Супермухи. Удивительные истории из жизни самых успешных в мире насекомых - Джонатан Бэлкомб

полос, улетая от них. Установка сконструирована таким образом[109], что источник тепла отключается, стоит мухе просто отлететь от полосок. Таким образом, муха контролирует происходящее. В другом эксперименте, называемом тепловой коробкой, плодовая муха должна научиться не залетать в ту половину маленькой темной камеры, которая нагревается каждый раз, когда там оказывается муха. Когда она выходит из карательной половины, температура в камере возвращается в норму. Вскоре мухи учатся держаться в безопасной половине, при этом они продолжают помнить об этом, даже если муху вынуть из камеры, а затем снова протестировать два часа спустя[110].

Как насекомые реагируют на обезболивающие препараты? Под действием обезболивающего опиоидного препарата морфина богомолы, сверчки и медоносные пчелы демонстрируют более низкие защитные реакции на неприятные раздражители, и сила реакции пропорциональна дозе морфина[111]. Обезболивающий эффект может быть заблокирован налоксоном, препаратом, который снижает действие морфина у позвоночных. Эти исследования показывают, что насекомые обладают общей чувствительностью к опиоидам, аналогичной чувствительности позвоночных.

Уже несколько десятилетий известно[112], что крысы, страдающие артритом, и хромые цыплята предпочитают пить воду с добавлением анальгетиков, в то время как здоровые животные предпочитают чистую воду, но только в 2017 году исследователи решили посмотреть, будут ли больные насекомые самостоятельно принимать обезболивающий препарат. Трое ученых из Университета Квинсленда дали раненым ради эксперимента пчелам возможность пить воду с сахарозой с добавлением морфина или без него. Пчелам либо непрерывно защемляли лапку зажимом, либо ампутировали один дистальный сегмент лапки. Результаты не впечатлили: ни в одной из групп пчелы не проявляли желания пить воду с морфином, при этом пчелы с ампутированным сегментом выпивали в два раза больше обоих растворов, чем здоровые контрольные. Ученые сделали предварительный вывод[113] о том, что, хотя исследование и не дало никаких доказательств эффективности морфина для снижения возможной боли у пчел, пчелы способны увеличить потребление питательных веществ в ответ на возросшие энергетические потребности для заживления раны.

Плодовые мушки избегают и других источников боли. Если их научить, что после определенного химического запаха их подвергнут удару электрическим током, то вскоре они станут избегать этого запаха. Когда ученые изменили порядок раздражителей[114] и шок предшествовал запаху, мухи летели на запах, очевидно, связывая его с облегчением боли после шока. При этом плодовые мушки демонстрируют и условные рефлексы второго порядка: обученные избегать запаха в сочетании с электрическим током, они учатся избегать и другого запаха в сочетании только с первым запахом[115].

Личинки мух также могут быть чувствительными к боли. Марла Соколовски обнаружила, что личинки плодовой мухи реагируют на нападения наездников, пытающихся ввести им яйцо при помощи острого яйцеклада: они сворачиваются калачиком и как бы перекатываются из стороны в сторону. То, что они аналогично реагируют на нагретый зонд[116], показывает, что это поведение характерно по крайней мере для двух разных типов боли: механического (прокалывание иглой яйцеклада наездника) и теплового.

Очевидно, в вопросе о том, чувствуют ли насекомые боль или нет, предстоит узнать еще многое. Имеющиеся на сегодня данные указывают, что насекомые обладают разумом, но расположение болевых центров и проявление боли могут отличаться от наших. Переживание боли или его отсутствие может зависеть не только от физического события, но и от ситуации. С моей точки зрения, утонуть – это ужасно, однако это часть жизненного успеха любой подёнки, или мухи-однодневки, чьи яйца и личинки развиваются только в озере или пруду. Так могу ли я приписать подёнке боль и страдания, которые мы ассоциируем с утоплением? Возможно, погибнуть в воде на самом деле приятно (или неплохо?) для подёнки, переживающей муки размножения.

Прочие чувства

Если животное способно испытывать боль, оно, вероятно, испытывает и удовольствие. Мы и здесь располагаем интригующими данными о том, что общего между насекомыми и позвоночными в том, как они получают удовольствие. Различные области мозга насекомых связаны и представляют собой взаимодействующие цепи, обладающие чувствительностью к октопамину и дофамину, соединениям, отвечающих у позвоночных за приятные (а в некоторых случаях и неприятные) ощущения.

Есть, собственно, поведение. Все знания о реакции насекомых на вознаграждение получены в ходе исследований медоносных пчел и плодовых мух. С пчелами типичный метод заключается в том, чтобы посмотреть, высовывает ли пчела язык в сторону стимула, связанного с вознаграждением в виде сахара. С мухами обычно применяется Т-образный лабиринт, где на концах расположены источники разных запахов, один из которых связан со сладкой наградой. Сенсорная система, которую задействуют пчелы, – это вкус[117], а мухи – обоняние. И здесь снова находятся удивительные параллели между мозгом насекомых и позвоночных.

Изучать чувства насекомых[118] сложнее по сравнению с млекопитающими, поскольку наблюдаешь неподвижные, лишенные выражения головные капсулы. Но это не серьезное препятствие. Один из признаков наличия переживания – степень реакции. Например, голодные плодовые мушки лучше, чем сытые, выполняют учебную задачу, за которую их награждают едой. Предположительно, это происходит потому, что они в большей степени хотят получить награду. Это наводит на мысль о мотивации[119].

Мотивационный эффект голода также влияет на реакцию мухи на страх. Когда плодовым мушкам с разной степенью насыщения и голода давали пищу, а затем подвергали визуальной «угрозе» в виде тени, проходившей над головой (тень создавали с помощью вращающейся лопасти между источником света и мухами), мухи демонстрировали защитное поведение, включая бег, прыжки или замирание на месте. То, как быстро и как часто мухи делали что-то из перечисленного, а также сколько времени требовалось рассеянным мухам, чтобы вернуться к еде, показало, насколько важна точность масштабируемости: виды защитного поведения и время возврата увеличивались с количеством и частотой теней. Похоже, тени действительно пугали мух, и мухи становились осторожнее. В соответствии с эмоциональной реакцией на еду, более голодных мух (голодавших в течение дня) было труднее отпугнуть. Наконец, когда мухи попадают в стрессовую ситуацию, из которой не могут выбраться[120], они проявляют реакцию «выученной беспомощности», хорошо известную из исследований на грызунах, – и сдаются. Авторы этого исследования – группа американских ученых во главе с Уильямом Гибсоном из Калифорнийского технологического института[121] – не спешат называть переживания плодовых мушек эмоциями, взамен применяя термин «примитивные эмоции», аналогичные страху.

Учитывая дерзость хищнических и паразитических привычек некоторых мух, стоит задаться вопросом, всегда ли способность чувствовать страх адаптивна. Это может зависеть от типа мухи и ситуации. Рассмотрим самку комара, чья миссия состоит в том, чтобы приблизиться к млекопитающему, вонзить в него хоботок и выпить кровь из большого, разумного, бдительного животного, хлопающего по себе хвостом или руками. Возможно, это самая опасная