Обоняние. Увлекательное погружение в науку о запахах

Любопытно, что некоторые растения (например, дикий картофель) тоже освоили синтез β-фарнезена, только у них это продукт сложного вторичного метаболизма. Это счастливое стечение обстоятельств подарило им неуязвимость от тлей и, как следствие, дополнительное эволюционное преимущество. Разумеется, ученые немедленно занялись выведением генно-модифицированных растений, способных синтезировать β-фарнезен, что стало огромным подспорьем в деле защиты урожая от тлей и переносимых ими болезней.

Саранча тоже не считается социальным видом, но любит собираться большими компаниями и жить вместе. Их способность опустошать поля вошла в легенду. От стаи саранчи нет защиты – это настоящее бедствие, описанное еще в Библии. После них остается… нет, не потоп, но бесплодная пустыня.

На своем веку саранча переживает впечатляющие физиологические метаморфозы. Если ее правильно воспитывать, то, достигнув зрелости, она ведет одиночный образ жизни и ни в какие стаи не собирается. Все-таки оказавшись в компании себе подобных, саранчи становятся очень общительны и с удовольствием болтают между собой, хотя ни в какое структурированное сообщество при этом не организуются. В этом случае у них меняется физиология, а фенотипический цвет из зеленого становится коричневым (в случае восточного вида Locusta migratoria). Происходит также ряд модификаций на молекулярном уровне. Относительно недавно ученые обнаружили, что в этом превращении важную роль играет метилирование ДНК. Именно в этой форме саранча становится агрессивным опустошителем полей. Логично, что, если блокировать метаморфозу, это сильно уменьшит ущерб, который этот вид наносит сельскому хозяйству. Инициатором сложной последовательности биохимических процессов, ведущих в итоге к роению, является летучая молекула – ученым удалось идентифицировать ее у другого экономически важного вида, пустынной саранчи, Schistocerca gregaria. Эта молекула проста, но довольно необычна. Она называется фенилацетонитрил (см. рис. 18) и работает одновременно как феромон метаморфозы (потому что вызывает смену физиологической фазы) и феромон роения (так как заставляет трансформировавшуюся саранчу сбиваться в стаи). Это же самое соединение в относительно высоких концентрациях подавляет ухаживания, чтобы избежать однополых атак. Похожие вещества с необычной нитриловой группой, присоединенной к такой же необычной нафталеновой системе, вырабатывает и восточная саранча – и тоже пользуется ими в качестве феромонов.

Пока что наука не до конца расшифровала химический язык саранчи; рано или поздно дальнейший прогресс позволит нам вмешаться во внутривидовую коммуникацию и научиться не допускать роения. А до тех пор у нас есть шанс восхититься неожиданной сложностью этой системы, где один и тот же химикат может вызывать совершенно разные поведенческие реакции в зависимости от концентрации, контекста окружающей среды и физиологического состояния насекомого.

Учим иностранные языки

Владение иностранным языком несет несомненные преимущества. Оказавшись в незнакомой стране, умеющий читать таблички найдет дорогу в супермаркет и не останется голодным. Понимающий предупреждения об опасности вовремя спрячется и останется в живых. В условиях военного времени шпион, понимающий язык врага, может принести значительную пользу своим.

Запах добычи

Некоторые насекомые потрясающим образом научились понимать язык других видов, а местами и говорить на нем. Несмотря на свою очаровательную внешность, божьи коровки на самом деле свирепые хищники. Тли для них – любимый деликатес, который они научились вынюхивать по феромонам опасности, похожим или даже идентичным у многих видов тлей. β-фарнезен, уже знакомое нам вещество, тли выделяют при нападении врага, чтобы предупредить сородичей. Как ни парадоксально, феромон, задача которого спасти вид, на практике, наоборот, привлекает хищника и делает ситуацию еще хуже.

По тому же β-фарнезену колонии тлей отслеживают и муравьи, хотя в этом случае отношения между двумя видами устанавливаются куда более взаимовыгодные. Муравьи обожают сахаристые выделения тлей и поэтому держат целые стада этих малюток, за которыми тщательно ухаживают. Как им это удается?

Химические вещества, выделяемые муравьями из расположенных на ногах желез и известные как феромоны слежения, обладают еще одним полезным свойством: они успокаивают и подчиняют тлей. Порабощая этих насекомых и защищая их от божьих коровок, муравьи обеспечивают себе бесперебойные поставки сладкого лакомства.