их взаимодействии с другими животными и с растениями.
Последняя часть книги повествует о тесной взаимосвязи насекомых с одним единственным видом — людьми. О том, как насекомые обеспечивают нас пищей, работают санитарами природы и снабжают нас нужными вещами, начиная от мёда и заканчивая антибиотиками.
Предлагаем прочитать фрагмент главы «Знания, полученные от насекомых».
Подышите на деньги!
Красивый жук-усач Tmesisternus isabellae, который обитает на очень ограниченной территории в Индонезии, меняет расцветку в зависимости от влажности. Если очень сухо, насекомое приобретает золотой цвет с темными и зелеными кругами. Если влажность растет, микроструктуры на покровах тела, которые обеспечивают окраску, расширяются, и золотой цвет меняется на красный.
Недавно китайские химики скопировали этот фокус и использовали его в типографии. Эти химики считают, что чернила, на производство которых их вдохновили жуки, могут использоваться для печати купюр, которые невозможно подделать.
Если вы сомневаетесь, что купюра настоящая, вы можете просто подышать на нее и посмотреть, поменяет ли она цвет. Таким образом уникальный и редкий жук может поспособствовать искоренению подделок и обмана.
Тогда остается только хранить купюры в безопасном и закрытом от насекомых месте, особенно на юге, где термиты могут съесть всё, что содержит даже частичку целлюлозы. Например, деньги. Термиты не раз уничтожали индийские ценности: в 2008 году они съели все сбережения, которые индийский торговец хранил в деревенском банке, а в 2011-м термиты прогрызли насквозь пачки рупий в банковском хранилище. Убытки составили сотни тысяч евро!
Термитники помогут построить энергосберегающие высотки
Возможно, мы переживем, если термиты съедят немного рупий, когда узнаем, сколько мы можем сэкономить, если скопируем их архитектурные решения. Оказывается, термиты навели нас на идею оптимального охлаждения воздуха.
Огромные термитники в Африке могут возвышаться на несколько метров над землей и вмещать миллионы белых или светло-коричневых общественных насекомых. Несмотря на сильную жару снаружи, внутри всегда комфортная температура. А внизу, в глубине, возможно, в метре от поверхности, лежит ее величество королева и с рекордной скоростью откладывает яйца в своей богатой кислородом комнате с приятной температурой. Вокруг нее тысячи работников ухаживают за грибными садами, которые являются большой кухней термитника. Здесь производится еда для миллионов особей. Но грибы привередливы и требуют поддержания температуры около 30 градусов Цельсия, чтобы расти. Каким же образом термиты ухитряются держать температуру на одном уровне?
Конструкция термитника позволяет поддерживать внутри постоянную температуру. Люди скопировали ее принципы для вентиляции торговых центров. Оказалось, что гениальная система воздушных каналов использует дневные изменения температуры снаружи муравейника, чтобы создать поток воздуха сквозь конструкцию. Эти «искусственные легкие» отвечают за то, чтобы прохладный, богатый кислородом воздух опускался вниз, в то время как теплый, насыщенный углекислым газом — выводился наружу.
Архитекторы скопировали умный дизайн термитников, когда строили Истгейт-центр — большой торгово-офисный комплекс в Хараре. Центр является одним из крупнейших в Зимбабве, но в нем нет обычной системы охлаждения или отопления. Вместо этого используется пассивное охлаждение, основанное на принципах термитов. В результате здание использует в 10 раз меньше энергии, чем подобные здания с обычной вентиляцией.
От коричневых бананов до Нобелевской премии
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 любит 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-м 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 содержащим 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.
Муравьи дают нам новые антибиотики
То, что бактерии всё 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, 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.