Текст книги "Журнал «Вокруг Света» №09 за 2008 год"
Автор книги: Вокруг Света Журнал
сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 12 страниц)
Скелетрон получил известность во всем мире как робот, лучше всех лазающий по веревке. Правда, сами шотландцы считают его девушкой и нежно зовут Скелли. Во время фестиваля он (она) показывал свое искусство в Вондераме. Фото: EDINBURGH SCIENCE FESTIVAL
Идея разбивки этого сада родилась благодаря знакомству встретившихся во Франции шотландских врачей Роберта Сиббальда и Эндрю Бальфура. Их намерения были просты: по возвращении на родину им хотелось иметь столь же богатый выбор растений для приготовления лекарств, какой был у их коллег на материке. Несмотря на то что климат на острове несравнимо хуже, Сиббальд и Бальфур все же реализовали свой замысел, пусть и на небольшой площади. На сегодняшний день в эдинбургском Ботаническом саду есть более 17 000 видов растений, что составляет 7% всей описанной земной флоры. Для сравнения: московский Ботанический сад РАН насчитывает около 10 000 видов, то есть почти вдвое меньше. Кроме того, в Эдинбурге самая большая в мире оранжерея по выращиванию пальм.
Все фестивальные мероприятия были сосредоточены на небольшой территории в северо-восточном углу сада. Не исключено, что тем, кто интересуется миром растений и ценит их «молчаливое очарование», устраиваемые тут фильмы и лекции могли показаться излишними. Но наверняка многие родители оценили возможность оставить на 50 минут свое беспокойное чадо в компании заботливых эдинбургских студентов – собирать водородный электромобиль или лепить из пластилина ДНК – чтобы наконец спокойно прогуляться среди пальм и эвкалиптов.
То что происходит в саду во время фестиваля, иллюстрирует еще одну его сторону – ее можно было бы назвать «приручением» (от английского «domestication») науки. Так же как со временем стала домашней «заводская» ЭВМ, в ботаническом саду дикая природа становится знакомой и понятной. Простое знание названий растений и их характерных особенностей – первый шаг к знакомству. Второй шаг – наука приготовления компоста и выращивания растений по своему желанию. Представление о следующих шагах дают появившиеся недавно во многих зоомагазинах разноцветные светящиеся рыбки, полученные методами генной инженерии. Пока биотехнологии кажутся многим terra incognita, которая страшит и неизведанностью, и воображаемыми опасностями. Когда же генная инженерия проникнет в ботанические сады и там ею станут пользоваться школьники, чтобы выращивать новые диковинные цветы, ее перестанут бояться, она тоже станет «ручной». Фестиваль во многом предвосхищает подобное развитие событий.
Выставка достижений
«Вы знаете, что это такое?» – «Возможно, это желудок курицы». – «А вот это?» – «Могу предположить, что это желудок собаки». – «Правильно. А вот это чей желудок, как вы думаете?» Такой диалог у меня произошел с сотрудником Эдинбургского университета в Национальном музее Шотландии – еще одной местной достопримечательности, задействованной в проекте. Я с интересом и легким недоумением осматривал экспонаты, природа которых не вызывала сомнений, но не было никакой уверенности насчет принадлежности. «Наверное, кита», – робко предположил я. В самом деле, третий из показанных мне желудков казался рядом с двумя предыдущими настоящей горой. «Нет, это желудок сухопутного животного». – «В таком случае – слона». – «Опять мимо. Это животное значительно меньше». Постепенно понижая планку, я добрался до лошади, но угадать так и не сумел. Желудок принадлежал корове.
Ее пищеварительная система сильно отличается от собачьей просто потому, что корове приходится добывать себе питание из такой неудобной пищи, как трава. Это совсем не то что мясо, которым питается собака. Травы надо сначала очень много съесть, потом ее приходится долго пережевывать. В результате корова жует практически все то время, что она не спит. Все это, конечно, хорошо известно, но все же очень трудно представить себе, до какой степени жвачный образ жизни отражается на размерах желудка.
Ветеринарный уклон интерактивной выставки, организованной Национальным музеем Шотландии совместно с Эдинбургским университетом, совсем не случаен. Шотландия – край не просто сельскохозяйственный: животноводство здесь заметно преобладает над земледелием. Прогулки по окрестностям Эдинбурга вскоре превращаются в малоувлекательное плутание по пастбищам, разгороженным невысокими стенками характерной каменной кладки. А ветеринарный факультет местного университета если и не самый большой в стране, то уж точно самый престижный.
Человечество сейчас очень страдает одновременно и от неумения правильно питаться, и от избытка отходов – в том числе пищевых. Жители Шотландии страдают от ожирения не реже, чем жители США. Что нужно есть, когда и для чего – об этом рассказывает сотрудница Института Роветта в Абердине. Фото: EDINBURGH SCIENCE FESTIVALВпрочем, дело не сводится только к животноводству. Ведь выпускники Эдинбургского университета прославились в самых разных областях. Даже если не говорить о Джеймсе Клерке Максвелле и Чарлзе Дарвине – создателях великих научных концепций, преобразовавших не только их специфические области знания, но и науку в целом, тут есть кого вспомнить: того же Вальтера Скотта, а вместе с ним Артура Конан Дойла и Роберта Стивенсона, изобретателя телефона Александра Белла, физика Питера Хиггса, придумавшего загадочный бозон, который вскоре будут ловить в Женеве на Большом адронном коллайдере, или знаменитейшего из скептиков Дэвида Юма. Клонирование овечки Долли – также дело рук ученых Эдинбургского университета. На время фестиваля ее чучело было перенесено в музей и выставлено на видном месте – было бы странно немного не похвастаться.
У эдинбургских ученых есть и еще один повод для гордости. В послевоенные годы появилась надежда относительно быстро создать думающую машину. Проблема искусственного интеллекта казалась тогда довольно легко решаемой, а потому множество возникающих в связи с ней этических проблем и рисков активно обсуждалось в фантастических книгах: яркий пример – сочинение Айзека Азимова «Я, робот» 1950года. Но первого настоящего робота создали лишь 20 лет спустя, в 1973 году, в Эдинбургском университете. Звали его Фредди, и представлял он собой две механические руки, укрепленные на двух вертикальных осях над прямоугольным лотком, и две телекамеры-глаза. «Ума» Фредди хватало не на многое: он умел собирать несложные детские деревянные головоломки из 5—10 частей. Зрелище это, наверное, было довольно тягостным – Фредди по нескольку минут «ощупывал» и «осматривал» каждую деталь, так что весь процесс сборки занимал от полутора до трех часов.
Сейчас пионер постоянно «проживает» в Национальном музее Шотландии, и только на время фестиваля его переселили в специальный зал. Интерактивная экспликация на выставке даст представление о том, как он создавался. Правда, теперь Фредди работает с завидной быстротой: «руки» его так и летают над столом. И программы стали лучше, и быстродействие компьютеров сильно возросло.
После этого важного прорыва 1970-х за пальму первенства в создании искусственного интеллекта стали состязаться супердержавы – США и СССР. Но ученые из Шотландии продолжают оставаться на переднем крае этой науки, о чем не устают напоминать гостям фестиваля студенты и сотрудники Университета Эдинбурга как здесь, в музее, так и на выставке роботов в Вондераме.
Праздник для взрослых
Возникающее на первый взгляд впечатление, что эдинбургский фестиваль предлагает научные развлечения только детям и профанам, тем не менее ложно. Для людей, искушенных в науках, тут тоже найдется много интересного. Конечно, эти лекции и встречи мало напоминают научные конференции. Даже если они и предполагают серьезный уровень подготовки слушателей, их цель – не обмен научными новостями, а популяризация знаний.
Здесь нет единства в программе, равно как и постоянно присутствующих ведущих и председателей секций. Все устроено так, чтобы заезжий лектор мог выбрать наиболее подходящее время для приезда и, прочитав свою лекцию, тут же вернуться в свой университет. Более того, лекции устраивали разные организаторы – даже в том случае, если они проходили в одном и том же месте. Например, в Концертном зале Святой Сесилии или в лектории Национального музея Шотландии. Скоординировать усилия разных организаций предстояло все той же службе Рут Адамс. Равномерный поток лекторов должен был спокойно пересекаться в небольшом числе лекционных залов города с равномерным же потоком слушателей. Хотя в этом случае, по моим впечатлениям, поток лекторов отличался большим разнообразием: они приезжали из разных уголков Великобритании, в то время как основная масса слушателей состояла из учащихся и выпускников Эдинбургского университета. Среди множества тем, поднимаемых на лекциях, были и те, что традиционно наводят ужас на студентов. Например, парадоксы квантовой механики. Но ведь и о них можно рассказать так, чтобы эта тема перестала пугать своей сложностью.
Как выяснилось на другой лекции, по-настоящему бояться людям следует прежде всего самих себя. Население нашей планеты растет, а жизненно важные ресурсы постепенно истощаются. Футурологи называют четыре наиболее вероятные причины, по которым человечество может не дожить до конца XXI века: глобальный ядерный конфликт, техногенная катастрофа, глобальная экологическая катастрофа и столкновение с крупным небесным телом. Три из них – прямое следствие человеческой деятельности, причем и ядерный конфликт, и техногенная катастрофа, и глобальная экологическая катастрофа могут быть следствием критического истощения природных ресурсов или борьбы за них. Чтобы предотвратить все это, человек должен существенно сократить потребление энергии и в далекой перспективе полностью перейти на возобновляемые источники, а также прекратить выброс в окружающую среду чужеродных для нее отходов. То есть тех, что не разлагаются в природной среде до компонентов, которые в ней можно обнаружить естественным образом, или разлагаются слишком медленно. Самый известный тип таких отходов – обычные полиэтиленовые пакеты, которые в среднем используются 10 минут, а разлагаются более 400 лет. Много неприятностей сулят и выброшенный в атмосферу дым, и спущенный в реки и озера фенол, и слитые в геологические полости радиоактивные отходы.
Сможет ли человечество, не возвращаясь к доиндустриальному существованию – то есть жизни без водопровода и канализации, без межконтинентальных перелетов и тому подобного, – создать замкнутый цикл использования всех ресурсов (обеспечить безотходное производство)? Концепция устойчивого (сбалансированного) развития предполагает, что это так или иначе возможно. Тогда как одни ученые эту теорию отрицают, другие – не только признают, но и пытаются реализовывать на практике. Один из таких людей – Питер Хэд, президент строительной компании «Аруп». По соглашению между китайским и британским правительствами «Аруп» сейчас проектирует, а затем построит город Донтань на острове Чонмин, где названная концепция принята как руководство к действию. Иначе говоря, в городе, который вырастет на острове через несколько лет и куда будет перемещена часть жителей Шанхая, снабжение домов и предприятий будет происходить по безотходным технологиям, а те отходы, которых все же не удастся избежать, будут перерабатываться на месте.
Символическая фигура Властителя Вселенной, выполненная выпускником Эдинбургского университета Эдуардо Паолоцци, теперь украшает парк Национального музея современного искусства. Фото: ALAMY/PHOTASНетрудно представить себе, как много вопросов и, признаться честно, недоверия вызвали проекты Питера Хэда у присутствовавших на его фестивальной лекции. Так, Хэд сказал: «Электроэнергию в Донтане будут получать из энергии ветра, солнца, биотоплива и сжигания мусора. Для общественного транспорта будут использоваться водородные элементы, а сеть пешеходных дорожек и велосипедных трасс позволит сделать общий выброс выхлопных газов в атмосферу близким к нулю». Но о переводе целого города на транспорт, работающий исключительно на водородных элементах, не говорят пока даже в компаниях, специализирующихся на разработке новых видов транспорта, а «Аруп» таковой не является.
У присутствующих возник и такой вопрос: «Почему для реализации ваших планов приходится строить новый город? Почему нельзя было их реализовать в уже существующем месте?» Ответ был очевиден: в духе «сделать заново как надо – проще, чем исправить то, что было построено абы как». Но меня лично он не убедил. Скорее всего, дело обернется очередной потемкинской деревней, только по-китайски. В этой деревне, возможно, будет чище и вредных выбросов в окружающую среду будет меньше, чем в соседнем Шанхае. Что, впрочем, и несложно.
Другой лектор – профессор Данбар, возглавляющий Институт когнитивной и эволюционной психологии в Оксфордском университете, в отличие от популярной теперь тенденции всячески подчеркивать родство человека всему животному миру, заговорил о противоположном – о радикальных отличиях человека от самых ближайших к нему представителей на эволюционном дереве. Таких отличий, на его взгляд, всего два: умение сочинять и рассказывать истории и способность испытывать религиозные чувства. И то и другое служит людям для создания общественных связей и формирования того, что Данбар называет «социальным мозгом» (social brain). Необходимость социализации для формирования человеческого сознания оказывается тем фактором, который человека сближает в общебиологическом отношении, скорее с шимпанзе, чем с гориллой, хотя генетически горилла человеку ближе.
Приматы – единственные представители животного мира, способные к запоминанию социальных связей второго порядка (дети детей). Человек может удерживать в памяти такие связи вплоть до пятого порядка. Однако результат примерно одинаков: как человек, так и шимпанзе поддерживает стабильные отношения примерно со 150 сородичами, только у обезьян социализация происходит в сов местной деятельности, например, при символическом выбирании насекомых из шерсти друг друга. У человека же место такой взаимной санации, по мнению Данбара, занимают занятные истории из жизни, рассказанные друг другу, и совместное участие в религиозных обрядах.
В последние мгновения фестиваля можно было только удивляться тому, как здесь таинственным образом возникла та самая сопричастность присутствующих какому-то общему делу, которая обычно характеризует закрытие научных конференций. Ведь, как уже не раз было подчеркнуто, на конференциях все происходит иначе: туда, как правило, приезжают люди, в основной своей массе уже знакомые друг с другом. Они собираются для того, чтобы несколько дней проработать вместе и узнать о последних достижениях друг друга. Там возникающее чувство близости понятно и объяснимо. Здесь же поток гостей фестиваля прихотливо и практически случайно пересекался с потоком устроителей и докладчиков, и чувство моментально сложившегося единства и соучастия в каком-то общем деле было неожиданно и оттого особенно приятно.
Дмитрий Баюк
Неистребимый
Пять лет назад в центре Днепропетровска был установлен памятник колорадскому жуку. Может быть на возведение двухметрового монумента не пожалели денег производители ядохимикатов, для которых этот вредитель стал прочной основой для развития бизнеса? Ведь для всех остальных, не только жителей Украины, – это символ самого прожорливого насекомого, которое ежегодно уничтожает завидную часть урожая картофеля. И какие бы средства борьбы с ним ни пускались в ход, победить его не удается. Дело в том, что этот жук обладает уникальной системой приспособляемости, позволяющей ему выживать в самых экстремальных условиях.
Зоосправка
Колорадский картофельный жук – Leptinotarsa decemlineata
Тип – членистоногие
Класс – насекомые
Отряд – жесткокрылые (жуки)
Семейство – листоеды
Род – Leptinotarsa
Относительно крупный жук: длина 8—12 миллиметров, ширина 6—7 миллиметров. Тело короткоовальное, сильно выпуклое, блестящее, красновато-желтое; надкрылья светлые с пятью черными полосами на каждом (отсюда и видовое название decemlineata – «десятилинейный»). Хорошо летает, покрывая в полете десятки километров и развивая скорость до 8 км/ч, но обычно поднимается на крыло только в жаркую погоду. На всех фазах жизненного цикла питается исключительно мякотью листьев растений семейства пасленовых, преимущественно картофеля. Личинка в день съедает в среднем около 1/30 грамма зеленой массы, взрослый жук – вчетверо больше. Самка за сезон может отложить до 1000 яиц, но обычная средняя плодовитость – около 350. Срок развития яиц – 5—17 дней (в зависимости от температуры окружающей среды), личинки – 2—3 недели, куколки – 10—20 дней. Продолжительность жизни большинства особей – один год, но некоторые жуки живут по два и даже три года. По оценкам специалистов, в годы массового размножения жука пораженные им районы теряют до 40% урожая картофеля.
Историю о колорадском жуке можно начать так: некогда на северо-востоке современной Мексики жило около полусотни разновидностей жуков семейства листоедов, многочисленных и прожорливых, а потому имеющих мало шансов на успех в кактусовых «лесах» штата Сонора. Ведь здесь у многих растений листья либо сухие колючки, либо и вовсе отсутствуют. Один из листоедов нашел-таки выход: научился питаться пасленовыми (ядовитыми растениями семейства двудольных, насчитывающем около 2000 видов, большая часть из которых произрастает в тропических, субтропических и умеренных областях. К ним относятся как дикорастущие виды, например черный паслен и дурман, так и культурные растения – картофель, томаты, перец, баклажаны или декоративные – петуния и сальпиголоссис). На это блюдо, насыщенное отравляющими алкалоидами, почти никто не претендовал. Но и этим кормом в пустыне не разживешься. И вот часть популяции листоедов устремилась в поисках пищи на северо-запад. Места, которые они стали осваивать (мы их сейчас называем Техасом и Аризоной), оказались еще более пустынными и суровыми, а еды в них – еще меньше, чем в Соноре. И это подгоняло переселенцев вперед и вперед.
1. Едва пробудившись от зимней спячки, жуки немедленно спариваются, кроме самок, которые уже беременны
2. Насекомые откладывают яйца прямо на лист картофеля, чтобы вышедшие личинки смогли сразу же приступить к еде
3. Жизнь личинки колорадского жука четко делится на четыре периода, отделенных друг от друга линьками
Первая встреча жука с культурным картофелем случилась в 1855 году в Небраске. Но тогда насекомое, уже известное науке (его еще в 1824 году нашел и описал американский натуралист Томас Сэй), не привлекло особого внимания. О нем заговорили лишь четыре года спустя, в 1859-м, когда полчища жуков нанесли огромный ущерб посадкам картофеля в Колорадо. Листоед немедленно получил название «колорадского», хотя стал быстро расселяться по всей Северной Америке. Всего через пять лет после нападения на колорадские поля он преодолел Миссисипи, в 1874-м достиг Атлантики, а в 1877-м был впервые обнаружен в Старом Свете, в окрестностях Мюльхайма и Лейпцига. Правда, этот очаг, как и еще несколько, возникавших в XIX веке в Европе, был благополучно ликвидирован. Но в 1918 году, когда воюющей Франции было не до карантинных мер, жук закрепился в окрестностях Бордо, после чего его движение на Восток стало неудержимым. Экологический маргинал, живший в бесплодных пустынях и питавшийся тем, что никто другой съесть не мог, превратился в одного из самых многочисленных и распространенных в мире вредителей культурных растений.
На территориях, населенных людьми, насекомому невероятно повезло: ведь именно картофель является «вторым хлебом», и именно он – главная пища для жука. Однако не только гастрономические пристрастия насекомого, но и биология позволили ему довольно легко завоевать мир.
Холодное время года колорадский жук проводит в почве, на глубине 20– 50 сантиметров. Зимуют только взрослые жуки. Выкарабкавшись из земли, они немедленно предаются плотским утехам: чревоугодию (если ростки картофеля уже появились) и спариванию. Впрочем, многие самки уходят в зимнюю спячку уже беременными – соответственно по выходу на поверхность они немедленно приступают к откладке яиц.
1. Через несколько часов после линьки покровы личинки отвердевают и на них проступают черные элементы окраски
2. Клубень картофеля, случайно оказавшийся на поверхности, жуки съедят с не меньшим удовольствием, чем листья и стебли
3. Развивающаяся под землей куколка: единственная фаза жизненного цикла, когда жуку не нужен контакт с растением
Ярко-оранжевые кладки прикрепляются к нижней стороне листа картофеля. Вскоре из них выходят личинки – темно-бурые, «сгорбленные». Поначалу они могут только выгрызать поверхность листа снизу, но уже после первой линьки способны сожрать лист целиком, оставив от него только центральную жилку. Именно этот вид приобретают обычно верхушки картофельных побегов, на которых росли детки жуков ко времени их второй линьки. После нее личинки меняют окраску: они приобретают рыже-розовый, морковный цвет (который им придает пигмент каротин из съеденных листьев) с черными точками. Меняется и поведение насекомых: они распределяются по всему растению, а некоторые перебираются и на соседние (особенно если там нет или мало своих едоков). Такой личинке предстоит перелинять еще раз, а ее четвертый возраст заканчивается тем, что она покидает куст, зарывается неглубоко в землю и окукливается. Через 10– 20 дней из куколки выходит жук, выбирается на поверхность и тоже приступает к поеданию картофельной листвы: у многих насекомых личинка и взрослая форма предпочитают разную еду, но у листоедов это не принято.
Длительность их жизненного цикла в зависимости от температуры окружающей среды составляет от месяца до двух, поэтому в российском Нечерноземье жук обычно дает одно, редко – два поколения за сезон, а в Средней Азии может успеть и четыре.
Впрочем, вышедший из куколки жук может, не приступая к активной жизни, тут же уйти в диапаузу. Этим словом называют состояние покоя, при котором в теле насекомого физиологические процессы практически замирают. Наиболее известный пример диапаузы – зимняя спячка, но многие насекомые впадают в нее и в других жизненных ситуациях. Однако колорадский жук, кажется, превзошел всех. Специалисты насчитывают у него шесть разных видов диапаузы: две зимние, три летние и одна многолетняя (суперпауза), когда насекомые, не просыпаясь, проводят в почве 2—3 года подряд. Последняя сильно затрудняет борьбу с жуком – ни масштабное применение ядохимикатов, ни правильный севооборот не дают гарантии, что, когда на поле опять посадят картошку, из почвы не полезут жуки, благополучно проспавшие войну с ними.
Ни механический сбор жуков, ни разведение их естественных врагов, ни выпуск на поля домашней птицы, ни многочисленные ядохимикаты до сих пор не принесли победы над этим насекомым
Еще одной особенностью, предопределившей успех полосатого листоеда, стала его способность быстро адаптироваться к любым применяемым ядохимикатам. Собственно, этого и следовало ожидать от едока чрезвычайно ядовитых растений: в рацион насекомого входит не только картофель, но и томаты, баклажаны, табак и т. д. У всех у них разные алкалоиды, но жук одинаково нечувствителен к ним, видимо, задачу быстрого приспособления к ядам решили еще его далекие предки. В этом убедились в 70—80-х годах прошлого века отечественные специалисты по защите растений, надеявшиеся остановить экспансию жука где-то за Волгой и Камой: между картофельными полями делались разрывы, достигавшие местами сотен километров. Однако жук успешно преодолел их, питаясь беленой и другими дикорастущими пасленами.
Растительные алкалоиды не только не причиняют ему вреда, но и, накапливаясь в организме, делают его несъедобным для большинства хищников. Правда, тут тоже есть свои исключения: колорадского жука с удовольствием поедают обычные куры (и их родичи – фазаны и цесарки), а также кукушки, скворцы и некоторые другие птицы. Американские хищные клопы подизус и периллюс даже предпочитают его всякой другой еде. Однако надежды на то, что жука удастся взять под контроль с помощью его естественных врагов, не оправдались: грозные клопы не выдерживают русских зим, их надо постоянно разводить и выпускать в природу. Страшно подумать, какое количество кормовых насекомых для этого понадобится: ведь для успешного контроля поголовья листоедов численность хищников должна быть сопоставимой с численностью жука. Тем более это касается его специализированного врага – крохотной паразитической осы эдовум, чьи личинки развиваются в яйцах колорадского листоеда. Именно потому, что эдовум больше никого не поражает, разводить его можно только на кладках любителя пасленовых. А в природе эдовум опять-таки вымерзает.
По-настоящему эффективного способа борьбы с жуком не удалось создать до сих пор. Поэтому на практике применяются разные методы: от механического ручного сбора жуков и личинок в баночку с керосином до искусственного разведения естественных врагов, от высадки по краям картофельной делянки растений, якобы отпугивающих жука (бархатцы, бобы, ноготки), до создания трансгенных сортов картошки, способных синтезировать в своих тканях смертельный для насекомых токсин почвенной бактерии. Замечено, однако: после того как жук вторгается на какую-то территорию, его численность некоторое время остается катастрофически высокой, а затем резко падает. Причины такой динамики неизвестны, но именно поэтому в Европе и России все еще можно сажать картошку.
Фото Николая Шпиленка
Борис Жуков
