Планета насекомых: странные, прекрасные, незаменимые существа, которые заставляют наш мир вращаться

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 (см. стр. 123). 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 любят 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 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.