© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007

© Волков П.И., перевод на русский язык, 2017

© Издание на русском языке, оформление. ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2018 КоЛибри®

* * *

Пчелиная колония – несомненно, самый удивительный способ упорядочения природой вещества и энергии в пространстве и времени.

Посвящается Мартину Линдауэру, наставнику вюрцбургской BEEgroup, великолепному ученому и прекрасному человеку

Автор

Юрген Тауц – профессор Института поведенческой физиологии и социобиологии Вюрцбургского университета, где он возглавляет группу BEEgroup. У него и его команды есть две основные цели: фундаментальные исследования биологии медоносных пчел и распространение знаний о пчелах среди широкой аудитории. В течение последних 15 лет Юрген Тауц внес свой вклад в значительное число открытий, которые существенно изменили наш взгляд на биологию медоносной пчелы. Работы, опубликованные в передовых научных журналах (Proceedings of the National Academy of the USA (PNAS), темы номера в журналах Science и Nature), снискали ему славу пятого по частоте цитирования специалиста в области биологии поведения.

Однако самые высокие почести достались ему благодаря дидактическим способностям. Его университетские лекции, делающие понятными даже самые сложные принципы, студенты помнят еще долго после их прочтения, а публичные лекции, которых он провел очень много, всегда собирали полные залы восторженной аудитории. Его заметки и популярные лекции по биологии организмов дважды высоко оценивала Европейская организация молекулярной биологии (EMBO) – в 2005 и 2007 годах. Его признали одним из лучших популяризаторов науки в Европе.

Талантливый популяризатор и передовой ученый, Юрген Тауц имеет много общего с Карлом Саганом, Ричардом П. Фейнманом, Конрадом Лоренцем, Винсом Детье и другими людьми, которые стали знаменитыми благодаря своей работе по популяризации науки и делали ее доступной для всех.

BEEgroup

Биоцентр Вюрцбургского университета

Am Hubland

97074 Wurzburg

Germany

e-mail: tautz@biozentrum.uni-wuerzburg.de

Фотограф

Хельга Р. Хайльманн – фотограф, работает в основной исследовательской команде BEEgroup в биоцентре Вюрцбургского университета. Она поддерживает связи BEEgroup с общественностью.

BEEgroup

Биоцентр Вюрцбургского университета

Am Hubland

97074 Wurzburgw

Germany

Переводчик для английского издания

Дэвид К. Сандеман сделал долгую и успешную карьеру специалиста в области сравнительной нейробиологии, интересовался анатомией и физиологией нервных контролирующих систем, лежащих в основе рефлекторного и компенсаторного поведения у насекомых и ракообразных. Он получил свои первые ученые степени в Натальском университете, Южная Африка, и поступил в докторантуру в Сент-Эндрюсском университете, Шотландия; за этим последовал период постдокторантуры в Калифорнийском университете, Лос-Анджелес. Вернувшись в Шотландию, Дэвид К. Сандеман читал лекции по зоологии в Сент-Эндрюсском университете.

Через четыре года он уехал в Австралию, чтобы вступить в Товарищество исследовательской школы биологических наук в Австралийском национальном университете в Канберре и в 1982 году был назначен на кафедру зоологии в Университете Нового Южного Уэльса в Сиднее.

Результатом его сотрудничества с Юргеном Тауцем в этот период стали некоторые первоначальные данные о вибрации пчелиных сотов, описанные в этой книге. Уволившись из Сиднея и переехав в Германию в 2002 году, Дэвид К. Сандеман продолжил свои научные исследования и в настоящее время является научным сотрудником в колледже Уэллсли, США, где входит в команду, изучающую образование новых нейронов в мозге взрослых ракообразных. Он проживает в Германии, у него две дочери, одна в Австралии и одна в США, и шестеро внуков.

Neuroscience Program

Колледж Уэллсли

106 Central Street

Wellesley MA 02481

USA

e-mail: dsandema@wellesley.edu

Предисловие к английскому изданию

Эта книга, уже переведенная на десять языков, на первый взгляд может показаться посвященной исключительно медоносным пчелам и их биологии. Однако в ней содержится множество более глубоких посылов, связанных с некоторыми основополагающими и важными принципами современной биологии. Пчелы – это всего лишь актеры, которые уведут нас в царство физиологии, генетики, воспроизводства, биофизики и обучения, и это откроет нам принципы естественного отбора, лежащего в основе эволюции от простых форм жизни к сложным. Книга разрушает умильное представление о пчелах как об антропоморфизованном образе трудолюбивых, самоотверженных индивидуумов и представляет нам реальную действительность колонии как единого и независимого существа – суперорганизма – со своим собственным, слегка жутковатым эмерджентным^[1] групповым интеллектом. Мы с удивлением выяснили, что ни одна отдельно взятая пчела – ни матка, ни трутень, ни бесплодная рабочая особь – не осуществляет надзора или контроля над колонией. Вместо этого, при помощи сети интегрированных контролирующих систем и обратных связей, а также путем взаимодействия между особями, колония приходит к компромиссным решениям снизу вверх посредством своего рода «коллективного разума». И действительно, существуют замечательные параллели между функциональной организацией роящейся колонии медоносных пчел и мозгом позвоночных.

Книга «Феномен медоносной пчелы» адресована многим. Натуралисты получат удовольствие от прекрасных фотографий. Студентам, планирующим изучать биологию, следует читать эту книгу как начальный курс, позволяющий разобраться в принципах, на которых основаны биологические науки, и получить некоторое представление о привлекательности и сложности биологических систем. Пчеловоды найдут здесь научные основы многих особенностей поведения пчел, уже известных им, и некоторые исходные данные, которые могут стать поводом для пересмотра части традиционных приемов пчеловодства. Преподаватели найдут практические наглядные иллюстрации основных биологических принципов и пример интеграции научных дисциплин для понимания биологических систем. Профессиональные биологи получат удовольствие от новых формулировок эволюционных законов, представления пчелиной колонии в виде суперорганизма и последствий отбора родичей и естественного отбора для таких систем. Те, кого пока еще убеждают аргументы креационистов и теория разумного замысла, могут остановиться, чтобы подумать об эмерджентных свойствах самоорганизующихся и адаптивных комплексных систем.

Все мы все сильнее и сильнее ощущаем климатические изменения, которые происходят в нашем мире. Климатические изменения заставляют нас быть в курсе того, какие организмы находятся на грани жизни. Они обладают высокой специализацией к своим нишам, к которым приспосабливались, и даже очень небольшие изменения окружающей среды за сравнительно короткий промежуток времени означают конец для этих форм жизни. Оказавшись не в состоянии произвести достаточно поколений, чтобы воспользоваться преимуществами небольших генетических изменений, которые позволят им вырваться из своей ниши, они вымирают и пополняют длинный список существ, навсегда записанных в «капсуле времени» мира окаменелостей, или в записях, наводящих на горькие раздумья, которые ведет человечество в последнее время. Можно подумать, что организмы, подобные человечеству и медоносным пчелам, способные в определенной степени управлять своим непосредственным окружением, получили бы от этого преимущество. Обладая большими способностями к передвижению, мы можем перемещаться туда, где условия для жизни комфортны, а там, где они не такие, мы строим помещения, где поселяемся и где условия для жизни лучше. Эта мысль обнадеживает, но она, к сожалению, слишком упрощенна и потому может ввести в заблуждение, ведь хитросплетения живой ткани, которая включает нас и от которой мы зависим, представляют собой нечто гораздо большее. Мы все являемся ее частью, и самая большая угроза – это наше собственное поразительное невежество и бесцеремонное обращение с миром природы, к которому мы принадлежим.

Эксплуатация людьми природных систем без детального понимания их самих и их уязвимости нарушила тонкое равновесие, которое складывалось на протяжении тысячелетий. Если оставить природу в покое, со временем устанавливается новое естественное равновесие, но чаще всего оно оказывается уже не в нашу пользу. Медоносные пчелы важны для нас. Без пчел не будет опыления многих культурных растений. Отсутствие опыления означает, что не будет ни плодов, ни семян, – это просто. Если с медоносными пчелами случится беда, то это будет и наша беда. И уже есть немало поводов утверждать, что медоносные пчелы оказались в беде. Для нас было бы неплохо понимать пчел, а через них получить более широкое представление о величайшей сложности мира природы. Данная книга – хорошая отправная точка для этого.

Вюрцбург и Лаубах,

январь 2008 г.

Юрген Тауц, Дэвид К. Сандеман

Предисловие к немецкому изданию

Медоносные пчелы восхищали человечество с начала истории и, вероятно, значительно раньше. Пчел издавна ценили за их мед, а воск был признан природным продуктом особой важности. Упорядоченная общественная жизнь тысяч пчел в колониях и впечатляюще правильная геометрия их сотов возбуждали интерес многих поколений наблюдателей. Для современного человека пчелы – не только важнейшие помощники в сельском хозяйстве, но и индикаторы состояния окружающей среды и свидетельство ненарушенной связи между человечеством и природой.

В течение всего времени и для всех культур, которые их знали, медоносные пчелы – это символы положительных и желательных качеств, таких как гармония, упорный труд и самоотверженность. Современные исследования выявили некоторые особенности природы медоносных пчел, которые могут лишить их этого несколько мифического статуса, но в то же время дают нам глубокое понимание одной из самых удивительных среди известных нам форм жизни.

Цели этой книги – передать обаяние медоносных пчел и в то же время соединить новое понимание с уже существующими знаниями. Нас ждет долгий путь к всеобъемлющему знанию о медоносных пчелах, и немало волнующих открытий еще предстоит сделать. Колонии медоносных пчел обладают множеством общих особенностей с высокоразвитой группой живых организмов (млекопитающими), а с одноклеточными организмами их объединяет понятие бессмертия популяции – вот основная тема книги. Пчелиные колонии объединили стратегии выживания как многоклеточных, так и одноклеточных организмов, и тем самым занимают особое место среди всего живого.

Иллюстрации часто рассказывают больше, чем пространные словесные описания, особенно в науках о жизни. По этой причине мы решили создать книгу с особым акцентом на чередовании текста и рисунков. Мы преднамеренно, за немногими исключениями, избегали ссылок на научную литературу, авторов и исследователей. Вместо этого мы подготовили для интересующихся читателей сопутствующий веб-сайт http://www.beegroup.de , содержащий важные дополнения и общие сведения к каждой главе, будь то ссылки на литературу, адреса в интернете, фотографии, видеоклипы, звуковые файлы и тому подобный материал. Мы регулярно обновляем этот веб-сайт, чтобы поддерживать то передовое состояние знаний, которое отражает эта книга.