Феномен медоносной пчелы. Биология суперорганизма

Таким образом, рабочие пчелы колонии определяют динамику последовательных поколений, активно управляя их временным ритмом и растягивая физиологически короткое время поколения маток в годичный ритм. Эта манипуляция позволяет медоносным пчелам объединить время поколения способных к размножению животных с ритмом разделения и обособления колоний в ходе роения. Разделение колонии медоносной пчелы на дочерние колонии происходит на уровне целой колонии, и это ведет к образованию иного и более простого жизненного цикла, чем наблюдается у отдельных организмов. Колония минует стадию единственной клетки и не показывает истинной стадии роста. Лишь размер колонии подвергается изменениям, связанным с увеличением или уменьшением численности индивидов по временам года: рост численности весной, снижение (самое сильное) в процессе роения ранним летом и массовая гибель особей зимой. В принципе колония способна делиться почти все время. Однако прежде чем этот шаг может быть предпринят, должны быть сделаны кое-какие приготовления.

Почему многие другие многоклеточные животные не пошли по такому пути? Почему они просто не делятся, подобно тому как это делают одноклеточные организмы?

Рис. 2.6 Рой прививается рядом со старым гнездом и выпускает разведчиков на поиски нового дома

Развитие и дифференциация элементов в многоклеточном организме, начинающиеся со стадии единственной клетки, являются дорогостоящим и сложным процессом. Достижение бессмертия посредством простого разделения поровну их высокоспециализированных индивидуальных клеточных компонентов не тождественно разделению между, по сути, подобными и физически обособленными пчелами в улье. Природа не породила делящихся и бессмертных кошек, чтобы избежать сложного полового размножения, потому что это было бы слишком трудно осуществить чисто технически.

Генетика дает нам объяснение общего предпочтения жизненного цикла из четырех стадий. Как мы уже объяснили, воспроизводство, связанное с половым процессом, увеличивает разнообразие в популяции – это важное условие для эволюции, выявленное Дарвином. Тем не менее половое размножение и специализация к размножению немногих клеток тела у многоклеточных организмов несут тем самым смерть всем другим клеткам тела. Разделение труда между половыми клетками и клетками тела, которое мы видим у многоклеточных организмов, привнесло в стадии жизни закон смерти не из-за случайности или неудачи, а как запрограммированный общий закон (см. рис. 1.1).

На этом сложном эволюционном ландшафте медоносные пчелы нашли идеальный путь для себя. Они получили одно преимущество, не теряя при этом другого, воспроизводя целую колонию путем простого деления (роения) и одновременно выращивая способных к размножению особей, у которых время жизни поколения синхронизировано с циклом этого деления. Благодаря сохранению репродуктивных индивидуумов они гарантировали возможность генетической изменчивости. Поэтому медоносные пчелы, как и все прочие животные и растения, размножающиеся половым путем, пользуются всеми благами, которые дает непрерывная линия половых клеток (см. там же). В отличие от других многоклеточных животных, они заключают эти бессмертные линии половых клеток в такой же бессмертный суперорганизм – в колонию. Стратегия размножения колонии путем деления имеет, как следствие, упрощение жизненного цикла и делает ее принципиально бессмертной.

Таким образом, принцип обретения бессмертия путем разделения надвое обнаруживается у самых простых форм жизни – у одноклеточных организмов, а также у самых сложных – у суперорганизмов.

Смерть и бессмертие

Будучи людьми, мы гордимся древностью основания наших городов, отмеченной историей тысячелетий и 500-летних юбилеев. Конечно же, первоначальных зданий и улиц больше не существует, как и первых горожан, но есть, по крайней мере, поселения и географические местоположения, которые были непрерывно населены как единое целое. Колонии медоносной пчелы – это непрерывное единство в том же самом смысле.

Вечность пчелиной колонии становится возможной путем непрерывной замены ее членов. Рабочие пчелы заменяются с периодичностью, в зависимости от времени года, от четырех недель до 12 месяцев, а матки – каждые 3–5 лет. Трутни выживают только 2–4 недели, и их жизнь так же коротка, как у многих рабочих особей. В колонии из 50 000 пчел при уровне ежедневной смертности в 500 особей это дает ежедневную замену 1 % всей колонии, кроме матки, на протяжении примерно четырех месяцев. Эта непрерывная замена не меняет генетической идентичности колонии.