Взаимовыручка слепых многоножек

Если бы ученые делали выводы о принадлежности организма к тому или другому виду исключительно по характерным внешним признакам, то количество видов животных, в особенности членистоногих, было бы гораздо меньше. В первую очередь это связано с феноменом мимикрии, когда один вид подражает другому с целью защиты от хищников. Эта симуляция возможна в двух формах – мюллеровская мимикрия, когда каждый вид кроме специфичной окраски обладает ещё и ядом; и бейтсовская мимикрия, когда подражающий вид «халтурит», воспроизводя только внешний вид в надежде, что хищник примет его за ядовитого собрата.

Наиболее наглядный пример мимикрии, описанной Фрицем Мюллером в конце позапрошлого века, – жалящие насекомые: разнообразные осы и пчёлы. И те и другие обладают характерными желто-черными полосками, но главное – жалом, играющим ключевую роль в процессе обучения. Поскольку остающиеся после встречи с разными видами неприятные воспоминания не отличаются друг от друга, воспитание птиц в целом идёт быстрее.

Изучение мюллеровской мимикрии осложняется тем, что очень трудно отделить движущие силы собственно мимикрии от разнообразных факторов вроде привлекательности для противоположного пола или подражания окружающей среде. Пол Марек и Джейсон Бонд из Университета Восточной Каролины нашли сверхуникальную модель, наглядно демонстрирующую все характерные черты упомянутого феномена:

слепые ядовитые двупарноногие многоножки из Аппалач объединили свои воспитательные усилия в борьбе с пернатыми хищниками.

Так, малочисленные виды научились подражать более многочисленным, воспроизводя окраску, характерную на той или иной территории для доминирующих Apheloria. Тем самым «уравниваются» впечатления хищников от встречи с тем или иным видом, и выигрывают все, кроме птиц.

При этом «кнут» есть и у многоножек из семейства Apheloria, и у более редких Brachoria – это пара ядовитых желез: сначала они образуют стабильный предшественник цианида водорода манделонитрил, а потом быстро превращают накопленное сырье в конечный ядовитый продукт, выделяющийся из отверстий-озопор по бокам тела.

Цианида у одной гусеницы достаточно, чтобы убить 18 птичек размером с голубя, не говоря уже о более мелких животных вроде тех же муравьев.

Неудивительно, что хищники давно не считают эту добычу легкой, а вот для ученых это стало отличным способом проследить эволюцию мюллеровской мимикрии в чистом виде. Во-первых, ядовитые многоножки чрезвычайно разнообразны в этом регионе – на участке в 50 м² можно собрать до 43 особей, представляющих 5 видов. Во-вторых, даже в пределах одного вида, обитающего на большой территории, окраска многоножек чрезвычайно разнообразна. В-третьих, их цвета никак не связаны с рационом. И, наконец, они все слепые – так что окраска не играет никакой роли в привлечении партнера.

Именно по этим причинам выводы, сделанные в статье в Proceedings of the National Academy of Sciences, выглядят гораздо убедительнее традиционного анализа амазонских бабочек или социальных насекомых вроде ос.

Марек и Бонд наглядно продемонстрировали, что разные виды, обитающие на одной территории, могут быть больше похожи друг на друга, чем представители одного и того же вида, живущие далеко друг от друга.

В некоторых же уголках Аппалач им удалось найти хотя и отличающихся, но «стремящихся» к мимикрии многоножек, что авторы рассматривают как наглядный пример эволюции по принципу мюллеровской мимикрии.

Удалось подтвердить и 4 ключевых принципа этого биологического феномена: виды используют один и тот же предупреждающий сигнал, который не связан с филогенетической близостью видов, редкие виды стремятся подражать более распространенным или более защищенным, и, наконец, мимикрия – функция, зависящая от географической удаленности видов друг от друга.

Астрономический год-3. «Тёмная энергия, тёмная материя, внеземные цивилизации»

Первая часть: Всемирный год астрономии.
Вторая часть: «Бери больше, кидай дальше».

– Чего вы ждёте от астрономии в ближайшие годы? Какие проблемы стоят перед наукой?

– Тёмная энергия, тёмная материя, внеземные цивилизации.

Проблема номер один – это природа тёмной энергии. Это неожиданное, потрясающее открытие – материя с отрицательным давлением, с антигравитацией. Что это такое – её микроскопическая сущность, микроскопическая структура? Вакуум из виртуальных частиц, какое-то особое поле? Пока из наблюдений вытекает, что это скорее вакуум: параметр в уравнении состояния близок к «вакуумной» –1, и по мере уточнения наблюдений становится к ней всё ближе и ближе.

Но, тем не менее, никто из физиков не имеет никаких представлений, что это такое. Академик Валерий Анатольевич Рубаков в одной из своих последних лекций сказал:

«что касается микроскопической природы тёмной энергии, то здесь у нас, у теоретиков все фантазии исчерпаны, нужны принципиально новые идеи».

Это больной вопрос, потому что тёмная энергия – это 70–75% от всей энергии Вселенной, то есть это основная часть Вселенной, и мы не знаем, что это такое.

Во-вторых, тёмная материя. С этим попроще, хотя, что это такое, тоже никто не знает. Тёмная материя тоже превалирует над обычным веществом (её в 4–5 раз больше) и составляет где-то 20% от общей плотности Вселенной. Но есть хотя бы какой-то намёк на её природу: она гравитационно скучивается, концентрируется в галактиках, в скоплениях галактик. То есть там, где много барионов, там много и тёмной материи – в отличие от тёмной энергии, которая распределена однородно.

Скорее всего, тёмная материя – это какие-то частицы. Частицы, которые не открыты ещё на ускорителях, но которые предсказываются, например, суперсимметричными теориями. Природу этих частиц мы надеемся открыть при помощи нового коллайдера. По некоторым данным, частицы тёмной материи должны иметь массу в сотни или тысячи ГэВ. В последнее время много шума насчёт результатов PAMELA и ATIC, но это пока всё косвенные намёки. Надо просто измерить параметры частиц тёмной материи – массу, заряд, спин, и сказать – вот она, частица.

Третья волнующая проблема – это, конечно, внеземные цивилизации. Уж сколько лет, с тех пор, как Шкловский начал всё это пробивать, бьются. И до сих пор мы не имеем никаких сигналов из космоса и никаких намёков на то, что даже микроорганизмы живые существуют вне Земли – даже на Марсе.

Вопрос стоит очень остро, проблема имеет и огромное мировоззренческое значение. Лет 15 назад академик Владимир Игоревич Арнольд, будучи у папы римского, попросил его – вы, говорит, Галилея оправдали – давайте теперь и Джордано Бруно оправдайте, которого вы сожгли в своё время. А папа Арнольду ответил: вы найдите сначала, докажите, что есть жизнь на других планетах, тогда мы его оправдаем. А так, церковники говорят: Бог создал жизнь на Земле, и нет больше жизни во Вселенной. И они правы по-своему – пока ничего не найдено. Со времени сожжения Бруно прошло 400 с лишним лет – и нет никаких намёков.