Евгения Васильева - Пчелы: Повесть о биологии пчелиной семьи и победах науки о пчелах
В самом деле — как же матка, в сущности затворница, не покидающая улья и с весны до осени занятая откладкой яичек, да трутень, не занятый ничем, если не считать ожидания встречи с маткой, оба не имеющие восковых желез, не умеющие сооружать сотов, не выстроившие ни единой ячеи, оба лишенные приспособлений для сбора пыльцы, неспособные заготовлять корм впрок, не приносящие в гнездо ни единой капли нектара, наконец, оба не умеющие выкармливать личинок, — как же они при всем этом производят на свет потомство, с таким совершенством выполняющее и перечисленные, и многие другие работы?
Дети похожи на родителей — истина вроде азбучная. Но почему же потомство матки и трутня столь непохоже на своих родителей? От кого и как наследуют рабочие пчелы таланты, которыми ни матка, ни трутень не обладают? В результате чего возникли и чем обусловлены эти различия отцов и детей?
Правда, мы уже видели плакун-траву с ее тремя двуполыми формами, которые в то же время являются одна как бы более мужской, другая вроде более женской, третья словно средней между ними. Каждое растение дает семена, а из них вырастают все три формы, так что часть потомства всегда и не в мать и не в отца. Это, конечно, случай более простой, чем с пчелами: все три формы плакун-травы плодоносны и могут воспроизводиться. А ведь у пчел третья форма бесплодна. Откуда же она появляется в потомстве матки и трутня?
Вопрос отнюдь не праздный. Над ним ломал голову и Дарвин, видевший в примере общественных насекомых вообще и медоносных пчел в частности «одно из величайших затруднений» для его теории. Перечисляя в специальной главе «частные затруднения, встречаемые теорией естественного отбора», Дарвин на первое место поставил факт существования пчел, муравьев и подобных им насекомых, у которых «бесполые формы часто отличаются в своей организации как от самцов, так и от способных плодиться самок того же вида». Дарвин признавался даже, что этот факт казался ему поначалу «непреодолимым и действительно роковым для всей теории», роковым потому, что «можно с полным правом спросить: возможно ли согласовать такой случай с теорией естественного отбора?».
Обдумывая этот случай, Дарвин воспользовался, как известно, примером хорошо знакомых цветоводам однолетних левкоев. Левкой — растение декоративное, размножается семенами. Из семян вырастают плотные кустики стебельков, увенчанных махровыми шапками снежно-белых, кремовых, сиреневых, розовых, пестрых цветков. В них нет ни тычинок, ни пестиков. Они отцветают, не завязав ни единого семечка.
Откуда же берутся семена для посева?
Семена берутся с немногочисленных простых, невзрачных цветков, малопригодных для украшения садовых клумб.
Искусственным отбором вывели любители разновидность, у которой из семян вырастают кустики с очень красивыми, но бесплодными махровыми цветками и одновременно с немногими простыми цветками, завязывающими семена. Такая порода, разъяснял Дарвин, могла быть выведена только одним способом: отбором, примененным не к одиночным растениям, а к целой группе.
Поставим на место махровых цветков бесплодных рабочих пчел, а на место пестика и тычинок в простых цветках поставим матку и трутней — и дарвиновское сравнение поможет понять природу создания, у которого бесплодное потомство закономерно отличается от плодовитых родителей.
Дарвин находил даже: «Затруднение, хотя и кажется непреодолимым, уменьшается и, по-моему, совершенно исчезает, если мы вспомним, что отбор может относиться к семейству так же, как и к особи, и как в том, так и в другом случае привести к известной цели». Думается, здесь Дарвин говорит о семье пчел как о некой органической целостности. Возможно, эта мысль звучала бы более категорично, если б в его время процессы семейного обмена веществ были исследованы глубже.
Однако левкоевая аналогия при всей ее содержательности проливала свет только на одну сторону вопроса: показывала, что отбор, приложенный к ансамблю особей, равно как и к отдельным особям, способен создавать и поддерживать гармоничное сосуществование плодовитых и бесплодных форм в рамках одной породы. Между тем тут был ведь и другой вопрос, который Дарвином даже не сформулирован и который, пожалуй, с не меньшим основанием можно бы считать «роковым».
Этот вопрос поставил в свое время немецкий биолог, профессор А. Вейсман. Попробуем проследить за ходом мыслей ученого, который подкупает своей логикой.
«Ведь не могут же бесплодные формы влиять на наследственность, если они никакого потомства не оставляют...» Пример «бесполых особей у общественных насекомых совершенно неоспоримо свидетельствует, что в природе существуют животные формы, неспособные к размножению, но постоянно вновь производимые непохожими на них родителями», причем «не способные ничего передать потомству, эти животные все же изменялись в течение истории Земли»...
Но раз они не могут ничего передать потомству, продолжал профессор, все может стать объяснимым и понятным, лишь если допустить, что носитель наследственности заключен в веществе хромосом, в веществе, которое «представляет особый мир, независимый от тела организма и условий его жизни», которое «никогда не зарождается вновь, но лишь непрерывно растет и размножается», так что для него живое тело служит не более чем вместилищем, футляром, безразличной питательной средой...
Богатая теоретическая предыстория вопроса делала особенно заманчивым исследование, которое начато было в конце 50-х годов на двух подмосковных пасеках — в Горках Ленинских и Барыбине. План исследования обдумывался еще до войны, а шлифовка его возобновилась сразу после ее окончания.
Разведывательные опыты начались с воспитания в разных семьях потомства одной матки. Для этого в гнезда заведомо отличающихся по своим признакам семей на определенное место ставились части нового сота, засеянного маткой за одни сутки. Полученные таким образом пчелы были между собой схожи гораздо меньше, чем их родные сестры, появившиеся на свет в родном гнезде.
Одновременно придирчиво изучался стихийный опыт мастеров промысла - потомков тех «простаков-счастливцев», о которых отец русского пчеловодства П. Прокопович в речи, говоренной при открытии своей знаменитой школы, заметил: «Не вникнувши в точность, как сей счастливец держит пчел, покажется, что они сами у него живут, напротив того, войди во всю подробность его образа содержания и всегда найдешь, что сей счастливый простак знает главное основание своего счастья и в чем оно состоит».
Чем дальше вникали исследователи во всякие «точности» и «подробности» дела, тем сильнее подвергали сомнению тезис о том, что бесплодные рабочие пчелы не способны «ничего передать потомству». Больше того — крепла мысль: рабочие пчелы что-то передают потомству.
Селекционная работа И. Мичурина с его бесчисленными прививками гибридных черенков и глазков в крону деревьев, которые он назвал «менторами» — воспитателями, тоже позволяла рассчитывать: опыт поможет нащупать, обнаружить это искомое «что-то». Если подставить на место прививавшихся Мичуриным глазков и черенков отложенное маткой яичко, а на место питающих соков подвоя — корм, передаваемый бесплодными рабочими пчелами личинкам, то план опыта, заложенного на двух подмосковных пасеках, станет в общих чертах понятен.
Проверять влияние кормилиц было решено не на анатомических и морфологических признаках — более древних и более стойких, — а на менее консервативных, более гибких и подвижных особенностях поведения.
Но их ведь не измеришь, как длину хоботка или ширину тергита, не сравнишь по цвету. А результаты опыта должны быть недвусмысленно ясные. Пчелы, как известно, различаются по «суетливости». Но для сравнения по этому признаку нет ни критериев, ни приборов. Изобретать же суетоединицы и конструировать суетометры некогда было. Да и получат ли они признание?..
Потому-то в качестве учитываемого признака прекрасно подошла «печатка медовых ячеек». Так называют пчеловоды форму крышечек на заполненных медом ячеях. В этой черте строительное поведение овеществлено, отлито в воске! Еще Дарвин в письме А. Уоллесу заметил, что гнезда вообще, а пчелиные соты особенно представляют такие инстинкты, «которые могут быть сохранены в музее».
Это было именно то, что требуется.
Темные лесные северные пчелы, это важно, запечатывают каждую медовую ячейку округлой, выпуклой крышечкой. Она лежит над медом, отделенная от него небольшой воздушной прослойкой. Серые же горные пчелы с юга накладывают воск прямо на мед, отчего крышечка кажется мокрой и темной.
И вот в улей с семьей серых горных пчел ставится рамка с отборным, исправным сотом, и матка засевает его, откладывая в ячеи яички. На третий день, прежде чем из яичек вывелись личинки, рамку переставляют в улей с северными пчелами, которые принимаются кормить подкидышей, а как только личинки вырастают, пчелы семьи-воспитательницы запечатывают ячеи с окукливающимся расплодом «чужого засева». Теперь сот с печатным расплодом уносят в инкубатор, и здесь в свое время выводятся пчелы, выкормленные инопородным молочком.
