Мастера превращений
«Проснувшись однажды утром после беспокойного сна, Грегор Замза обнаружил, что он у себя в постели превратился в страшное насекомое». Знаменитая повесть Франца Кафки пропускает самое интересное: фантастическое преображение, способное сделать конторского клерка жуком, а гусеницу — прекрасной бабочкой
На пути от личинки до взрослой особи насекомые переживают столь поразительные превращения, что вплоть до недавнего времени связь между этими существами, рожденными ползать и крылатыми, не считалась очевидной. Совершая экспедицию в Чили, Чарлз Дарвин познакомился с естествоиспытателем, который незадолго до их встречи был арестован за «еретическую» попытку вырастить бабочек из гусениц. Сама идея метаморфоза вошла в западную науку только в середине XVII века благодаря голландскому энтомологу Яну Сваммердаму, и гипотезы о природе этого процесса появляются до сих пор. Чтобы добраться до сути, придется начать с самого начала, «от яйца».
Инициация
Появившись на свет, будущая бабочка на себя еще совсем не похожа. Однако уже в первые минуты жизни ее мягкое тело покрывается хитиновым экзоскелетом, характерным для насекомых и членистоногих вообще, включая раков и пауков. Такой панцирь дает опору организму, защищает его от внешних опасностей и от пересыхания. Но есть у экзоскелета одна неприятная особенность: заключенному внутри телу некуда расти. Поэтому время от времени гусенице приходится сбрасывать верхние покровы, быстро увеличиваться и отращивать их заново, то есть линять. Торопясь пройти этот рискованный этап жизни, некоторые гусеницы предпочитают просто надуться воздухом, чтобы поскорей достичь нужного размера и защититься новеньким панцирем.
Начало линьке командует мозг гусеницы. По его сигналу расположенные в грудном сегменте железы активизируют синтез «гормона линьки» экдизона. Экдизон стимулирует выработку белков, растворяющих старые хитиновые покровы и образующих новые. Предполагается, что в момент линьки гусеницы задерживают дыхание: отброшенные внешние оболочки повреждают выходы тонких трахей, через которые происходит обмен газами, и пока проходы не восстановятся, животное остается без притока кислорода. Опыты показали, что во время линьки дыхание некоторых насекомых прерывается на 45–60 минут, зато перед ней и сразу после членистоногое потребляет кислород особенно активно.