Следы и тропы. Путешествие по дорогам жизни

Как эволюция жизни на Земле невозможна без рождения и гибели живых организмов, так и развитие науки невозможно без появления новых и исчезновения старых теорий. Любое научное открытие становится объектом критики, и чем более важным оно является, тем, как правило, более яростной атаке оно подвергается. Вскоре после выхода в 2010 году статьи Лю об открытых им в 2010 году самых старых следах животных на Земле, профессор Грег Реталлак, специалист по палеопедологии (наука об ископаемых почвах) попытался опровергнуть выводы Лю. Реталлак утверждал, что это не следы животных, а «наклонные следы», оставленные морской галькой на берегу во время прилива либо отлива. Лю быстро опубликовал новую статью, в которой по пунктам опроверг все доводы Реталлака. Затем он попросил немецкого ихнолога Андреаса Ветцеля, который первым предложил термин «наклонные следы», лично осмотреть окаменелые следы. Ветцель заверил Лю, что эти следы точно не являются «наклонными».

Примерно в то же самое время вышла еще одна статья, на этот раз подготовленная командой работавших в Уругвае палеонтологов Альбертского университета, в которой сообщалось об открытии следов, на 20 миллионов лет более старых, чем следы, обнаруженные Лю. Эта статья была раскритикована уругвайскими геологами, которые заявили, что возраст скалы был датирован неправильно, и такие же окаменелости ранее встречались только в отложениях Пермского периода, которые образовались гораздо позже. Еще большие сомнения вызвал тот факт, что якобы более старые следы были оставлены слишком сложным для того времени животным. Это как если бы автомобильный историк утверждал, что нашел летающий автомобиль, произведенный в девятнадцатом веке. Это не невозможно, просто маловероятно. Впрочем, Лю признался мне, что сначала его открытие и ему самому показалось невероятным.

Ничего не поделаешь, в этом и заключается гладиаторская, или, точнее говоря, дарвинистская суть всех научных исследований. Как верно заметил философ Карл Поппер, борьба за финансирование и славу приводит к тому, что все недостоверные исследования рано или поздно опровергаются и только самые прочные теории выдерживают испытание временем. Однако у этого динамичного процесса есть и побочный эффект, который Мартин Бразье назвал принципом MOFAOTYOF (англ. My Oldest Fossils Are Older Than Your Oldest Fossils – мои самые старые окаменелости старше твоих самых старых окаменелостей): «Все ученые и, само собой разумеется, журналисты склонны делать очень серьезные заявления, не имея на то достаточных оснований». Смелые гипотезы являются неотъемлемой частью здоровой науки, точно так же как, например, предложение продавцу покупателем заведомо низкой цены за товар является неотъемлемой частью торговли на блошином рынке и разумным способом установления справедливой цены. Однако тенденция к преувеличению и приукрашиванию может представлять опасность, особенно когда результаты научной деятельности предъявляются неподготовленной публике, которая не догадывается, что фальсификации являются частью большой игры, и поэтому со временем может начать предвзято относиться к научным открытиям.

Когда я разговаривал в 2013 году с Бразье по телефону, он сказал, что эта область знаний привлекает его именно своей неопределенностью. «Карл Поппер сказал бы, что палеонтология или, скажем, астрофизика не являются настоящими науками, потому что ты не можешь просто взять и проверить их, – сказал он. – Я с этим категорически не согласен. Думаю, это и есть настоящая наука. Палеонтологи хотят узнать, что скрывается за соседним холмом, и составить карту неизведанных земель. Освоение же бывшей „терра инкогнита“ – это уже про технологию, а не науку». Бразье искренне верил, что ученый в глубине души своей всегда остается первопроходцем.

Одна из самых странных особенностей работы на самом краю познанного нами мира, а Лю работает именно там, заключается в том, что чем больше ты узнаешь, тем меньше понимаешь. Разговаривая с Лю и его помощниками, я начал сомневаться во многих вещах, которые раньше казались мне совершенно очевидными; о делать, со временем даже фундаментальные знания начинают разрушаться. Что такое, например, движение (дрейф считается движением, или движение по определению требует приложения неких усилий? И если да, то какие ткани при этом задействуются?)? «Животное» – это четкая и ясная или условная категория? Да и вообще, что такое живое существо?

В книге М. А. Федонкина «The Rise of the Animals», фундаментальном труде, известном любому специалисту по Эдиакарскому периоду, жизнь определяется как «самовозобновляющаяся химическая реакция» или «самособирающаяся динамическая система». Важнейшим элементом этой системы является мембрана. Без мембраны нет клетки, а вне ограниченного объемом клетки пространства эта химическая реакция не сможет повторяться. «Клеточная мембрана также отвечает за коммуникацию с окружающим миром, но при этом она определяет, что может проникнуть в клетку или выйти из нее», – написал Федонкин. Это коммуникация несовершенна, но именно несовершенство отличает одну клетку от другой.

На протяжении миллиардов лет одноклеточные были единственными живыми существами на Земле. Однако они не преминули воспользоваться преимуществами, которые дают кооперация и коммуникация. Со временем некоторые клетки смогли создать между собой симбиотические отношения, затем – объединиться в колонии и наконец образовать ткани. Взаимозависимость сковывает клетки, но в тоже время имеет свои плюсы. Так, несмотря на ограничение свободы, именно благодаря тканям животные имеют разную форму тела, передний и задний конец (рот и анальное отверстие) и билатеральную симметрию (зеркальность левой и правой половины тела). Мэттьюс шутливо подвел итоги длившейся миллионы лет эволюции от простейших одноклеточных до билатерий следующим образом: «Ткани появились, потому что красивые мускулы и задница – это круто. А вот испражняться через рот – это не круто. Это вообще не самая лучшая идея».

Мы состоим из множества самых разных тканей, но при этом остаемся целостной и устойчивой системой («В противном случае, – сказал Мэттьюс, – твоя рука убежала бы при первой возможности»). И вот здесь привычные стереотипы снова начинают рушиться. Однажды во время обеда Стюарт упомянул прочитанную им недавно в одном научном журнале статью, в которой поднимался любопытный вопрос: кем мы, люди, всё-таки являемся и что из себя представляем физически, если само наше существование зависит от мириадов невидимых глазу микроорганизмов? Например, число живущих внутри нас бактерий как минимум равно, а вероятнее всего, многократно превышает количество клеток, из которых мы состоим.

– Чужих клеток в тебе больше, чем своих, – сказал Мэттьюс.

– Да, – ответил Стюарт. – И это наводит на определенные мысли. Кто я? Кто ты? Лично я пережил экзистенциальный кризис, читая эту статью.

Меня вдруг охватило странное пьянящее чувство. Неожиданно для самого себя я осознал, насколько сложно я устроен: во мне текут реки, кишащие как моими собственными, так и инородными клетками; у меня есть кости, скрепленные мышцами и сухожилиями; желудочно-кишечный тракт, мирно переваривающий только что съеденную сливу; две ноги, прочно стоящие на земле; две ноздри, вдыхающие и выдыхающие воздух; и разветвлённая нервная система, которая посредством нервных импульсов управляет всеми остальными системами организма. Внутри человеческого тела скрывается царство вечной тьмы и буйной жизни, значительная часть которого так до конца и не изучена. Все мы плоть от плоти дикой первозданной природы.

* * *

После обеда мы пошли вдоль берега на восток. Рассматривая скалы и сверяясь со стратиграфической шкалой Лю, похожей на многослойное мороженое-сэндвич, мы погружались во все более отдаленное геологическое прошлое Земли. Каждый слой шкалы соответствовал определенному пласту горной породы, некоторые из которых были покрыты окаменелостями, похожими на шоколадную крошку, которой обсыпают мороженое. Мы остановились возле одной поверхности, на которой согласно шкале должны были находиться дискообразные окаменелости, но ничего там не увидели. Причиной тому был неудачный угол освещения скалы; некоторые пласты перестают скрывать свои тайны только ближе к закату, когда предметы начинают отбрасывать четкие тени. Лю присел на карточки и принялся разглядывать скалу. Наконец он что-то увидел: «Вот он». Я проследил за его пальцем. На мозаичной поверхности скалы, как на странице книжки с оптическими иллюзиями, которые я так любил рассматривать в детстве, неожиданно появились очертания окаменелости овальной формы.

– На самом деле их тут много, – сказал Лю. Он провел ладонью по каменной поверхности, и как по мановению волшебной палочки на скале появилось еще с полдюжины дискообразных силуэтов.

Я растерялся от неожиданности, потому что мгновением раньше я видел на камнях только беспорядочный код.

GFGFDFDXCSWWSAZXDXCFDXCFRDSFOSSILFGYSTJXPYFOSFOSSILHYHUIOPLKJUYTGHNVGFTRDVCFKIUJASOPOIKMJN

HINJUHYNJHNJMKIJUHNJMTFTFGFFRDCVFDFEDSXDEDFDCVGFASOEGFGHJFIEODFKDLSDKFJMCLXSOEOEOEKRJFIKDOLS

XCKMJDLSKOGHNHJUFOEJOAARIDONGOEOIDNOODCOSOIDKEDINTOQKIOPREDEWASDXDRTGFRTGFDERDSAWEDSETGV

FTYHGYUJHUJKMJUIOLKMJIOLKPOUJHHYYHGHYGTFTFGFFRDCVFDFEDSXDEDFDCVGFASOEGFGHHGFGFDFDSXSWWSAZ

XDXUIPCFDXCFRDSFOGOSTFGYSTOGOOOFOHFOSSILYHUHUMPLKJUYTGHRDFGVCFKIUJASOPOIKMJNHNJUHYLHNJMKIJU

HNJMKJHNMHJKJHNJNMKJNMKJNMKMKMJGEAJDAEIURIEODFOSSILDKFMCLXSOEOEOKRJFKDOLSXCKMKFJDLSKOGHNHJU

FOEJOAARDNGOEOIDNOODCNOSOIDKEIDINTOAQNVCXEDEHSDXDRTGFRTGFDEWRIDSAWEDSERTGVFTYHGYUJKMJUIOL

KMJIOLKOPOIUJHHYYHGHYGTFTFGFFRDDFEDSXDEDFDCVGFASOEGFGHGFGHGFGFDFDSXSWSAZXDXDCFDXCFRDSFOGO

SGOOOFOSSILSFHYHUPLKJUYTGHNVGFTRDFGVCFKIUJASOPOIKMJNHUHYNJHNJMKIJUHNJMKJHNMJHJKJHNJNMKJNMNMKJ

MKMJGEAJDAEIURIEODFKDLSDKGJMCLXSORDFGVCFKIUJARIDONGOEOEOEKRJFKDOLSXCKKFJDFKDLSDKFOSSILSKOEOE

OEKRJFKDOLSXCKMJDLSKOGHNHJUFOEJOAARIDONGOEOIDNOODCOSODKEIDINTOQKOPREDEWASDXDRTGFRTGFDEW

Однако Лю видел совершенно иную картину.

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXFOSSILXXXXXXXXXXXXXXFOSSILXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXFOSSILXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXFOSSILXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

FOSSILXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXFOSSILXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Когда я спросил Лю, как ему удалось заметить едва различимые объекты, он ответил, что для этого просто нужен наметанный глаз. Стюарт с ним не согласился. Он был уверен, что Лю от природы обладает уникальным зрением и видит лучше большинства людей, причем дело не только в самих глазах, но и в работе всего перцептивного аппарата. «У него всегда так, – сказал Стюарт. – Когда в Англии мы охотимся за окаменелостями, он только и приговаривает: „О, нашел“, „А вот еще“. Постоянно обламывает. Не, он неспроста выбрал эту работу».

Позднее Лю все-таки согласился раскрыть несколько важных деталей. «Главное, – сказал он, – отсечь все шумы», – то есть распознать и игнорировать все следы не биологического происхождения, которые неопытный человек может принять за окаменелость. Когда все лишнее будет убрано, возможно, окаменелость появится сама собой. Также необходимо иметь представление о том, как выглядит искомый объект, – добавил он. – Если вы знаете что ищете, вы это увидите. Если нет – можете пройти мимо и ничего не заметить».

И тут меня осенило. С этой проблемой сталкиваются все ученые, ведь в процессе научного познания они неизбежно попадают в одну и ту же логическую ловушку: очень сложно найти что-то новое, если ты даже не знаешь, как оно выглядит. И вот здесь раскрывается весь потенциал научных гипотез. Экстраполируя известные нам данные, мы можем сначала предсказать существование неизвестного науке феномена и даже описать его, а затем приступить к его поиску.

Гипотеза – это настолько мощный инструмент, что она может принести пользу даже тогда, когда мы ищем вещь совсем не там, где она находится. Хаксли, предвосхитивший лет на пятьдесят теорию смены парадигм, предложенную Куном, утверждал, что предположения и догадки являются неотъемлемой частью любого научного исследования.

Человек приближается к недосягаемой истине, последовательно совершая одну ошибку за другой. Столкнувшись с чем-то непривычно сложным и непонятным, он выдвигает, совершенно произвольно, простую гипотезу, которая позволяет всё понять и объяснить. На следующем этапе он начинает действовать и думать в терминах этой гипотезы, исходя при этом из ее полной корректности. Накопив опыт, он уже видит слабые места своей гипотезы и знает, как ее модифицировать. Таким образом, все величайшие научные открытия были совершены людьми, стремившимися верифицировать весьма шаткие теории о природе вещей. Открытия с необходимостью модифицируют изначальную гипотезу, а последующие открытия совершаются для верифицикации уже новой гипотезы – и эти открытия, в свою очередь, заканчиваются очередной модификацией. И так далее, до бесконечности.

Безграничность науки, в зависимости от личных представлений, можно считать либо ее важнейшей особенностью, либо фатальной слабостью. Для людей с мистическим или скептическим складом ума изменчивые по своей природе научные знания кажутся поверхностными и иллюзорными, тогда как люди с научным складом ума вполне довольны тем, что наука непрерывно развивается и постепенно приподнимает завесы над тайнами Вселенной.

* * *

Наше путешествие во времени завершилось на том самом месте, где Лю обнаружил следы, оставленные ползающими ископаемыми животными. На обращенной к морю стороне скалы имелся длинный, высотой примерно по пояс выступ. Мы склонились над ним, но я, как и в прошлый раз, не видел на каменной поверхности ничего интересного до тех пор, пока Лю не указал на едва заметные отпечатки.

Это было то, что я давно хотел увидеть: самые древние в мире следы животного. Их было очень легко не заметить; казалось, кто-то провел ластиком по сохнущей цементной стяжке. Мэттьюс открыл свою фляжку и вылил немного воды на поверхность камня, чтобы дорожки стали выпуклыми и более заметными. Неудивительно, что десятки других палеонтологов раньше не обращали на них никакого внимания. Вокруг было множество других, гораздо более крупных и четких окаменелостей. Следы, открытые Лю, можно было сравнить со стихами, нацарапанными на перилах Лувра. Мы принялись осматривать выступ и изучать другие следы ползания. Некоторые дорожки были длиннее, некоторые короче, но при этом все они были не шире большого пальца. Большинство дорожек были относительно прямыми, но одна причудливо закручивалась вокруг себя, словно умирающая змея. По мнению Лю, это еще раз доказывает, что следы были оставлены живыми организмами, а вовсе не попавшими в зону прибоя камушками или ракушками, как утверждал Реталлак.

Я провел пальцами по следам, и после этого у меня не осталось никаких сомнений в том, что подобная текстура могла быть создана только живым организмом. На поверхности дорожек виднелись частые отметины арочной формы: ((((((. Лю считает, что эти отметины были оставлены округлой «подошвой» животного, которая, заполняясь водой, вытягивалась вперед, слегка смазывая при этом первоначальный отпечаток. Некоторые дорожки заканчивались небольшим углублением – (((((() – который называют «терминальным отпечатком», потому что он, по всей видимости, указывает на место гибели организма.

Современные анемоны ползают по морскому дну примерно таким же образом. И это, по мнению Лю, может дать ответ на вопрос, почему и зачем первые животные начали ползать. Считается, что многие из найденных в Мистейкен-Поинт представителей эдиакарской биоты вели сидячий образ жизни: они прочно прикреплялись к субстрату с помощью похожей на присоску «подошвы» и добывали пищу, сокращая и вытягивая свое мясистое тело в толще воды. Многие современные животные с похожим строением тела также предпочитают приклеиваться к твердому субстрату вроде камня или стекла. В своей лаборатории Лю обнаружил, что если морскую анемону оторвать от стенки аквариума, она начинает ползать по песчаному дну до тех пор, пока не наталкивается на новую прочную и ровную поверхность.

Лю считает, что вероятнее всего найденные им следы ползания примерно так и появились: смытое с насиженного места животное оказывалось на зыбкой поверхности донных отложений, а затем, отчаянно барахтаясь, выбиралось из грязи и начинало ползать в поисках более прочного основания.

Я приехал на Мистейкен-Поинт, чтобы все-таки понять, что заставило первых животных ползать по дну: голод, секс, смертельная опасность? Я и не предполагал, что причиной тому может быть простое, но от того не менее важное стремление обрести стабильность.

Я вспомнил, как, заблудившись в пихтовых зарослях, мечтал только об одном – поскорее попасть домой или хотя бы выйти на тропу, – другими словами, я мечтал оказаться в знакомом и безопасном месте. Примерно те же чувства, полагаю, испытывал и Хаксли, и большинство других людей. Мы не знаем, что чувствовали эдиакарские организмы и чувствовали ли они вообще хоть что-нибудь. Но здесь, на камнях, они оставили нам небольшую подсказку. В конце концов – или, точнее, в самом начале, – первые животные собрались с силами и поползли, потому что они просто очень хотели вернуться домой.

Вторая глава

Я вернулся с Ньюфаундленда с кучей новых вопросов. Не знаю почему, но мысли об окаменелых следах Мистейкен – Поинта не выходили у меня из головы. Чем больше я думал об этих неразборчивых и загадочных каракулях на скалах, тем больше они поражали меня своей инертностью, причем вовсе не потому, что оставлены они были животными, вымершими около полумиллиарда лет назад. В настоящей тропинке есть неуловимая легкость, гибкость, податливость, которых так не хватает увиденным мною следам.

Только позже, изучая невидимые муравьиные дорожки, – а эти насекомые, возможно, являются лучшими в мире строителями троп, – я наконец-то понял, в чем дело: строго говоря, эдиакарские животные оставили после себя не тропинки, а следы. Магическая на первый взгляд эффективность муравьиных тропинок объясняется очень просто: маршрут, проложенный одним муравьем, незаметно развивается и улучшается муравьями, бегущими вслед за ним. У нас нет никаких оснований полагать, что эдиакарские организмы ходили, а вернее – ползали, друг за другом. Их следы были попросту никому не нужны, даже им самим.

Значения слов, которыми мы привыкли называть места для прохода и проезда – тропы, тропинки, тропки, треки, маршруты, пути, трассы, дороги, дорожки, – со временем переплелись и перемешались. Я виноват в создавшейся путанице не меньше остальных носителей языка – отчасти потому, что значения этих слов пересекаются ровно также, как в реальной жизни пересекаются пути-дорожки. Для лучшего понимания того, что из себя представляют именно тропинки, нам следует разобраться со всеми понятиями и по возможности разделить их. Скажем, коннотации таких слов, как тропинка и дорожка, пусть и незначительно, но отличаются: если «дорожки» благоустроены и ухожены – другими словами, укрощены человеком, то «тропинки», напротив, возникают сами по себе и потом живут своей жизнью. Редакторы Оксфордского словаря английского языка довольно пренебрежительно называют тропинку «грубой примитивной дорожкой» и отмечают, что тропинки появляются самопроизвольно и найти их можно только в необжитой местности; фраза «прогулка по садовым тропинкам» на английском языке звучит очень странно. Но почему?

Дорожки ассоциируются у нас с цивилизацией отчасти из-за того, что убегающие вдаль рукотворные прямые линии имеют много общего с городскими архитектурными объектами. Тропинки же, напротив, хаотичны, они могут появиться везде, где случайно ступит нога человека.

Значения этих слов сблизились в девятнадцатом веке в Северной Америке, когда англосаксам во время путешествий почти всегда приходилось пользоваться тропинками, протоптанными дикими животными или индейцами. Слово обрело новый смысл именно на Западе; в Оксфордском словаре английского языка слово trail в значении «тропа», «дорожка следов животного» или «дорога, по которой ездят фургоны» впервые упоминается во времена экспедиции Льюиса и Кларка. В 1876 году в своей книге «Plains of the Great West» («Равнины Дикого Запада») полковник Ричард Ирвинг Додж, у которого был большой опыт следопытства, дал крайне полезное для нас определение: тропа – это цепочка «знаков», по которой можно уверенно двигаться к цели. Мне нравится это определение, потому что оно уводит нас от ошибочного мнения, что тропа – это просто узкая полоска земли, однако тут тоже требуется небольшое уточнение. В данном случае слово «знак» является синонимом «следа» в самом широком смысле этого слова – любой отметки, оставленной животным на своем пути: следы лап или копыт, экскременты, сломанные ветки, кора, поврежденная оленьими рогами, и так далее. «Тропа состоит из „знаков“, но сами „знаки“ ни в коем случае не являются тропой, – уточнил Додж. – Олень может оставить „знаки“, но это не значит, что вы сможете найти и прочитать их». Из этой формулировки следует, что тропа – это след, который можно проследить.

С появлением тропы происходит чудо. Вдоль призрачной инертной линии появляются разборчивые знаки, благодаря которым животные могут, словно телепаты, находить друг друга на больших расстояниях (сами знаки могут быть физическими, химическими, электронными и теоретическими).

Самое удивительное в этой системе знаков заключается в том, что оставлять и читать их можно, не обладая интеллектом. Одними из первых следопытов, входящих в царство животных, были, вероятно, морские брюхоногие моллюски (дальние предки улиток и слизней), которые появились в Ордовикский период. Современные брюхоногие могут ползти по следу, оставленному на морском дне другими моллюсками, пробуя на вкус покрытую слизью поверхность следа (этот процесс называется «контактная хеморецепция»). Слизь нужна брюхоногим в первую очередь для того, чтобы быстрее передвигаться, однако со временем эта липкая субстанция превратилась в эффективный сигнальный механизм, который можно сравнить с шоссе, ограниченным с обеих сторон обочиной, неровности которой предупреждают водителя об опасности вылететь с дороги. Некоторые брюхоногие – например, грязевые улитки, ползают по липким следам только вперед, а поскольку они выбирают самую свежую слизь, то могут следовать друг за другом по пятам, словно стадные животные. С другой стороны, морские блюдца выделяют специальный секрет, чтобы найти обратную дорогу к насиженному месту, которое они выцарапывают на скалах.

Наземные улитки и слизни также умеют пользоваться склизкими следами, которые на суше выполняют ту же функцию, что и в воде. Чарльз Дарвин однажды написал о своем знакомом по имени Лонсдейл, который поселил в «маленьком, почти лишенном пригодной пищи» саду двух бургундских улиток. Самая сильная из улиток перебралась по стене в соседний сад, где еды было больше. «Мистер Лонсдейл решил, что она навсегда бросила свою ослабшую товарку, – написал Дарвин, – но через двадцать четыре часа она вернулась и, надо полагать, передала информацию о сделанном открытии, поскольку затем обе улитки поползли тем же самым маршрутом, по которому вернулась первая улитка, и навсегда исчезли за стеной».

Похоже, Мистер Лонсдейл даже не догадывался, что если одна улитка может оставить за собой след, понятный другой улитке, то никакие дополнительные формы коммуникации им не нужны. След – самый элегантный из доступных животным способ обмена информацией. Кажется, все тропинки заставлены указателями с простой надписью:

Сюда…

Сюда…

Сюда…

* * *

Тропинки оказались для животных мощным инструментом коммуникации, чем-то вроде прото-Интернета, в котором можно общаться на элементарном бинарном языке – сюда и не сюда. Ни один из видов не освоил новую технологию лучше, чем муравьи, которые привычно используют тропинки для поиска пищи и доставки ее в гнездо. Ученые активно изучают их невидимые, но невероятно эффективные транспортные системы, чтобы повысить скорость передачи информации в оптико-волоконных сетях.

Сотни лет оставалось загадкой, каким образом муравьям удается так эффективно самоорганизоваться. Некоторые верили, что муравьи наделены неким зачаточным разумом или интеллектом, благодаря которым у них появился свой язык и способность к обучению. Это мнение, в частности, высказывалось в 1810 году натуралистом Жан-Пьер Гюбером. Проще говоря, согласно этой точке зрения, муравьи, пораскинув мозгами, сначала находят дорогу к пище, а потом рассказывают сородичам о своем открытии. (Замечу, что антропоморфизм обычно характерен для народного фольклора и детской литературы – вспомните, например, басни Эзопа или произведение Теренса Хэнбери Уайта «Король былого и грядущего», в котором всемогущая «королева» отдает приказы рабочим муравьям). Противники этой теории – последователи учения Декарта, утверждали, что муравьи не обладают никаким разумом или, пользуясь терминологией того времени, «душой» – а являются простыми, похожими на заводные игрушки, машинами, которыми, словно марионетками, манипулирует всемогущий Бог. Натуралист Жан-Анри Фабр, один из последних сторонников этой теории, писал в 1879 году: «Могли ли насекомые приобрести свои навыки постепенно, из поколения в поколение принимая участие в длинной серии случайных экспериментов, действуя наощупь? Может ли порядок родиться из хаоса? А предусмотрительность из опасности? А мудрость из глупости?» Фабр полагал, что это невозможно. «Чем больше я вижу, чем дольше наблюдаю, тем больше убеждаюсь, что за всеми тайнами мироздания ярко сияет этот [божественный] Разум».

В этом споре, в зависимости от выбранной точки зрения, муравьи предстают либо разумными существами, либо полными идиотами, которыми управляет всеведущее провидение. Только совсем недавно ученые начали понимать, что истина лежит где-то посередине: сложное поведение муравьев объясняется не разумностью отдельных особей, а наличием у них коллективного или внешнего разума, который принадлежит одновременно всем и никому в отдельности.

Коллективным разумом так или иначе пользуются все животные на Земле: от слизевиков до живущего высоко в горах и вечно погруженного в свои мысли отшельника. Одноклеточные слизевики настолько глупы, насколько это вообще возможно: у них отсутствуют даже зачатки нервной системы. Тем не менее они разработали невероятно эффективный способ добычи пищи: они вытягивают похожие на щупальца псевдоподии, ощупывают все вокруг и, не найдя ничего съедобного, втягивают их обратно, оставляя на поверхности липкий след или, если быть более точным, анти-след, поскольку он обозначает место, где нет никакой еды. Затем они как ни в чем ни бывало продолжают поиски, избегая помеченных слизью поверхностей. Используя этот своеобразный метод проб и ошибок, слизевики способны решать на удивление сложные задачи. Когда ученые поместили один из видов слизевика на карту пригородов Токио и засыпали овсяными хлопьями основные населенные пункты, слизевик через какое-то время воссоздал точную копию действующей сети железных дорог. Вы только вдумайтесь: одноклеточные организмы способны спроектировать сеть железных дорог так же искусно, как лучшие японские инженеры. Не знаю, что за сила управляет слизевиками, но это безусловно не их собственный разум. Стоит нам тщательно стереть тряпкой всю слизь – другими словами, удалить следы, как слизевик начнет беспомощно и бесцельно шевелиться, словно его внезапно охватила деменция. Они не хранят информацию; за них это делает тропа.

Как вид, человек наделен не только внешним, но и собственным интеллектом. Обладая большим мозгом и, как правило, узким кругом общения, люди традиционно использовали свои интеллектуальные способности, чтобы превзойти конкурентов в борьбе за ресурсы и партнеров, чтобы охотиться и доминировать над животными, чтобы, наконец, завоевать всю планету. В следующей главе я подробнее расскажу о том, как люди экстернализировали свою мудрость в форме тропинок, устных и письменных текстов, искусства, географических карт и, с недавних пор – электронных данных. Но несмотря ни на что, даже в эпоху Интернета, мы продолжаем романтизировать и превозносить одиночество. Большинство из нас, особенно это касается американцев, привыкли считать своей личной заслугой любые способности и таланты, равно как и все достигнутые благодаря им успехи. В своем эгоизме мы упорно не замечаем, что за нашими достижениями стоит масса людей. Слепой эгоизм повлиял даже на наши взгляды на тропу: говоря о новых маршрутах и дорогах, мы склонны приписывать их появление какому-то одному первопроходцу, будь то Даниель Бун, проложивший Дорогу диких мест, или Бентон Маккей, придумавший Аппалачскую тропу. В отличие от большинства из нас, ученые давно догадывались, что тропы обычно возникают естественным образом благодаря общим усилиям самых разных людей и не требуют обязательного участия проектировщика или деспота.

* * *

История нашего прозрения и знакомства с мудростью муравьиных тропинок начинается, как это ни странно, с обычной гусеницы. Весной 1738 года молодой женевский студент Шарль Бонне, прогуливаясь неподалеку от родительского дома, расположенного в коммуне Тоне, заметил висевшее на ветках боярышника небольшое, покрытое белой шелковистой паутиной гнездо. Внутри него извивались только что вылупившиеся, покрытые рыжими волосками гусеницы кольчатого коконопряда.

Восемнадцатилетний, хилый, глуховатый и близорукий астматик Бонне был мало похож на натуралиста. Но зато он от природы обладал невероятным терпением, внимательностью и неистребимым любопытством. Отец настаивал, чтобы Бонне стал юристом, но сам он мечтал о новой для того времени профессии – он хотел посвятить жизнь исследованию микромира, населенного насекомыми и другими крошечными существами.

Бонне решил срезать ветку боярышника и отнести ее домой. В те времена большинство натуралистов поместило бы гусеницу в специальную склянку, называемую poudrier, чтобы пристально изучить анатомию насекомого. Но Бонне хотел наблюдать за жизнью гусеницы в естественных для неё и комфортных для себя условиях. Ему пришла в голову идея закрепить ветку за окном своего кабинета. Это окно стало для него чем-то вроде телевизора, перед которым он провел не один час.

Через два дня гусеницы покинули гнездо и поползли друг за другом вверх по оконному стеклу. Через четыре часа процессия успешно добралась до рамы, развернулась и поползла обратно. Невероятно, но спускались гусеницы по тому же пути, что и поднимались. Позднее Бонне написал, что он даже пометил их маршрут – скорее всего, сделал он это восковым карандашом, – чтобы узнать, не собьются ли гусеницы с пути. «Но они всегда уверенно шли по нему и ни разу не отклонились», – написал Бонне.

Каждый день Бонне наблюдал за тем, как гусеницы отправляются в очередную экспедицию по окну. Присмотревшись повнимательнее, он заметил, что каждая гусеница оставляла за собой едва различимую нить, по которой ползли следующие гусеницы. Заинтригованный Бонне оборвал нить, проведя по ней пальцем. Когда вожак добрался до разрыва, он явно растерялся и развернулся в обратную сторону. Следующие две гусеницы повторили маневр. Остальные невозмутимо доползали до разрыва, а затем либо разворачивались, либо начинали изучать оборванный след. Со стороны они были похожи на человека, который обронил фонарик и пытается наощупь найти его в полной темноте. Затем одна из гусениц, которая, по мнению Бонне, «была выносливее остальных», решила не возвращаться и поползла в неизвестность, оставляя за собой новый след; другие гусеницы последовали за ней.

Воодушевленный неожиданным открытием Бонне собрал на улице еще несколько гнезд и положил их на каминную полку. Вскоре десятки гусениц приступили к исследованию его спальни: они ползали по стенам, потолку и даже мебели. Несомненно, он чувствовал себя новым богом, когда понял, что может управлять гусеницами, просто стирая оставленные ими следы. Он с удовольствием показывал этот фокус гостям. «Видите колонну маленьких гусениц? – спрашивал он. – Держу пари, что они не пересекут эту линию», – говорил он и проводил пальцем перед первой гусеницей.

* * *

В южной части Аппалачской тропы я тоже иногда видел в кронах деревьев эти странные белые шатры из паутины. Порой они достигали устрашающих размеров; несколько раз мне попадались деревья, полностью окутанные многоугольными облаками. Знакомый хайкер называл их «деревьями-мумиями».

Не знаю почему, но от одного их вида у меня по телу всегда пробегают мурашки. Как я узнал позже, гусеницы коконопряда – это по-настоящему жуткие и опасные животные. Их «лицо» напоминает черную маску, а тело покрыто тонкими, содержащими токсины волосками, которые могут отрываться и в ветреную погоду разноситься по воздуху на большие расстояния – до одной мили, вызывая такие аллергические реакции, как зуд, сыпь, кашель и покраснение глаз. Некоторые виды коконопряда раз в десять лет начинают размножаться особенно интенсивно, и это становится настоящим стихийным бедствием. В июне 1913 года железная дорога Лонг-Айленда пережила нашествие лесного коконопряда; они так плотно облепили рельсы, что поезда не могли тронуться с места из-за буксующих колесных пар.

Биолог Эмма Деспланд рассказала мне о том, что однажды она оказалась в кленовой роще во время нашествия гусениц коконопряда. Она назвала ее «лесом-привидением».

«В июне на сахарных кленах не было ни одного листочка – только странные, похожие на украшения для Хэллоуина, отвратительные шелковые клубки. Потом ты слышишь шум дождя. Только это не дождь. Это падают какашки гусениц».

Коконопряды не пользуются особой любовью даже у биологов. И тем не менее, ученые вроде Деспланд веками изучают коконопрядов в том числе и по следующей причине: будучи непревзойденными фолловерами – абсолютно преданными и абсолютно тупыми, – они довели до абсурда саму идею хождения по следу или тропе. Деспланд рассказала, что если молодую гусеницу изолировать от других гусениц, то она будет растерянно крутить головой, пытаясь найти след, а потом, скорее всего, умрет с голоду. В одиночку они совершенно беспомощны, сообща они способны съесть все листья в лесу.

Мне было настолько интересно воочию увидеть этих робких существ, научившихся держаться друг за друга и благодаря этому – успешно выживать, что я сел на автобус до Монреаля, чтобы посетить лабораторию Деспланд, в которой она занимается изучением лесных коконопрядов. Когда я приехал на место, она открыла контейнер «Тапервер», чтобы показать мне гусениц – несколько черных мохнатых тварей, похожих на ожившие мышиные экскременты. Затем на стареньком офисном компьютере Деспланд показала мне ускоренное видео, которое она сняла лично, чтобы выяснить, каким образом они находят пищу. В целях эксперимента гусеницы были помещены на длинный узкий лист картона. На одном краю лежал осиновый лист, который гусеницы любят есть, а на другом – лист гибрида тополя Populus trichocarpa × P. deltoides (клон H11-11), который гусеницам не кажется аппетитным. Эксперимент был очень простым: представьте себе группу маленьких детей, стоящих с завязанными глазами в центре длинного коридора, в одном конце которого лежит шоколадный торт, а в другом – пучок сырого сельдерея. Если предложить им найти и вместе съесть самое вкусное из двух блюд, они разойдутся в разные стороны, а потом обменяются информацией о результатах поиска. А как поведут себя гусеницы?

На экране монитора я увидел пять картонных полосок, на которых одновременно проводилось пять экспериментов, но Деспланд обратила моё внимание на вторую полоску снизу, по которой в направлении листа гибридного тополя двигалась колонна гусениц. Вскоре все они заползли на лист, но есть его не стали. Долгое время ничего не происходило, потому что гусеницы не знали, как исправить допущенную ошибку и что вообще делать дальше. Наконец они решили вернуться к своему «биваку» (шелковой подушечке, заранее созданной ими для отдыха), расположенному в центре полоски, а затем снова направились к гибридному листу, при этом никто из них не рискнул ползти в противоположном направлении – туда, где лежал вкусный осиновый лист. Судя по всему, гусеницы собирались ходить туда-обратно до бесконечности.

Я сразу вспомнил забавный случай, описанный Бонне. Однажды он наблюдал за колонной гусениц соснового походного шелкопряда, которая неспешно двигалась по кромке керамического горшка. Подробности мне точно не известны, но, кажется, они ползали по кругу не менее суток. Позднее свидетелем этого феномена стал Жан-Анри Фабр: к его удивлению, гусеницы описывали круги более недели, пока от истощения наконец не разорвали кольцо Уробороса, просто попадав на землю. В своей книге «Pilgrim at Tinker Creek» Энни Диллард вспоминает ужас, который она испытала, представив бредущих по кругу бездушных монстров, описанных Фабром. «Именно фиксация пугает всех нас, – писала она. – Бесцельное движение, беспомощная сила, бессмысленное шествие гусениц по кромке горшка. Я ненавижу все это, потому что сама могу в любой момент шагнуть в этот завораживающий круг».

Похоже, гусеницы Деспланд тоже не могли вырваться из замкнутого круга. Прошел уже час, а их паттерн поведения не менялся: они возвращались к биваку, потом ползли к гибридному листу и снова возвращались к биваку. Я начал изнывать от скуки.

В конце концов несколько коконопрядов рискнули оторваться от основной группы и двинулись в противоположном направлении. Гусеницы ползли очень медленно и нерешительно. Они непрерывно изгибались, съеживались, замирали, подталкивали друг друга вперед и часто оборачивались. Деспланд предположила, что эта нерешительность заложена в них генетически: они боятся отбиться от других гусениц и остаться в одиночестве, потому что в этом случае значительно повышается риск быть съеденным птицей.

К концу второго часа разведчики всё-таки добрались до осинового листа, а остальные гусеницы, обнаружив новый след, поползли за ними. Несмотря на все допущенные промахи, через четыре часа коконопряды в полном составе доедали остатки листа.

Техника добывания пищи у гусениц проста до идиотизма, но работает она безупречно. Деспланд объяснила, что голод вызывает у гусеницы беспокойство, которое в конце концов вынуждает её сойти с проторенной дорожки и отправиться на поиски чего-то нового.

– Вожаками обычно становятся самые голодные, – уточнила Деспланд. – Потому что именно они готовы заплатить любую цену за еду.

* * *

Через год после первых опытов с коконопрядами Шарль Бонне отправился на поиски новой партии гусениц и случайно наткнулся на колючий цветок ворсянки, на котором обосновалась колония маленьких красных муравьев. Сгорая от любопытства, он сорвал цветок, отнес его к себе в кабинет и посадил в банку.

Однажды он пришел домой и обнаружил, что часть муравьев покинула гнездо. Осмотревшись, он нашел их на деревянной оконной раме. В своем журнале Бонне записал, что видел, как один из муравьев затем спустился по стене, заполз в банку и скрылся в гнезде. В тот же момент два других муравья выбрались из цветка и побежали к раме тем же самым маршрутом, которым возвращался первый муравей.

«Внезапно мне пришло в голову, что эти муравьи, как и гусеницы, оставляют следы, по которым ориентируются другие муравьи».

Разумеется, он знал, что в отличие от гусениц муравьи не выпускают тонкие нити. Но зато они выделяют сильный запах, слегка напоминающий запах мочи (из-за этого в древности их называли «писмайерами», а позднее – «писающими муравьями»). Эта субстанция, рассуждал Бонне, может «так или иначе оставаться на объектах, к которым они прикасаются, и затем воздействовать на их обоняние». Он сравнивал «невидимые следы» муравьев со следами диких кошек, которые незаметны людям, но зато видны как на ладони собакам.

Его предположение было легко проверить: как и в прошлый раз, он просто провел пальцем поперек муравьиной тропинки. «Сделав это, я повредил тропинку и затем наблюдал то же самое представление, которое ранее давали гусеницы: муравьи растерялись, ведь их путь внезапно оборвался. Некоторое время их замешательство меня забавляло».

Бонне нашел элегантное объяснение тому, каким образом возникают муравьиные тропинки. В отличие от Гюбера и Фабра он не считал, что для этого необходимы крепкая память, острое зрение или особый язык. Бонне верно рассудил, что муравьи просто бегают по тропинкам, которые ведут либо к дому, либо к пище. Однако некоторые муравьи сходят с тропинки, «привлеченные определенным запахом или иным, неизвестным нам раздражителем» и прокладывают новые маршруты. Если муравей-разведчик находит пищу, то, возвращаясь в гнездо, он оставляет за собой следы, по которым пойдут остальные муравьи. Таким образом, написал Бонне, «один-единственный муравей может привести большое количество своих товарищей в определенное место и для того, чтобы сообщить им о сделанном открытии, ему не нужен никакой язык».

Судя по дневникам Бонне, он так и не понял, что совершил великое открытие. Ученые давно подозревали, что муравьи оставляют химические следы; в шестнадцатом веке немецкие ботаники Отто Брунфельс и Иеронимус Бок выяснили, что муравьи производят муравьиную кислоту, после того как заметили, что брошенный в муравейник синий цветок цикория становится ярко-красным. Однако только Бонне сумел свести все факты воедино и сделать правильный вывод.

Бонне умирает в 1793 году, и примерно в это же время зоолог Пьер Андре Латрей подтверждает его гипотезу о том, что муравьи ориентируются по запахам. Он выяснил это, удаляя у муравьев антенны; после ампутации, написал Латрей, они бесцельно, «словно пребывая в безумии или состоянии интоксикации», разбредались в разные стороны. В 1891 году английский ученый сэр Джон Леббок провел серию революционных экспериментов, во время которых использовал Y-образные лабиринты, мостики и вращающиеся платформы. Кропотливые эксперименты доказали, что черные садовые муравьи (лат. Lasius niger) ориентируются в пространстве преимущественно по оставленным другими муравьями запаховым следам.

В конце 1950-х Эдвард Осборн Уилсон разгадал загадку, установив, какая железа отвечает за выработку следовых феромонов у красных муравьев. Предположив, что эта субстанция должна находиться где-то в брюшке, он вскрыл его, и с помощью тонкого пинцета, которым обычно пользуются часовщики, аккуратно извлек все органы. Затем Уилсон по очереди растирал их на препаровальном стекле, внимательно наблюдая за реакцией расположенной неподалеку колонии муравьев. Запахи ядовитой железы, кишечника и капельки липидов, называемой «жирным телом», их не заинтересовали, а вот раздавленная в самом конце железа Дюфурса «произвела на муравьев эффект разорвавшейся бомбы», вспоминал позднее Уилсон. «Они на бегу непрестанно двигали из стороны в сторону своими антеннами, с помощью которых улавливали разносившиеся по воздуху молекулы. В конце пути они замерли в растерянности, потому что не нашли там ожидаемого вознаграждения».

В 1960 году наши смутные представления о муравьиных тропинках стали четкими и ясными. Одновременно появились два новых, исключительно важных термина: пара немецких биологов предложила термин феромон – химический триггер или сигнал, а француз Пьер – Поль Грассе ввел в научный оборот понятие «стигмергия». Стигмергия – это форма непрямой коммуникации и лишенной лидеров кооперации, которые осуществляются посредством оставляемых в окружаю-щей среде меток. К примеру, грандиозные строительные работы термитов координируются как раз благодаря стигмергии: без прорабов и прямой коммуникации. Термиты просто реагируют на серию оставленных ими в окружающей среде простых меток или указаний (если здесь есть грязь, убери её туда), которые побуждают их к дальнейшему преобразованию окружающей среды. Бихевиориальная петля обратной связи позволяет возводить исполинские и невероятно прочные строения вроде австралийских термитников, которые пропорционально в три раза выше наших самых высоких небоскребов. Таким образом, сочетание феромонов и стигмерии даёт даже самым примитивным насекомым возможность строить сложные дома и разветвлённые сети тропинок.

В 1970-х годах биолог Терренс Д. Фитцджеральд, хорошо знакомый с трудами Уилсона, догадался, что гусеницы коконопрядов также могут использовать следовые феромоны. В то время биологи были уверены, что гусеницы ползают вдоль тончайших нитей, выпускаемых их товарками по гнезду из ротового аппарата, однако Фитцджеральда посетила догадка, что они оставляют на нитях следовые феромоны, которые у них, как и у муравьев, выделяются из заднего конца. Тогда он взял сложенный пополам лист бумаги и провел его краем под брюшком гусеницы. Затем он развернул лист и поместил на него других гусениц. Как и следовало ожидать, они начали ползать туда-обратно по линии сгиба, ориентируясь, как и красные муравьи Уилсона, по запаху (позднее ему, как и Уилсону, удалось выделить и синтезировать эти следовые феромоны). Это открытие логично и симметрично завершило исследование, начатое Бонне: изучая гусениц коконопряда, мы узнали, что муравьи ориентируются по следовым феромонам, а вскрыв муравья, мы узнали, что гусеницы помечают феромонами пройденный путь.

Может показаться странным, что ни Уилсон, ни Фитцджеральд ни разу не упоминали в своих исследованиях Бонне. Но на самом деле многие его труды, включая работу, посвященную разгадке тайны муравьиных тропинок, никогда не издавались на английском языке. Несмотря на многообещающее начало, его научная карьера в итоге не сложилась. В двадцать с небольшим лет Бонне уже был известным натуралистом: он первым зафиксировал факт однополого размножения у тли; первым описал процесс регенерации у червей; первым узнал, что гусеницы дышат не через рот, а через расположенные на боках отверстия – «дыхальца», и первым доказал, что листья умеют дышать. Но затем, по злой иронии судьбы, у него появилась катаракта, и он начал слепнуть. Лишившись возможности вести полевые наблюдения и заниматься прикладной наукой, он переключился на изучение таких более умозрительных областей знаний, как философия, психология, метафизика и теология. Большую часть второй половины своей жизни он пытался примирить обескураживающие научные открытия биологов со своими религиозными убеждениями, которые включали веру в божественное происхождение жизни. Главный труд Бонне – всеобъемлющая теория об устройстве вселенной под названием «Великая цепочка бытия», согласно которой все виды на Земле постепенно развиваются, чтобы в отдаленном будущем достичь совершенства, – оказал определенное влияние на таких ученых-эволюционистов, как Жан-Батист Ламарк и Жорж Кювье. Однако в целом его воззрения были глубоко вторичными, поэтому с появлением теории происхождения видов Дарвина они безнадежно устарели и канули в Лету. В конце жизни полностью ослепшего Бонне преследовали фантасмагорические зрительные галлюцинации, позднее названные синдромом Шарля Бонне[3]. Если в наши дни кто и вспоминает про Бонне, то, как правило, в связи с этим синдромом.

Каждая тропинка рассказывает свою историю, но некоторые из них делают это более красноречиво, нежели другие. К примеру, тропинки изучаемых Деспланд коконопрядов откровенно примитивны – они способны выкрикнуть только одно слово: «Сюда!». Тропинки некоторых видов муравьев более смышлены – они умеют не только кричать, но и шептать. Например, интенсивность запахов на тропинке говорит муравьям о том, насколько важен для колонии конечного пункта назначения, что, безусловно, позволяет им более гибко взаимодействовать и быстрее принимать совместные решения. Ученые долго ломали голову, пытаясь понять, каким образом муравьям, которые по отдельности не отличаются ни умом, ни сообразительностью, удается действовать настолько разумно в коллективе. «Все дело в том, – однажды написал Уилсон, – что „дух пчелиного улья“ по большей части остается невидимым – мы только сейчас начинаем понимать смысл химических сигналов».

Рассмотрим огненного муравья: обнаружив новый источник пищи, взволнованный разведчик спешит поскорее вернуться домой и по пути прижимает жало к земле, выпуская из него феромоны, словно чернила из авторучки. Чем больше пищи он находит, тем больше феромонов оставляет[4]. Другие муравьи бегут по его следу за пищей и неизбежно оставляют множество новых следов. Таким образом, если запасы пищи достаточно велики, то к ней быстро протаптывается пусть и невидимая, но самая настоящая (с точки зрения химии) тропа, которая как магнит притягивает еще больше муравьев. Пока пищи остается достаточно много, тропинка неизменно привлекает муравьев, но как только еда заканчивается, запахи начинают выветриваться, потому что муравьи перестают ходить по этой тропе и отправляются на поиски новых, более свежих следов. Этот процесс наглядно показывает, каким образом стигмерия позволяет очень простым существам элегантно решать сложные проблемы.