Удивительный отряд, или Диптерологи в Намибии

От Москвы до Виндхука, столицы Намибии, — 14 тыс. км, 14 с половиной часов перелета, не считая перерыва между рейсами. В чемоданах у моих попутчиков пара сачков, морилка, бутылки с этилацетатом, набор булавок, пробирки со спиртом и, если поместился, бинокуляр. И это не менее, а может быть, и более важная часть багажа, чем черные тубусы со скрученными постерами внутри. Необычные пассажиры —диптерологи, и от классического образа энтомолога, который представляет себе обыватель, их отличает то, что изучают они не прекрасных бабочек и не эффектных жуков, а скромных двукрылых (Diptera) — отряд насекомых, включающий мух и комаров, многие из которых разнообразно досаждают человеку. Характерная особенность двукрылых, отличающая их от других насекомых, — наличие только одной, передней, пары крыльев. Это весьма многочисленная группа (более 160 тыс. видов), заселившая все континенты вплоть до Антарктиды, и хотя вред отдельных ее представителей велик — достаточно сказать, что это переносчики заболеваний и губители урожая, — польза их огромна: в первую очередь они перерабатывают органику, делая ее пригодной для питания других животных, а также являются главнымиопылителями растений.

В Африке, по словам доктора Эшли Кирк-Сприггса, председателя ICD9, более 30 тыс. видов Diptera еще ждут своего описания [1]. Может быть, поэтому международный конгресс диптерологов, впервые за 32 года прошедший в Африке, — долгожданное событие для его участников. Ликвидировать пробелы в знании африканской фауны призвано «Руководство по изучению двукрылых Афротропического региона» (Manual of Afrotropical Diptera), два тома которого под редакцией Э. Кирк-Сприггса и Б. Синклера только что вышли в издательстве Южно-африканского института биоразнообразия (South African Biodiversity Institute). Экземпляры книг можно было приобрести на конгрессе, но они есть и в Интернете [2].

Намибия вообще привлекательна для путешественника. В отличие от соседней ЮАР, страна эта спокойная и безопасная. Здесь мирная обстановка, доброжелательное население, комфортные отели, превосходные дороги, вдоль которых убирают мусор. А диких животных можно наблюдать не только в национальных парках: по саванне вышагивают страусы, бегают стада антилоп, на лужайке возле отеля пасутся бородавочники, а бабуины забираются в бунгало к туристам в надежде чем-нибудь поживиться. Но, конечно, главная удача для энтомолога — встретить и по возможности поймать интересных насекомых. В этом российские, по крайней мере, участники конгресса были неутомимы. Пример подавала Эмилия Петровна Нарчук, один из крупнейших отечественных энтомологов, которая не раз цитировала Набокова:

И умру я не в дачной беседке
От обжорства и от жары,
А с небесной бабочкой в сетке
На вершине дикой горы.

Три дня до начала конгресса российские делегаты собирали мух, прокашивая чахлую растительность вокруг лоджа, а по заказу коллег-энтомологов, оставшихся в Москве и Петербурге, стряхивали жуков-долгоносиков с колючих акаций и выкапывали из песка личинок муравьиных львов. По вечерам готовились к докладам. Следующие пять дней были полностью заняты работой на конгрессе. Ниже мы публикуем развернутое интервью с российскими участниками конгресса.

— Чему был посвящен ваш доклад? Как он связан с вашей текущей работой?

Эмилия Нарчук, докт. биол. наук, гл. науч. сотр. Зоологического института РАН, почетный член диптерологических конгрессов:

В первом докладе я рассказала о двух экспедициях русских зоологов в Центральную Африку в 1912–1914 годах. Валентин Догель¹ и Иван Соколов отправились из Санкт-Петербурга к берегам озера Виктория. Их путешествие, прерванное войной, длилось полгода. Владимир Троицкий начал свою одиночную экспедицию раньше, в 1912 году, и за два года успел побывать во многих местах: на берегах озер Виктория и Танганьика, в горах Усамбара и не только. Пришлось ему, правда, и в больнице полежать. Человек он был отчаянный и не раз попадал в истории. Однажды на озере Виктория бегемот перевернул лодку Троицкого и ранил его в ногу, часть коллекции была утеряна. Всё же Троицкий, как и Догель с Соколовым, привезли богатый материал по разным группам животных, включая двукрылых. Однако из двукрылых обработаны были только диопсиды (Diopsidae). Мухи, собранные Троицким, хранятся в ЗИНе, но вот следы коллекции, привезенной другими зоологами, затерялись. По итогам экспедиций вышли несколько статей, а Троицкий написал еще и популярную книгу «Путешествие в страну чернокожих» (М., 1928).

Диопсиды — мухи удивительные: посмотрите, какие у них широко расставленные глаза на длинных «стебельках». Есть разные теории насчет функции этих глаз. Согласно одной из них, самцы таких мух меряются друг с другом шириной головы.

Вообще-то мое любимое семейство совсем другое — это хлоропиды (Chloropidae), ими я занимаюсь всю жизнь, всегда ездила с докладами именно о них. Но поскольку на этот раз конгресс — в Африке, я специально разыскала все эти истории с путешествиями русских. А поскольку сохранились в результате только диопсиды, то во втором своем докладе я взялась за диопсид Вьетнама; их я сама собирала вместе с коллегами из ЗИНа, использовала также материалы коллег из МГУ. До сих пор диопсид Вьетнама никто серьезно не изучал. Да и тот перечень видов, который я представила в докладе, предварительный, поскольку нет ни хорошего ключа по азиатским диопсидам, ни доступного определенного материала из Азии для сравнения. В моем списке четыре рода и восемь видов. Исследование диопсид Вьетнама будет продолжено.

Семён Кустов, докт. биол. наук, доцент, зав. кафедрой зоологии Кубанского государственного университета:

Я занимаюсь мухами надсемейства эмпидоидеа (Empidoidea), а мой доклад посвящен сравнению локальных фаун — эмпидоидеа двух соседних регионов, Кавказа и Крыма. Различия, как оказалось, значительные. Отсутствуют совпадения видов в составе некоторых родов, даже самых распространенных. Но в Крыму не только виды другие: там их существенно меньше, чем на Западном Кавказе, и, соответственно, намного меньше эндемиков. Причины этих различий, во-первых, палеонтологические. Во-вторых, типичные для эмпидоидов горно-лесные ландшафты в Крыму и на Кавказе разделены 200-километровой полосой степей.

Такой анализ раньше не проводился. Эмпидоиды вообще мало изучены, работы хватит еще на много лет. Определенной новизны можно ожидать на Кавказе и южнее, особенно в Иране, Турции. Мы же исследовали в основном российскую часть Кавказа, хотя брали материал и из коллекций по другим странам региона. Но, конечно, ни с чем не сравнимый результат могут дать только собственные сборы. За последние десять лет мы описали около 70 новых видов!

Никита Вихрев, канд. биол. наук, науч. сотр. Зоомузея МГУ:

В 2018 году я написал для ТрВ-Наука заметку «Зачем мухе шип?» [3]. Эту самую заметку, только на английском языке, я и представил на конгрессе. Может возникнуть естественный вопрос: почему опять шип, сказать больше нечего? Есть чего сказать, но жанр конгресса, как я думаю, ставит определенные границы: например, я работаю над ревизией афротропической фауны мух рода Lispe. Но ни 500-знаковое стендовое сообщение, ни 15-минутный доклад не позволяют раскрыть тему, а про шип я вполне уложился. Публикация в ТрВ была научно-популярной, а теперь она вполне соответствует критериям научной. С моей текущей работой доклад никак не связан.

Татьяна Галинская, канд. биол. наук, ст. науч. сотр. МГУ им. М. В. Ломоносова:

Есть кусок работы, который мы делаем вместе с Ольгой Георгиевной Овчинниковой, —выявление гомологии склеритов брюшка у самцов мух. Собственно, это то, чем мы занимаемся последние пять лет, помимо других проектов. Гомологичные признаки помогают выявить родственные отношения между двукрылыми, т. е. используются в филогенетике.

Филогенией занимаются многие диптерологи. А вот мускулатуру гениталий самцов изучаем, возможно, только мы вдвоем. На конгрессе, во всяком случае, подобных работ больше не было. Наши результаты мы обобщили в докладе по многим семействам акалиптратных мух, еще у нас были доклады и стендовые сообщения по отдельным семействам.

Например, по танидеридам (Tanyderidae). Это очень примитивные комары — интересно было посмотреть, как у них там всё устроено, самые основы. Мы использовали как современный материал, так и материал, изученный нашей коллегой палеонтологом Еленой Лукашевич: есть комары в янтаре, а есть отпечатки. И там видны гениталии!

Ольга Овчинникова, докт. биол. наук, гл. науч. сотр. Зоологического института РАН:

У многих танидерид, как и у высших мух, перевернуты конечные сегменты брюшка самцов. Копулирующей паре это очень удобно: можно вместе лететь в одну сторону. У танидерид, в одном семействе, у кого-то есть поворот, у кого-то нет; поворот может быть вправо или влево, на разное количество градусов. ­Изучая мускулатуру, мы определяем первичные эволюционные состояния, пути филогенетических преобразований. Этому также посвящен наш доклад по мускоидным мухам, к которым принадлежит и обычная комнатная муха.

— Изменились ли ваши представления о филогении этих семейств?

Татьяна Галинская: Возможно, границы крупных таксонов не совсем такие, как принято считать. Оказалось, что все эти парные придатки гениталий самцов в разных семействах не гомологичны, и, по сути, их нельзя использовать как объединяющие признаки при построении общей системы. Они могут быть очень похожи внешне (аналогичны), но имеют неодинаковое происхождение (не гомологичны). То есть в разных семействах эти признаки возникали независимо. И хотя они позволяют говорить о родственных отношениях внутри отдельных семейств, мы не можем взять несколько семейств и что-то на основании этих придатков построить.

— Какие методы вы использовали?

Татьяна Галинская: Помимо традиционного ручного анатомирования, мы использовали компьютерную микротомографию. Это относительно новый метод, который изначально применяли в геологии для исследования почв, чистоты полезных ископаемых и т. д. Метод очень точный, очень долгий и очень дорогой. По сути, это та же МРТ, которая делается людям в больницах, но вместо «человеческого» томографа — небольшой ящик, который ставится на стол, туда засовывается муха, она крутится вокруг своей оси, и получается объемная картинка с высоким разрешением, 3D-модель, на которой видны все системы в разрешении примерно 1 микрон. Метод пришлось еще около года отрабатывать, чтобы он хорошо действовал на мухах.

Благодаря микро-КТ удалось подтвердить наши данные, добытые классическими ­методами. А значит, можно говорить о том, что эти методы всё еще актуальны.

Ольга Овчинникова: Ручное анатомирование — как раз моя часть работы. С одной стороны, томография сложнее: требуется контрастирование объекта, потом сушка в критической точке. К тому же в России не так много томографов. Зато если классическому морфологу нужна серия экземпляров, чтобы быть уверенным в результате, то для КТ в принципе достаточно одной мухи, и не обязательно крупной. Поэтому, если в вашем распоряжении лишь маленький или единичный экземпляр, если вам важны структура, 3D, где все органы точно расположены относительно других, надежнее применять метод томографии.

Татьяна Галинская: В целом нельзя сказать, что эти методы заменяют один другой, они вполне взаимодополняющие. И это очень здорово, что можно получить хороший результат и там и там.

И конечно, мы привлекали специалистов по семействам, потому что уметь определять мух дорогого стоит. Благодаря этому мы точно знаем, с чем именно работаем.

— А как насчет молекулярных методов?

Татьяна Галинская: Три моих доклада посвящены молекулярной филогении, в частности семейства ктырей (Asilidae). Два года назад мы на кафедре энтомологии МГУ организовали молекулярную лабораторию. Нужно было отчитываться статьями, результатами и т. д. Сейчас у нас очередь из желающих проверить свои идеи молекулярными методами, а когда мы только начинали, нужна была простая тема, простой вопрос, нужен был человек, который может подобрать материал и дать две альтернативные гипотезы. Таким человеком оказался специалист по ктырям Дмитрий Астахов. На этом семействе я как раз опробовала разные программы, разные методы построения филогенетического дерева. Потом мы брали другие семейства, но по ктырям получился первый нормальный, то есть статистически достоверный результат, совпадающий с тем, что мы знаем из морфологии. Вообще, чтобы заниматься молекулярной филогенией, нужны железные нервы, потому что иногда получается совершенно неадекватный результат, как с мухами семейства Psilidae, по которым у нас получилось дерево-гребенка. Бывает недостаточно данных; бывает, что кто-нибудь пришел в лабораторию, чихнул, и мы секвенируем бактерию. На самом деле лабораторий много, и мы сейчас наладили хорошие связи друг с другом, это очень круто. У себя мы можем сделать одну часть работы, кто-то другой делает свою часть работы у себя. Например, коллеги из Института биологии развития классно делают популяционную генетику, и быстрее, чем мы.

— В чем для вас ценность этого конгресса? Какие доклады больше всего запомнились?

Эмилия Нарчук: Личное знакомство многое значит. С голландской четой Гансом и Коби Фейджен, специалистами по диопсидам, я впервые встретилась на предыдущем конгрессе в Потсдаме. Узнала, что они работают над этим семейством, но в основном по Африке, не по Ориентальной области. И я занялась ориентальными диопсидами.

Не сказала бы, что в докладах было что-то прорывное, новое. Одно время было очень много работ по филогении — рождалась новая парадигма, шла перестройка мышления. А сейчас эта парадигма утвердилась и распространилась. И хотя есть не согласные с нею «еретики», уже есть и гуру — например, Джефф Камминг, Брэдли Синклер, которые диктуют, что правильно, а что неправильно, и все этому следуют.

Семён Кустов: По эмпидоидам больше всего понравились доклады, в которых адекватность системы, построенной на морфологических признаках, оценивалась с помощью молекулярных методов. По сравнению с прошлыми конгрессами молекулярные работы были представлены шире и показались более толковыми.

Были интересные доклады по судебно-медицинской (forensic) энтомологии². Этот метод действительно применим. Я сам несколько раз участвовал в судебных разбирательствах, давал экспертные заключения.

А что касается значимости и полезности конгресса в целом, то прежде всего важно личное общение, новые связи.

Ольга Овчинникова: Крайне важно знать, над чем люди работают. Поэтому мы с Таней старались не пропускать доклады в наших секциях. Всегда находишь что-то интересное для себя, понимаешь, в каком направлении нужно развивать собственные исследования. Зная, над чем работают твои коллеги, ищешь их статьи для более подробной информации.

Татьяна Галинская: После конгресса в Потсдаме мы организовали молекулярную лабораторию, начали делать томографию и во многом рванули по морфологии. И за эти четыре года, увидев, что делается в мировой науке, мы и сами к ней подтянулись.

А на этом конгрессе мы убедились, что наша работа — хорошая и вполне на мировом уровне. Наша томография вызвала бурный интерес у коллег: далеко не у всех есть такое оборудование и отлаженная методика. И наши морфологические исследования всех заинтересовали, и «молекулярка» у нас, как оказалось, достойная: и по выборке, и по методам, и по обработке данных.

Никита Вихрев: Мне было очень приятно встретить коллег, которых я знал по их работам и по переписке с ними. Кое-что услышанное из докладов тоже оказалось интересным, но не настолько, чтобы ради этого лететь на другую сторону земного шара. Запомнился доклад бразильского коллеги о пожаре во дворце Национального музея в Рио-де-Жанейро в сентябре этого года. Дотла сгорела почти вся коллекция двукрылых, но, к моей радости, семейство мусциды (Muscidae), с которым я работаю, и еще несколько важных семейств не пострадали, потому что материал находился в другом корпусе.

А вообще, я был и остался при том мнении, что для научных результатов естественной является только письменная форма изложения, но никак не устная.

Для меня ценность конгресса в том, что он проходил в Намибии, в стране на юге Африки, где я давно мечтал побывать и половить двукрылых. Конечно, конец сухого сезона — не лучшее время для этого, но высокогорья около Виндхука всё равно порадовали очень интересными насекомыми. А в пустыне Намиб и на Берегу Скелетов, где я тоже побывал, вообще не бывает никаких сезонов, кроме сухого… Самым продуктивным местом оказался так называемый птичий санктуарий недалеко от Уолфиш-Бея: на самом деле это место в пустыне, куда сливают жидкие отходы городка, но и птиц и мух там действительно очень много.

— А зарубежные коллеги тоже воспользовались возможностью собрать материал?

Никита Вихрев: Некоторые воспользовались, но тут есть один нюанс. В последние годы европейцы стали требовать, чтобы биологи получали специальные разрешения на сбор материала в Африке (на территорию самой Европы эти гонения почему-то не распространились). Африканцы вяло сопротивлялись новшеству. В самом деле, приехать поохотиться на львов, если денег достаточно, можно, а поймать мух в количестве, сопоставимом с уловом пары воробьев за гнездовой сезон, — извольте разрешение. Не могу придумать лучшего объяснения, чем сублимация чувства вины перед «черным континентом». Сегодня «разрешительный» порядок установился, хотя за его соблюдением следят только европейские коллеги. Поэтому ловили или те, кто не поленился потерять два-три дня на получение подписей намибийских чиновников, или те (как русские или поляки), кто чувства вины не испытывает и просто проигнорировал запреты.

— Каковы, на ваш взгляд, наиболее перспективные направления в современной диптерологии? В чем вы видите ее будущее?

Семён Кустов: Двукрылые — колоссальный отряд по своей численности, а многие группы изучены очень неравномерно. Есть неисследованные регионы, по которым можно ждать значительной новизны. Конечно, будут обнаруживаться и новые виды, и таксоны более высокого ранга. Большие перспективы у прикладной диптерологии. Двукрылые имеют важнейшее медицинское, санитарно-эпидемиологическое, ветеринарное значение. Явно недооценена их роль в качестве опылителей растений. Все думают, что опылители — это бабочки и пчелы, на самом деле двукрылые — доминирующие посетители цветков. Есть работы о том, что в некоторых регионах они значительно преобладают над представителями других отрядов. Но пока очень мало исследований о том, как они опыляют, как переносят эти пыльцевые зерна.

Сейчас самый живой интерес вызывают грамотные молекулярные исследования, которые подтверждают, а иногда и не подтверждают, иногда и потрясают до основания систему, построенную на морфологии, которая использовалась сотни лет. Новые данные позволяют, например, яснее разграничивать виды. Результаты иногда совершенно удивительны. Правда, пока еще существуют ошибки методов, неправильные трактовки, человеческий фактор. Есть и чисто технические сложности. За границей всё это просто делается во многих крупных институтах. Есть лаборант, который знает, что делать, ты ему отдаешь материал, он тебе возвращает конкретные результаты, специальные программы их обрабатывают. Твое дело только интерпретировать данные, а не заниматься техникой. В России грамотные исследования такого рода ведутся лишь в паре-тройке мест. Нет отлаженной, конвейерной технологии. И как правило, большая часть работы ложится на самого исследователя. У нас в Краснодаре соответствующего оборудования нет, мы неоднократно пытались его заказать, но из-за высокой стоимости пока не получается. Да, можно отдать материалы в Москву, но там люди загружены, у них свои проекты, очереди придется ждать годами.

Никита Вихрев: Насекомых всегда было намного больше, чем энтомологов. Сейчас последних особенно мало стало. Поэтому любые грамотные и добросовестные исследования в любом направлении радуют. Выбирать наиболее перспективные направления будем потом, когда люди обнаружат, что ловить тараканов намного интереснее, чем быть пиар-менеджером или брокером.

1. www.namibian.com.na/73386/read/flies-can-help-to-solve-crime
2. afrotropicalmanual.org
3. Вихрев Н. Зачем мухе шип // ТрВ-Наука № 253 от 8 мая 2018 года.

¹ Впоследствии автор труда «Зоология беспозвоночных», по которому учились все отечественные биологи ХХ века. — М. Я.

² Судебно-медицинская энтомология — совокупность методов, позволяющих оценить время наступления смерти по стадии развития насекомых, обнаруженных на трупе. — М. Я.