Восхождение на гору Невероятности

Zygiella предпочитает караулить жертву за пределами паутины и, когда та пытается вырваться на волю, очевидно, расплачивается за небольшое опоздание (вы скоро поймете, почему так важна хорошая реакция). Другое, тоже компромиссное решение – вести слежку из центра, но попытаться стать как можно незаметнее. Нередко пауки ткут в середине паутины плотный шелковый коврик, чтобы спрятаться за ним или замаскироваться на его фоне. В паутине может быть целая полоса, и даже не одна, очень плотного плетения зигзагом, отвлекающая внимание от паучихи, которая притаилась в самой ее гуще, – хотя есть мнение, что на самом деле эти полосы нужны паукам для тонкой регулировки натяжения нитей. Иногда в сетке встречаются орнаменты, похожие на пауков; в литературе высказывалось предположение, что такие обманки принимают на себя удары птичьих клювов. Впрочем, предлагалась альтернативная гипотеза – совсем о другом назначении подобных узоров. Сгусток нитей отражает невидимые для нас ультрафиолетовые лучи таким образом, что глаз насекомого воспринимает его как клочок голубого неба – иначе говоря, дыру.

Как я уже говорил, сразу после попадания насекомого в сеть паук должен со всех ножек бежать к месту происшествия. Куда спешить? Почему бы не подождать, пока насекомое не устанет бороться? Дело в том, что пленник часто выходит из борьбы победителем. Насекомым, особенно крупным сильным осам, нередко удается вырваться на свободу. Даже если узник не сумеет улететь, ущерб для паутины может оказаться весьма значительным. Итак, встает следующий вопрос – как утихомирить угодившую в сети добычу.

Первый способ прост до примитивности. Ориентируясь по дрожанию нитей, которые дергает застрявшее в паутине насекомое, быстро добраться до него. Если оно оставит попытки освободиться раньше, чем его найдут, можно попробовать определить его местонахождение по натяжению радиальных нитей – постараться понять, какая из них оказалась под нагрузкой. Отыскав насекомое, надо атаковать его и ввести смертельную или парализующую дозу нервно-паралитического яда. У большинства видов пауков имеются острые полые хелицеры с ядовитыми железами – некоторые пауки, например, знаменитая черная вдова, опасны и для нас, хотя, как правило, пауки не способны проколоть кожу, а даже если и способны, порции яда не хватит для того, чтобы нанести вред крупному животному. Вонзив ядовитые хелицеры в жертву, паук еще несколько минут ждет, пока она не затихнет.

Ядовитый укус – самый распространенный, но далеко не единственный способ усмирить сопротивляющуюся жертву. В большинстве других случаев пауки, как и следует ожидать, используют паутинный шелк. Зачастую даже перед тем, как укусить насекомое, пауки-кругопряды в дополнение к той паутине, которая уже оплела ноги и туловище жертвы, еще больше ее опутывают. Опасного врага – например осу – паук обычно душит, буквально пеленая его в белый шелковый саван, после чего наносит последний удар – пронзает шелковую оболочку хелицерами.

Бабочки и мотыльки с огромными чешуйчатыми крылышками создают пауку лишние трудности. Чешуйки легко сбросить. Если взять мотылька в руки, на пальцах останется пыльца, состоящая из чешуек. По-видимому, пыльца уменьшает липкость нитей, поэтому осыпающиеся чешуйки помогают мотыльку выбраться из сети. Когда мотыльку грозит опасность, он складывает крылышки и падает на землю. По этой ли причине или просто потому, что на его крылышках еще остаются обрывки паутины и он не может летать, вырвавшийся из ловчей сети мотылек часто так и делает – падает на землю. Это открывает перед пауком новые перспективы, чем он не преминет воспользоваться.

Майкл Робинсон, ныне директор вашингтонского Национального зоопарка, и его жена Барбара нашли в джунглях Новой Гвинеи необычную паутину (рис. 2.7а). Паутина как паутина, но вниз от основного круга тянулась вертикальная полоса паутины же длиной почти в метр. Паук сидел наверху, в гуще переплетения. Влетев в сеть, мотылек мог бы свободно свалиться вниз. Однако веревочная лестница существенно удлиняет паутину, и мотылек может угодить в эту дополнительную ловушку. Пока он будет там трепыхаться, пыльца израсходуется, к тому же он дольше пробудет в плену, поэтому более вероятно, что паук успеет сбежать по лесенке и нанести последний решающий удар. Вскоре после открытия Робинсона его коллега Уильям Эберхард обнаружил такую же ловчую сеть в Новом Свете, в Колумбии (рис. 2.7b). О том, что оба изобретения, в Новой Гвинее и Колумбии, были сделаны независимо друг от друга, свидетельствует тот факт, что второй паук сплел основную (круговую) часть паутины не на верхушке лестницы, а внизу. Однако эффект тот же, и причина появления такой конструкции, очевидно, тоже общая – оба паука питаются преимущественно мотыльками.

Рис. 2.7. Два случая независимой эволюции паутины-лесенки – в Новой Гвинее (а) и в Колумбии (b).

Впрочем, веревочная лестница – лишь один из возможных способов удержать добычу, который хорошо работает против мотыльков. Некоторые виды пауков применяют другой метод – пружинные ловушки. Паук из рода Hyptiotes вместо полного круга плетет только треугольник с четырьмя осевыми линиями. От вершины треугольника отходит дополнительная нить, которая обеспечивает натяжение всей сети. Но этот канат не крепится к твердой поверхности – его конец держит сам паук. Таким образом, паук – или паучиха – играет роль связующего звена между паутиной и жесткой опорой. Он натягивает канат передними ногами, а третьей парой ног держит свободную петлю ловушки. Притаившись в засаде, самка паука поджидает жертву. Когда в паутину врезается насекомое, она реагирует мгновенно. Отпускает петлю, в результате чего сеть оплетает и обездвиживает насекомое, и одновременно спрыгивает на канате к своей жертве. Далее она может два-три раза подпрыгнуть, качаясь на канате, чтобы подтянуть его и выпустить позади себя еще немного шелка. Итог: насекомое безнадежно увязло в тугой сети. Паучиха опутывает его дополнительными витками шелка и уносит хорошо упакованную добычу. Лишь теперь она укусит беднягу, выпустит ядовитый секрет и через шелковую оболочку высосет разжиженную массу. Треугольная сеть не подлежит восстановлению, придется опять начинать строительство с нулевого цикла.

По-видимому, пауки Hyptiotes таким образом решают следующую проблему: сильно натянутая паутина хороша для поимки насекомых, но при энергичной борьбе сильное натяжение – это скорее минус. Если вы насекомое и вас угораздило влететь в липкую ловушку, вам будет легче выскочить из тугой сетки, чем из провисающей. От слабо натянутых нитей не оттолкнешься, и вы еще больше завязнете в липком шелке. Для захвата насекомого на лету и для того, чтобы потом не позволить ему выпутаться, требуется разное натяжение нитей, подобно тому, как у сверхзвукового самолета оптимальная форма крыла различна в зависимости от приоритетной цели – оторваться от земли или набрать нужную скорость в полете. Форма крыла одних самолетов годится с небольшими компромиссами для обоих режимов, в то время как изменяемая геометрия крыла истребителя позволяет всегда достигать максимальной выгоды, пусть и ценой увеличения затрат на сложную механику. Паук рода Hyptiotes плетет паутину с изменяемым натяжением нитей.

Пауки-крестовики, как правило, натягивают сеть с прицелом на первичный захват насекомого и уповают на то, что успеют добежать по паутине до жертвы и взять ее в плен раньше, чем она улетит. Другие пауки выбирают иной путь и плетут изначально рыхлую паутину (рис. 2.8). Пауки рода Pasilobus делают треугольник с одиночной нитью, рассекающей его надвое. Липкие нити – их всего несколько – не натянуты. Хитрость заключается в том – и это еще одно интересное открытие, которое сделали Майкл и Барбара Робинсон в Новой Гвинее, – что эти нити легко оборвать на одном из концов. Насекомое – скажем, муха, – влетев в паутину и прилипнув к ней, тут же обрывает нить у специально устроенного неустойчивого к обрыву узла, но все равно прилипает к другому концу нити. Дальше она крутится, словно игрушечный самолетик на веревочке. Теперь для паука вытянуть нить и прикончить жертву – дело техники. Такая схема имеет, в частности, все то же преимущество – поскольку конструкция болтается и нет точки опоры, насекомое не в состоянии бороться. А может быть, схема с рвущимися нитями хороша прежде всего тем, что позволяет решить уже известную нам задачу – погасить удар насекомого о сетку, когда оно влетает в нее на высокой скорости, так чтобы сетка не отбросила его, словно батут. Возможно, треугольная ловушка пауков Pasilobus – это сокращенная версия полной круговой паутины. Во всяком случае, пауки другого рода, Poecilohachys, плетут круговую паутину с тем же принципом действия. Их сети, в отличие от типичной круговой паутины, расположены не вертикально, а горизонтально.

Рис. 2.8. Треугольная паутина паука Pasilobus с нитью, легко обрывающейся с одного конца.

Если рассматривать треугольник пауков Pasilobus как уменьшенный вариант этой полноценной круговой ловчей сети, то можно и дальше экстраполировать ряд вплоть до предельного случая – единичной нити с шариком на конце, которую используют пауки-арканщики (боладоры, род Mastophora, рис. 2.9). Болас, или бола, изобретение южноамериканских индейцев, напоминает пращу; нынешние скотоводы испано-индейского происхождения и сейчас его используют – например, чтобы ловить в прерии не умеющих летать нанду. Болас представляет собой веревку с грузом на конце, круглым камнем или каменным шаром. Груз кидают так, чтобы веревка обмотала ноги птицы и она упала. Чарльз Дарвин в молодости упражнялся с боласом, сидя верхом на лошади, и ухитрился ее же и изловить, чем здорово развеселил ковбоев… хотя лошадь вряд ли разделила их радость. На эту паучью удочку неизменно клюют самцы мотыльков-совок, или ночниц, и на то есть причина. Ночницы-самки приманивают партнеров издалека, испуская своеобразный аромат. Пауки выделяют вещество с похожим запахом, который увлекает мотыльков на верную гибель. Паучий “болас” – это увесистый шарик, закрепленный на конце шелковой нити, другой конец которой паук держит одной ногой. Он раскачивает болас, пока не обмотает мотылька, а затем подтягивает добычу к себе. Это гораздо более высокотехнологичное орудие, нежели примитивная ковбойская сумка с камнями. На самом деле это плотно скрученный шелковый канат, помещенный в каплю воды, наподобие клейких капель в круговой паутине. Когда паук забрасывает свой болас, канат разворачивается, словно леска спиннинга. Если он коснется мотылька, тот прилипнет, и шарик будет описывать круги. Далее события развиваются так же, как в сценарии с провисающими нитями. Туго спеленутый мотылек получает инъекцию яда. Пауки с боласами обитают в Южной Америке – кто знает, может индейцы, увидев, как охотятся пауки, взяли их идею на вооружение.

Рис. 2.9. Паук-арканщик (боладор).

Мы рассмотрели различные варианты полных и усеченных круговых паутин. Пора вернуться к собственно круговой паутине. В конце предыдущей главы мы задались вопросом о том, как с помощью программы биоморфов – компьютерной модели искусственного отбора – создать модель естественного отбора, где в роли селекционера выступал бы не человек, а равнодушная природа. Выяснилось, что биоморфы имеют существенный недостаток – у них нет ничего общего с реальным физическим миром, в котором надо выжить и либо победить, либо проиграть. Мы можем условиться, что какие-то биоморфы будут хищниками, охотящимися на другие биоморфы – жертвы. Но непонятно, как естественным путем, без дополнительных условий догадаться, какие свойства биоморфов помогают или мешают им охотиться и уходить от преследования. У одного из биоморфов с рис. 1.16 (стр. 48) можно при желании различить страшные клыки, с которых капает хищническая слюна. Но его разверстая пасть неподвижна и не функционирует в живой природе, где клыки могли бы прокусить панцирь или шкуру, поэтому, как ни фантазируй, наяву этот кошмар не увидишь. Клыки и шкура – всего лишь комбинация пикселей на плоском светящемся экране. Острота зубов, сила, хрупкость и ядовитость – на экране монитора все эти параметры без придуманных описаний, которые программист произвольно облек бы в цифры, не имеют смысла. Можно протестировать ходилку-стрелялку типа “цифры против цифр”, но рисованное воплощение цифровых значений будет носить чисто косметический, не нужный для действия характер. Понятно, что придуманные описания и произвольные цифры в реальности ничего не означают. Вот на этом самом месте в конце предыдущей главы мы, вздохнув с облегчением, вернулись к теме паутины. Паутина – это природный объект, который можно воспроизвести без произвольных допущений.

В живой природе работающая круговая паутина плоская. Сквозь крупноячеистую сеть муха пролетит беспрепятственно. Если ячейки слишком мелкие, пауки-конкуренты добьются примерно тех же результатов при меньших затратах на шелк, а следовательно, оставят после себя больше потомства и передадут ему свои рационализаторские варианты генов. Естественный отбор приводит к разумному компромиссу. Нарисованная в компьютере паутина взаимодействует с такими же нарисованными мухами, причем ее свойства таковы, что взаимодействия отнюдь не произвольны. Размер ячеек – величина, вовсе не бессмысленная по сравнению с размерами компьютерной “мухи”. Столь же значимый параметр – суммарная длина линий (“затраты на шелк”). Сделав небольшую скидку на искусственность модели, можно рассчитать эффективность ловчей сети как соотношение этих величин. Можно даже учесть в компьютерной модели чуть более сложную физику – впервые это сделали Фриц Фольрат, у которого я и почерпнул многое из того, что здесь написал, и его коллеги, физики Лоррен Лин и Дональд Эдмондс. Гораздо проще описать “упругость” и “остаточную деформацию” компьютерной “паутины”, чем, скажем, “проворство” “убегающей” от цифрового “хищника” “жертвы” или ее “бдительность” при “определении его местонахождения”. Однако в этой главе нас больше интересует имитация процесса создания паутины.