Нейроперсоналии: Карл Фриш и поведение пчёл

Парадоксально, но нынешний герой не был ни физиком, ни химиком, ни медиком, ни физиологом, ни молекулярным биологом. Нечастая история среди нобелевских лауреатов, даже среди лауреатов премии по физиологии или медицине. Его специальность  этология, наука о поведении животных, а тема  поведение пчёл. Впрочем, открытие в биохимии поведения он тоже совершил, одним из первых обнаружив новый функциональный класс соединений  феромоны. Итак, Карл фон Фриш.

7f5daefb1a3cfa1d8cd362579a509b44

Нобелевская премия по физиологии и медицине 1973 года, без сомнения, уникальна для этой номинации. Награждение Карла фон Фриша, Конрада Лоренца и Николааса Тинбергена — этологов, зоологов — небывалое событие. Таким неожиданным выбор не был ни после, ни до — хотя похожей сенсации можно было ждать между 1915 и 1938 годами, когда на нобелевку 32 раза номинировали «хулигана» Зигмунда Фрейда. Но и этого не случилось.

Хочется отметить еще один важный для автора лично момент. Карл фон Фриш — один из нескольких нобелевских лауреатов, предопределивших его судьбу. Его книга «Из жизни пчёл», выпущенная в СССР тогда, когда мне было всего пять лет, подтолкнула меня к науке. Кстати, на момент выхода труда в СССР Фриш был ещё жив, а ведь впервые «Из жизни пчёл» увидел свет аж в 1927-м, — поистине книга века! «Жизнь пчёл подобна волшебному колодцу. Чем больше из него черпаешь, тем обильнее он наполняется», — фраза из седьмого издания.

27a775d8b36731327e7e0112270ec7c8

 

Юный натуралист

Карл фон Фриш родился в Вене, в семье учёных. Его отец, Антон фон Фриш, был урологом, профессором Венского университета. Часто можно встретить «полное» имя Антон Риттер фон Фриш, но «риттер» — это аналог английского Knight, то есть «рыцарь», что просто говорит о благородном титуле. Так или иначе, Антон фон Фриш был заметной величиной в академическом мире и прославился тем, что идентифицировал возбудителя риносклеромы — гранулематозного заболевания носа.

Не «подкачала» и мать будущего лауреата, Мария Экснер, дочь известнейшего австрийского философа и реформатора школьного образования Франца Серафина Экснера. Но можно «копнуть» и глубже: бабушка Карла по матери, Шарлотта Дузензи, принадлежала к одной из самых влиятельных семей Австро-Венгрии, а четверо её сыновей выросли уважаемыми и известными людьми. Так, младший брат Марии Франц Серафин стал известным физиком, спектроскопистом и ректором Венского университета.

В семье Марии и Антона фон Фришей тоже было четыре сына (Карл — младший), и все стали профессорами. Карл с детства любил возиться с букашками и травинками, благо, жила семья профессора фон Фриша за городом, на озере Вольфганг. Пишут, что будущий нобелиат даже печатался в различных натуралистических журналах. Учился мальчик в «Шоттенгимназиуме» — подобии средней школы при бенедиктинском монастыре в Вене.

Главной мечтой Карла в те годы стояла такая: окончить школу и удрать куда-нибудь с научной экспедицией — исследовать животных, открывать новые виды… Разумеется, папа был против. Папа хотел, чтобы все дети стали профессорами, медиками. А разве можно стать профессором в экспедиции? Пришлось Карлу идти в медицинскую школу Венского университета, тем более что там уже работал один из многочисленных учёных родственников, дядя Зигмунд, брат мамы. Между прочим, выдающийся физиолог, ученик Гельмгольца и автор одного из первых руководств по микроскопии. Так что Карлу пришлось вплотную заняться изучением распределения пигмента в зрительных клетках жуков, бабочек и креветок.

Впрочем, вскоре юный Фриш всё равно сбежал — в Зоологический институт Мюнхенского университета, где занялся экологией или наукой о поведении. Поработав здесь под началом известного зоолога Рихарда фон Гертвига, он вернулся в Венский университет, где защитил степень доктора философии. И вот здесь мы задержимся: его диссертация очень любопытна.

98a2246ef8fcff999cdce1bd0ace78c8

Рихард Гертвиг

 

Танцы на сотах

В начале XX века считалось, что ни рыбы, ни беспозвоночные цветовым зрением не обладают. Однако фон Фриш сумел натренировать рыбок-гольянов по-разному реагировать на различные цвета. На этой почве у молодого учёного случилась громкая ссора с опытным и авторитетным офтальмологом Карлом фон Гессом, который результатам этим не поверил и попытался дискредитировать работу фон Фриша. Впрочем, Фриш рассудил философски: чем громче нападает на него фон Гесс, тем лучше, ведь благодаря поднятому шуму больше учёных узнают о его работе. В результате он не сомневался. Но рыбы — это рыбы. А как насчёт беспозвоночных? Будучи дарвинистом, фон Фриш понимал: у пчёл цветное зрение должно быть наверняка, ведь их пища — в цветках…

В 1912 году учёный возвращается в Мюнхен и начинает первые эксперименты с насекомыми. Впрочем, доказать, что пчёлы в принципе способны различать цвета, оказалось достаточно просто. Приманку помещали на квадрат определённого цвета, и вскоре насекомые садились на него и без приманки, безошибочно находя среди квадратов других цветов, даже если их меняли местами.

А дальше началась война, и всем стало не до пчёл. У Карла фон Фриша было слабое зрение, потому линия фронта ему не грозила. Однако, медицинское образование не утаить, и до 1919 года учёный работал врачом в военном госпитале близ Вены. Именно в этот период он женился на медсестре и художнице Маргарет Мор, которая вскоре стала любимым иллюстратором сборников его лекций. А когда война отгремела, фон Фриш вернулся в институт и уже через несколько месяцев сделал открытие, которое 54 года спустя принесло ему Нобелевскую премию.

Исследователь пометил несколько рабочих пчёл краской и проследил за их поведением по возвращении в улей. Предоставим слово самому Карлу фон Фришу: «Я едва мог поверить своим глазам, когда она исполнила круговой танец на медовых сотах, чем привела в сильнейшее возбуждение находящихся рядом с ней пчёл, помеченных краской, которые немедленно полетели к месту кормежки <…> Это было, как я думаю, самое важное наблюдение в моей жизни, во всяком случае, имеющее самые далеко идущие последствия».

Танцу пчёл Фрищ посвятил всю оставшуюся жизнь и стал первым человеком, расшифровавшим «язык» другого вида. Он заметил, что если пища близко, насекомое будет выписывать круг, а если далеко (дальше 85 м) — восьмёрку. Выяснил, что танцем пчёлы передают координаты источника пищи, указывая угол между направлением на него и Солнцем. Обнаружил, что при переменной облачности пчёлы ориентируются по плоскости поляризации света от просветов чистого неба.

3f90af5753aa976b1e8e6c39e1569d7f

Помеченные краской пчёлы позволили открыть их средства общения  танец и феромоны

 

Химия природы

Впрочем, эти этологические наблюдения не помешали фон Фришу сделать важное открытие и в химии пчелиной жизни. Он обнаружил у пчёл феромоны — органические вещества, которые выделяются железами «королевы-матки» и регулируют поведение рабочих пчёл и трутней, а также сигнализируют об опасности. Сейчас известно достаточно много феромонов пчёл, а основными из них считаются транс-9-кето-2-дециновая кислота, запускающая стерилизацию рабочих пчёл, и транс-9-окси-2-дециновая кислота, регулирующая роение.

Но на пчёлах всё  не остановилось: в последней трети XX века были открыты сотни феромонов, регулирующих жизнь и поведение множества животных за исключением людей.

Впрочем, чтобы дождаться признания и присуждения Нобелевской премии, Фришу пришлось прожить долгую жизнь. 87-летний учёный, увы, не смог присутствовать на церемонии, и награду принимал его сын. А представлявший номинантов профессор Берг Кронхольм сказал: «Поведение животных завораживало человека с незапамятных времен, об этом свидетельствуют мифы, сказки, басни. Но человек слишком долго пытался понять его на основе своих собственных представлений, на основе своего собственного образа мыслей, чувств и действий». Пока не появился Фриш и два других лауреата необычной Нобелевской премии по медицине и физиологии 1973 года.

b2b3fd65fb50881dfb232cd0103ccb96

Танец пчел – несложно закодированное послание о месте нахождения пищи

Закончить рассказ о великом Карле фон Фрише хотелось бы цитатой из… предисловия к первому изданию его книги «Из жизни пчёл». Цитатой, которую стоит запомнить любому исследователю.

«Если естествоиспытатель будет пользоваться слишком сильными увеличительными стёклами, рассматривая простые вещи, то может случиться так, что за оптическими приборами он не увидит самой природы. Нечто подобное произошло лет двадцать назад с одним почтенным учёным, когда он, изучая в лаборатории способность животных воспринимать цвета, пришел к твёрдому и, казалось бы, хорошо обоснованному убеждению, что пчёлы цветов не различают. Это натолкнуло меня на мысль ближе заняться изучением их жизни. Ведь всякий, кому приходилось в природных условиях наблюдать биологическую взаимосвязь между пчёлами и цветами с их великолепно окрашенными венчиками, подумает, что, скорее, учёный мог допустить ошибку в своих выводах, чем природа — подобную несообразность».

 

Текст: Алексей Паевский

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>