Среднее время прочтения — 12 мин.

Десятилетиями идея о том, что у насекомых могут быть чувства, считалась неудачной шуткой — но чем больше становится тому доказательств, тем быстрее ученые меняют свои взгляды.

Одним приятным осенним днем 2014-го Дэвид Рейнольдс должен был произнести речь на важной встрече. Она проходила в чикагской мэрии — грандиозном здании с мраморными лестницами, 23-метровыми колоннами в классическом стиле и сводчатыми потолками.

Как ответственный за борьбу с вредителями в общественных зданиях города (в числе прочих его обязанностей), Рейнольдс собирался обсудить на этой встрече свой годовой бюджет. Но стоило ему начать речь, как на одной из стен появился непрошеный гость — толстый таракан, чье блестящее черное тело сильно контрастировало с белой краской. Он словно насмехался над Рейнольдсом, дерзко прогуливаясь туда-сюда.

Согласно отчету о собрании, опубликованному в Chicago Tribune, один из членов совета прервал речь Дэвида вопросом: «А каков ваш годовой бюджет по борьбе с тараканами?». Раздался взрыв хохота, а от шестиногого проказника поспешили избавиться.

Таракану стоит отдать должное — он, хоть и случайно, появился как раз вовремя, создав столь комичную ситуацию. Но инцидент кажется смешным отчасти потому, что для нас насекомые — что роботы, едва превосходящие глубиной своих чувств камни. А уж игривый или развлекающийся таракан и вовсе кажется полным абсурдом. Но так ли это?

На самом деле существуют серьезные доказательства того, что насекомые способны испытывать внушительный спектр чувств. Они буквально дрожат от восторга от неожиданных сюрпризов, а когда случается что-нибудь плохое, на что они никак не могут повлиять, — погружаются в депрессию. Они могут быть оптимистичны, циничны, испуганы и способны реагировать на боль так же, как и млекопитающие. И пусть никто пока не обнаружил ностальгирующего москита, шокированного муравья или злорадного таракана, но сложность их чувств становится очевидной с каждым годом.

Когда Скотт Уодделл, профессор нейробиологии в Оксфордском университете, впервые стал изучать эмоции плодовых мушек, у него была любимая расхожая шуточка: «… знаете, я не планировал изучать еще и их амбиции».

Сегодня концепция предприимчивости насекомых не так вздорна, как казалось ранее. Уодделл отмечает, что некоторые исследования пролили свет на то, что плодовые мушки наблюдают за тем, что делают их сородичи и способны учиться на их опыте. А недавно правительство Великобритании признало эволюционно близких кузенов насекомых — лобстеров и крабов — разумными и выдвинуло на рассмотрение законопроект, который может запретить людям варить их заживо.

Итак, как же разглядеть у насекомых эмоции? Как мы можем определить, не просто ли рефлекторно они реагируют? И если они действительно способны чувствовать, стоит ли нам относиться к ним иначе?

По указке эволюции

Насекомые — разношерстная группа шестиногих беспозвоночных с сегментированными телами. Существует более чем миллион различных их типов, включая стрекоз, мотыльков, долгоносиков, пчел, сверчков, чешуйниц, богомолов, поденок, бабочек и даже головных вшей.

Первые насекомые появились как минимум 400 млн лет назад, задолго до того, как динозавры начали бродить по планете. Считается, что наш последний с ними общий предок — слизнеподобное существо, которое существовало примерно за 200 млн лет до этого, и с тех самых пор многообразие насекомых только увеличивалось. Сперва они гигантами бороздили просторы Земли — некоторые стрекозы достигали величины ястреба, с размахом крыльев в 70 см — прежде чем эволюционировать в невероятно широкий набор членистоногих, от мух с ложными скорпионьими хвостами до пушистых мотыльков, напоминающих крылатых пуделей.

В результате они и чрезвычайно похожи на других животных, и разительно от них отличаются. У насекомых множество органов схожи с человеческими — сердце, мозг, кишечник, а также яичники или семенники — но у них нет желудка и легких. И вместо того, чтобы подключаться к сети кровеносных сосудов, содержимое их тел плавает в подобии супа, доставляющего пищу и уносящего отходы. Все это окружает твердая оболочка, экзоскелет, состоящий из хитина — того же материала, который грибы используют для строительства своих плодовых тел. 

Устройство их мозга следует похожим правилам. У насекомых нет точно таких же отделов мозга, как у позвоночных, но у них есть области, выполняющие аналогичные функции. Например, за большую часть функций памяти и обучения отвечают «грибовидные тела» — куполообразные области, которые часто сравнивают с корой головного мозга (складчатый внешний слой, отвечающий за человеческий интеллект, включая сознание и мыслительные процессы).

(Поразительно, но грибовидные тела есть даже у личинок насекомых, и некоторые их нейроны сохраняются на протяжении всей жизни — поэтому выдвигались предположения, что взрослые особи, прошедшие стадию личинки, могут помнить кое-что о случившемся до метаморфозы.)

Существуют серьезные доказательства того, что наши схожие системы нейронов отвечают за целый набор похожих когнитивных функций. Пчелы могут считать до четырех. У тараканов яркая социальная жизнь: они создают племена, которые держатся вместе и общаются. Муравьи даже могут изобретать новые орудия труда — подбирая подходящие объекты окружения и используя их для своих задач. Например, они применяют кусочки губки, чтобы принести в муравейник мед.

Хоть мозг насекомых и эволюционировал по удивительно схожему с нашим пути, есть одно ключевое отличие: тогда как человеческий мозг настолько разросся, что потребляет 20% нашей энергии и заставил женщин развить более широкие бедра, насекомые упаковали свою «думалку» в объем в миллионы раз меньший — у плодовых мушек мозг размером с маковое семечко. Научное сообщество до сих пор ломает головы, как им это удалось.

Даже на первый взгляд кажется, что у насекомых достаточно мощности интеллекта, чтобы показывать эмоции. Но имеет ли это для них смысл с эволюционной точки зрения?

Эмоции — это психические ощущения, которые обычно связаны с окружением животного. Это нечто вроде психической программы, которая, если ее запустить, может изменить нашу манеру поведения. Считается, что различные эмоции появились в разные моменты нашей эволюционной истории, но в широком смысле они служат тому, чтобы заставить нас вести себя так, чтобы улучшить способности к выживанию и продолжению рода — и, в конечном итоге, максимизировать генетическое наследие.

Джеральдин Райт, профессор энтомологии в Оксфордском университете, приводит в пример голод — состояние сознания, которое помогает нам повлиять на процесс принятия решений для достижения правильных результатов — например, отдавать приоритет поиску пищи. Другие эмоции обладают такой же мотивирующей силой — бурлящая злость может сфокусировать наше стремление устранить несправедливость, а постоянное желание счастья и удовлетворения подталкивает нас к достижениям, которые заставляют нас жить и чувствовать себя живыми.

Все это можно также отнести и к насекомым. Обрадованная уховертка, которая нашла хорошую влажную расщелину с вкуснейшей разлагающейся растительностью, вряд ли будет голодать или высохнет. А если она запаникует и притворится мертвой, когда ее потревожат, у нее будет куда больше шансов ускользнуть от челюстей хищника.

«Предположим, вы — пчела, которая угодила в паучьи сети, и паук быстро к вам приближается, — поясняет Ларс Читтка, руководитель исследовательской группы, которая изучает когнитивные функции пчел. — Возможно, что все реакции избегания активируются и безо всяких эмоций. Но мне тяжело поверить, что при этом в какой-либо форме не проявится страх ».

Возмутительная идея

Когда Уодделл только основал свою собственную исследовательскую группу в 2001 году, он преследовал вполне простую цель. Ученый хотел выяснить, быстрее ли мушки могут вспомнить, где искать еду, если они какое-то время ничем не питались — то есть были ли они «голодны», если им вообще доступна способность испытывать субъективные эмоции (выяснилось, что доступна).

Для начала Уодделл осторожно выбрал слово «мотивация» вместо «голода» для описания состояния сознания мушек. Он предположил, что особи были более мотивированы искать пищу, если не давать ее им какое-то время. «И не всем это понравилось», — заметил он. Некоторые ученые посчитали термин слишком человекоподобным, предпочитая говорить «внутреннее состояние». «Часто возникали споры, которые я считал по сути бессмысленными, потому что они просто играли этим словом», — поделился исследователь. 

Спустя годы изучение интеллекта насекомых стало куда более модным — и внезапно от термина «мотивация» отказались, а исследователи заговорили о том, что у насекомых были «эмоциональные примитивы», как пояснил Уодделл. Другими словами, они испытывали нечто, подозрительно напоминающее эмоции.

«Я всегда думал об этих психологических изменениях, которые происходят, когда животные лишены чего-либо — полового контакта, еды — как о субъективных чувствах „голода“ и „влечения“», — рассказал Уодделл, — «Мне никогда не приходило в голову называть их „эмоциями“, просто потому что я считал, что мне это доставит проблем. Но не успел я опомниться, как все стали относиться теплее к этому термину».

Теперь, когда предположение о том, что у насекомых есть чувства, стало не настолько скандальным, эта область деятельности переживает настоящий взлет — и с каждым днем у нас с этим странным классом животных все больше и больше общего. Однако доказать, что насекомое испытывает эмоции, все еще чрезвычайно трудно.

Взять хоть трудягу-пчелу. 

Среди людей те, что перенесли травмы, особо склонны ожидать от ситуаций худшего — и то же поведение демонстрируют многие другие позвоночные, включая крыс, овец, собак, коров, треску и скворцов. Но никому никогда в голову не приходило проверить, относится ли это к насекомым.

В 2011 году вместе с коллегами из университета Ньюкасла (где она в то время работала) Райт решила это проверить. «Когда психологи изучают людей… они могут подтвердить аффект [эмоциональное состояние человека], просто спросив», — говорит Райт. Но выявление эмоций у пчел требует большей изобретательности.

Сперва исследователи обучили группу пчел ассоциировать один специфический запах со сладкой наградой, а другой — с неприятной жидкостью с большим количеством хинина (веществом, которое дает тоникам их горький вкус). Затем ученые разделили пчел на две группы. Первую, чтобы симулировать атаку хищника, хорошенько встряхнули — пчелы терпеть не могут этого ощущения, хоть это им и не вредит. Другой группе просто позволили наслаждаться сахарным напитком.

Чтобы выяснить, повлияли ли эти воздействия на настроение пчел, Райт дала им почувствовать совершенно новые, неопределенные запахи. Те, у которых день прошел хорошо, обычно раскрывали жвала в ожидании нового лакомства. Это значило, что они ожидали какой-то похожей ситуации. Но раздраженные пчелы реагировали таким образом реже — они становились циничными.

К удивлению исследователей, эксперимент также указал на то, что пессимизм у пчел не был чем-то чужим и непонятным, а чувством, которое недалеко ушло от наших собственных. Совсем как у раздраженных людей, в мозгах пчел были понижены уровни серотонина и дофамина (а также гормона насекомых октопамина — считается, что он участвует в механизмах вознаграждения за определенное поведение).

Райт считает, что многие типы веществ в нашем головном мозге хорошо сохранились с доисторических времен, появившись сотни миллионов лет назад. Поэтому эмоциональные переживания насекомых могут быть нам более знакомы, чем кажется. «С этой точки зрения, да, химические вещества мозга могут немного отличаться в плане того, о чем сигнализируют у разных родов животных, но это все же довольно интересно», — размышляет она.

К примеру, исследование плодовых мушек Уодделла показало, что их мозг использует дофамин так же, как и наш — вызывая чувства награды или наказания. «Очень, очень любопытен факт, что эти механизмы, знаете, параллельно развивались и в определенном смысле похожи, — отмечает Райт, — Выходит, эволюционно это — самый лучший путь».

Райт объясняет, что ее эксперимент с пчелами не обязательно означает, что все насекомые могут испытывать оптимизм или пессимизм, так как пчелы необычно социальны — жизнь сообщества в улье требует серьезных когнитивных способностей, и среди насекомых они считаются умными. «…Но и у других насекомых пессимизм, скорее всего, тоже встречается», — поясняет она.

Ясное послание

Несмотря на это, было бы странным, если бы насекомые чувствовали эмоции, но никак их не проявляли. И, к пущему любопытству, существуют признаки того, что чувства насекомых нам куда более понятны, чем мы можем себе представить.

Первым эту проблему осознал Чарльз Дарвин в конце 19 века. Когда он не был занят размышлениями об эволюции или поеданием «странной плоти» обнаруженной им экзотической фауны, он проводил большую часть своего времени в попытках понять, как животные показывали чувства, а свои находки поместил в малоизвестную книгу.

В своем труде «О выражении эмоций у человека и животных» Дарвин утверждает, что — как и любая другая характеристика организма — человеческий способ проявлять чувства не взялся из ниоткуда. Выражения лица, действия и издаваемые звуки, скорее всего, эволюционировали постепенно миллионы лет. Это означает, что способы выражения эмоциональных состояний среди животных наверняка схожи.

Например, Дарвин отмечает, что животные зачастую издают громкие звуки, если они взволнованы или рады. Среди громкого щебетания скворцов и угрожающего треска погремушек некоторых змей Дарвин выделяет «стрекот» (громкие вибрации) множества различных насекомых, которые они издают во время полового возбуждения. Он также заметил в тоне гудения пчел изменения, которые происходят, если их разозлить. Все это предполагает, что необязательно иметь речевой аппарат, чтобы выражать свои чувства.

Обратим внимание на золотого черепахового жука — выглядит он как миниатюрная черепашка, которую окунули в расплавленное золото. Металлом он, конечно, не покрыт. Столь необычный внешний вид достигается отражением света от заполненных жидкостью канавок в его панцире. Но если подобрать этот живой самоцвет — или подвергнуть стрессу каким-либо образом, — жук преобразится на глазах, становясь рубиново-красным, пока не превратится в подобие большой радужной божьей коровки.

Большинство исследований такого рода фокусируется на механизме смены цвета, и ученые к своему удивлению обнаружили, что жук контролирует процесс, опираясь на то, что происходит вокруг него — то есть цвет не меняется пассивно. 

А теперь обратимся к китайской восковой пчеле. Каждый год, в октябре — во время периода, который угрожающе зовется «сезоном убийств», — они отбивают нападения банд гигантских шершней, которые откусывают пчелам головы. Их еще метко называют «шершнями-убийцами». У шершней широкий ареал обитания в Азии, от Индии до Японии, но ученые предполагают, что они постепенно проникают и в другие территории — порой их замечают и в Северной Америке. Их рейды на пчелиные ульи могут длиться часами и истреблению подвергаются целые колонии — сначала рабочих пчел рвут на куски, а потом приходит черед потомства.

Однако пчелы не умирают молча. В исследовании, опубликованном ранее в этом году, ученые продемонстрировали, что пчелы кричат — с помощью усиленной, неистовой версии обычного гула. И хоть никому не удалось убедительно связать эти вопли с эмоциональным ответом пчел, авторы отчета отметили, что эти «крики против хищников» акустически схожи с сигналами тревоги многих других видов животных, от приматов и птиц до сурикатов, что может указывать на проявление страха.

Суровая правда

И все же наиболее спорным аспектом жизни насекомых является боль.

«Существует множество доказательств того, что личинки плодовых мушек испытывают механическую боль — если их зажать, они пытаются сбежать — это же справедливо и к взрослым особям», — заметил Грег Нили, профессор функциональной геномики в Сиднейском университете. Как обычно, доказать, что подобные действия можно интерпретировать как проявление эмоциональной боли, — уже другое дело. «Суть на самом деле именно в интерпретации сознания высшего порядка», — говорит Нили.

Тем не менее, появляются данные о том, что насекомые действительно могут ощущать боль так, как мы ее понимаем — и не только. Они могут чувствовать ее и хронически, совсем как люди.

В поддержку первого утверждения обычно приводят факт, что если обучить плодовых мушек ассоциировать конкретный запах с чем-то неприятным, то, учусь его, они просто улетают. «Мушки выстраивают связь между сенсорным восприятием и негативным стимулом, им этого не хочется — поэтому они сбегают», — поясняет Нили. Если же закрыть плодовым мушкам пути отступления, они в итоге сдаются и демонстрируют беспомощность, которая выглядит совсем как депрессия.

Но самые, пожалуй, удивительные результаты были получены в собственном исследовании Нили, в рамках которого обнаружилось, что травмированные плодовые мушки могут испытывать затяжную боль, спустя достаточно долгое время после того, как их физические раны заживают. «Это похоже на состояние тревожности — стоит им один раз получить травму, они хотят убедиться, что этого больше не повторится», — поясняет Нили. Реакция плодовых мушек зеркально отражает то, что случается среди людей, когда травма провоцирует затяжную «нейропатическую» боль.

И хотя боль пока не изучалась у широкого набора видов насекомых, Нили считает, что результаты будут схожими у всех.

«Если обратить внимание на общую архитектуру мозга и на то, как всё устроено, то рецепторы, ионные каналы и нейротрансмиттеры довольно схожи», — объясняет Нили, при этом отмечая, что можно найти примеры насекомых, нечувствительных к подобным сенсорным сигналам — например, личинки в процессе превращения во взрослую особь, но это скорее исключение из правила.

Вопрос чисел

Все эти исследования приводят к тревожным выводам. На текущий момент насекомые являются одними из самых преследуемых животных на планете, и каждый день их уничтожают в немыслимых количествах. Включая 3,5 квадриллиона — 3,500,000,000,000,000 — ежегодно отравляемых инсектицидами на обрабатываемых землях США каждый год, два триллиона раздавленных или сбитых в полёте машинами на голландских дорогах, а множество и вовсе пока не поддается подсчету.

Хоть у нас и нет достаточных данных о последствиях действия инсектицидов, одно можно сказать с уверенностью — мы расправляемся с таким количеством насекомых, что наше время можно назвать «насекомым Армагеддоном» — эрой, в которую насекомые пропадают с пугающей быстротой. Три четверти летающих насекомых в заповедниках Германии исчезли за последние 25 лет, и одно из исследований показало, что 400 тыс видов грозит вымирание.

Выявление эмоций у насекомых ставит слегка неудобный вопрос перед исследователями — особенно теми, кто посвятил этому всю свою карьеру.

Плодовые мушки — типичные подопытные животные, которых изучают настолько интенсивно, что об этом виде ученые знают больше, чем о каком-либо другом. На момент написания этой статьи на платформе Google Академия существует около 762 тысяч научных статей, где упомянуто их латинское название, Drosophila melanogaster. Исследования пчел приобретают популярность и по причине особой ценности данных, которые они могут предоставить во всех областях — от эпигенетики (наука о влиянии окружения на активность наших генов) до обучения и памяти. Оба вида насекомых перенесли достаточно экспериментов.

«Мне нравится наблюдать за пчелами, я изучала их поведение большую часть своей карьеры, поэтому у меня с ними уже есть некая эмоциональная связь», — поделилась Райт, которая уже на протяжении многих лет является вегетарианкой. Несмотря на все, количество насекомых, использованных в исследованиях, слишком мало по сравнению с теми, которые погибли где-то еще, поэтому ей проще это оправдать. «Вообще говоря, у нас есть какое-то пренебрежение к жизни [и это Райт считает куда более проблематичным] — знаете, люди просто бесцельно забирают жизни, уничтожают, манипулируют ими… Это касается и самих людей, и животных, насекомых, растений».

Тогда как использование насекомых для экспериментов пока не считается чем-то спорным, обнаружение у них чувств и мышления поднимает несколько скользких вопросов для других сфер деятельности.

Уже существует исторический прецедент запрета пестицидов для защиты некоторых видов насекомых — например, эмбарго Евросоюза на неоникотиноиды ради защиты пчел. Возможно, в будущем мы откажемся и от других веществ? И хоть насекомых все больше рекламируют как экологически чистую альтернативу мясу позвоночных, является ли это в конечном итоге этическим выбором? Ведь чтобы получить столько же мяса, как от одной коровы, нужно убить 975 225 кузнечиков.

Может, потому-то мы и не привыкли считать насекомых чувствующими созданиями — груз вины был бы слишком велик.

По материалам BBC
Автор: Зариа Горветт

Переводил: Артем Белов
Редактировал: Сергей Разумов