биомолекула.ру. Взгляд изнутри.
 

Логин:
Пароль:


Танцующий с пчелами

[14 июня, 2015 г.]

Наш герой — один из немногих нобелевских лауреатов, кто не был ни физиком, ни химиком, ни медиком, ни физиологом. Он — этолог, изучавший поведение пчел. Впрочем, открытие в биохимии он всё-таки совершил, одним из первых найдя новый функциональный класс соединений — феромоны. Но премию получил не совсем за это. Формулировка Нобелевского комитета: «за открытия, связанные с созданием и установлением моделей индивидуального и группового поведения животных». Итак, знакомьтесь — Карл фон Фриш.

Больная риносклеромой

Рисунок 1. Больная риносклеромой. Риносклерома (склерома) — хроническое гранулематозное заболевание носоглотки, предположительно вызываемое энтеробактерией Klebsiella rhinoscleromatis — палочкой Фриша, как ее еще называют (в честь Антона фон Фриша). Начало болезни напоминает затяжной насморк, затем в слизистой оболочке носовой полости и коже носа формируются узловые инфильтраты, которые могут изъязвляться и кровоточить, а впоследствии рубцеваться и деформировать нос. Процесс может переходить на другие части лица и «спускаться» до бронхов, а в особо запущенных случаях осложняться сепсисом. Склерома считается тропической болезнью, однако встречается и в европейских странах. Механизмы заражения до конца не изучены, но, судя по всему, требуется ингаляция приличного количества возбудителя. Базис лечения — антибиотики (тетрациклины и фторхинолоны).

Нобелевская премия по физиологии и медицине 1973 года, без сомнения, самая уникальная премия в истории этой номинации. Даже премия хирургу Кохеру, о которой я писал [1], не столь уникальна; была еще премия Алексису Каррелю за сосудистый шов. Но как ни крути, премия Карлу фон Фришу, Конраду Лоренцу и Николаасу Тинбергену «за открытия, связанные с созданием и установлением моделей индивидуального и группового поведения животных» не лезет ни в какие ворота. Этология? Не было такого в истории. Зоология? Тоже не было до Лоренца с утятами и Фриша с пчелами. Нет, конечно, могло случиться сопоставимое в интервале с 1915 по 1938 годы, когда на премию 32 раза номинировали Зигмунда Фрейда (кстати, знаете ли вы, что еще один раз старик Фрейд был номинирован на... литературного «нобеля» — в 1936 году, Роменом Ролланом?) [2]. Но тогда не срослось...

Еще один важный момент. Не так много есть лауреатов Нобелевской премии, которые предопределили мою дальнейшую жизнь. О Роберте Вудворде я уже писал [3]. А вот книга нашего сегодняшнего героя, Карла фон Фриша, «Из жизни пчел» [4], изданная в СССР тогда, когда мне было всего пять лет, стала одной из тех немногих, которые подтолкнули меня к науке. Кстати, это издание 1980 года вышло еще при жизни Фриша. А первое издание на немецком появилось... внимание, за ПЯТЬДЕСЯТ ТРИ ГОДА до этого, в 1927 году в Гейдельберге. Поистине, книга века!

Мария фон Фриш

Рисунок 2. Мария фон Фриш (урожд. Экснер, 1844–1925).

«Жизнь пчел подобна волшебному колодцу. Чем больше из него черпаешь, тем обильнее он наполняется», — это из седьмого издания. Но — обо всём по порядку.

Наш герой родился в Вене, в научной среде. Его отец, Антон фон Фриш (часто можно встретить полное имя Антон Риттер фон Фриш, но «риттер» — это аналог английскому knight, то есть «рыцарь», что говорит о благородном титуле) был урологом и профессором Венского университета. Антон фон Фриш считался заметной величиной в науке и прославился тем, что в 1882 г. идентифицировал возбудителя риносклеромы — гранулематозного заболевания носа (рис. 1).

Мама же, Мария Экснер (рис. 2), была дочкой известнейшего австрийского философа и реформатора тогдашнего школьного образования, Франца Серафина Экснера.

Бабушка Карла, Шарлотта Дузензи, принадлежала к одной из самых влиятельных семей Австро-Венгрии. У Марии было четверо братьев — и все тоже стали известными людьми. Об одном из них чуть ниже, а вот самый младший брат, Франц Серафин Экснер (рис. 3), стал известным австрийским физиком, спектроскопистом и ректором Венского университета.

В семье фон Фришей было четыре сына (Карл — младший из них), и, что интересно, все они в итоге стали профессорами. Карл с детства любил возиться со всякими букашками и травинками, благо жил профессор фон Фриш за городом, на озере Вольфганг. Пишут, что будущий нобелиат даже печатался в различных натуралистских журналах.

Учился мальчик в «Шоттенгимназиуме» — некоем подобии средней школы при бенедиктинском монастыре в Вене. У Карла была мечта — закончить школу и удрать куда-нибудь с научной экспедицией, чтобы исследовать животных и открывать новые виды. Но, разумеется, папа был против. Папа хотел, чтобы все дети стали профессорами-медиками, а как стать профессором в экспедиции?

Франц Серафин Экснер

Рисунок 3. Франц Серафин Экснер (1849–1926). Австрийский физик, с 1908 г. — ректор Венского университета. Вывел на новый уровень австрийскую физику, занимаясь радиоактивностью, спектроскопией, гальваническими элементами, атмосферным электричеством и теорией цвета. Работал с Вильгельмом Рентгеном, воспитал много великих физиков, включая нобелевских лауреатов Виктора Гесса и Эрвина Шрёдингера.

Зигмунд Экснер

Рисунок 4. Зигмунд Экснер (1846–1926). Австрийский физиолог, известный благодаря работам по сравнительной физиологии и психологии восприятия (его физиологическим основам). Объяснил принцип работы фасеточного глаза насекомых и ракообразных.

Пришлось идти в медицинскую школу (по-нашему — на медицинский факультет) Венского университета. Тем более что там тоже были свои люди — дядя Зигмунд Экснер (рис. 4), брат мамы Карла. Известный физиолог, ученик Гельмгольца, между прочим, автор одного из первых руководств по микроскопии.

Так что Карлу пришлось заняться изучением распределения пигмента в зрительных клетках — жуков, бабочек и креветок. Впрочем, юный Фриш всё равно сбежал — в Зоологический институт Мюнхенского университета, где занялся этологией, наукой о поведении.

Поработав под началом известного зоолога Рихарда фон Гертвига, он вернулся в Венский университет, где получил степень доктора философии. Работа, ставшая его диссертацией, оказалась очень любопытной.

В начале XX века считалось, что ни рыбы, ни беспозвоночные цвета не различают. Экспериментируя на рыбах, Фриш сумел натренировать особей гольяна по-разному реагировать на разные цвета. На этой почве случилась научная ссора Фриша со старым и авторитетным офтальмологом Карлом фон Гессом (1860–1923), который придерживался другого мнения и пытался дискредитировать работу Фриша. Впрочем, потом Фриш решил: нападки Гесса — это хорошо, больше ученых узнают о его работе.

Но рыбы — это рыбы. Как говорится, с ними и правда не всё однозначно на первый взгляд. Но, будучи дарвинистом, Фриш понимал — у пчел точно должно быть цветное зрение, всё-таки их пища — в цветках. В 1912 году Фриш возвращается в Мюнхенский университет и начинает экспериментировать с пчелами.

Доказать, что пчелы различают цвета, оказалось достаточно просто: сначала еду клали на квадрат определенного цвета, и весьма быстро пчелы садились на этот квадрат и без пищи, и если этот квадрат меняли местами с квадратами других цветов...

Дальше была война. Всем стало не до пчел. У Фриша было слабое зрение, и поэтому фронт его миновал. Однако медицинское образование напоминало о себе, и Фриш до 1919 года работал в военном госпитале около Вены. Именно в этот период, кстати, он женился — на медсестре и художнице Маргарет Мор; она потом иллюстрировала сборники его лекций. В январе 1919-го Фриш вернулся в институт, и именно в том году он сделал главное свое открытие, принесшее ему Нобелевскую премию через 54 года.

Он пометил краской несколько рабочих пчел и изучал поведение пчелы, которая нашла пищу и вернулась в улей.

Предоставим слово самому Фришу: «Я едва мог поверить своим глазам, когда она исполнила круговой танец на медовых сотах, чем привела в сильнейшее возбуждение находящихся рядом с ней пчел, помеченных краской, которые немедленно полетели к месту кормёжки... Это было, как я думаю, наиболее важное наблюдение в моей жизни, во всяком случае, имеющее самые далеко идущие последствия».

Фриш изучал танец пчел всю свою жизнь. Он узнал, что этот танец разнообразен: если пища близко, то танец круговой, если далеко (дальше 85 м) — «вихляющий», в виде восьмерки. Узнал, что танцем пчелы указывают угол между местонахождением пищи и солнцем и что при переменной облачности пчелы ориентируются по плоскости поляризации света от просветов чистого неба [5]...

Впрочем, это не помешало ему сделать важное открытие и в химии пчелиной жизни. Именно Фришу принадлежит честь открытия феромонов пчел — органических веществ, выделение которых железами пчелиной матки регулирует поведение рабочих пчел и трутней, а также сигнализирует об опасности.

Надо сказать, что сам Фриш не знал, что изучает феромоны: он называл систему химической сигнализации у пчел системой «тревожных веществ» (alarm substances). Термин «феромоны» появился лишь в 1959 году и образован словами «фереин» — транспортировать (то же самое «фер» в слове «Люцифер» — несущий свет) — и «гормон».

Сейчас известно достаточно много феромонов пчел: основными считаются транс-9-кето-2-дециновая кислота, стерилизующая рабочих пчел, и транс-9-окси-2-дециновая кислота, которая регулирует роение. Не говоря уже о сотнях феромонов других животных*, которые стали известны в последней трети XX века — а ведь Фриш узнал об их существовании на десятилетия раньше [5].

* — В основу интересных работ не так давно легли феромоны бабочек. Причем заинтересовали ученых не столько сами сигнальные молекулы, сколько природные стратегии нахождения их источника. Говорят, знание таких интимных зоологических подробностей может пригодиться для роботизированного поиска чего-нибудь на других планетах или токсичных и взрывчатых веществ на нашей: «Ускользающая нить» [6]. — Ред.

Фриш прожил достаточно долгую жизнь — для того, чтобы дожить до своей Нобелевской премии. Правда, сам он уже не присутствовал на церемонии. Ему было 87 лет, и награду принимал сын Фриша, Отто.

Представлявший номинантов профессор Берг Кронхольм из Каролинского медико-хирургического института, сказал: «Поведение животных очаровывало человека с незапамятных времен — об этом свидетельствует обилие животных в мифах, сказках и баснях. Однако слишком долго человек пытался понять его на основе собственных представлений, на основе собственного образа мыслей, чувств и действий. Описание по этому принципу может быть довольно поэтичным, но оно ни в коей мере не расширяет наши знания о животных».

Карл фон Фриш и пчёлы

Карл фон Фриш со своими подопечными.

Закончить же свой рассказ о великом Фрише мне тоже хотелось бы цитатой из... предисловия. К первому изданию его книжки «Из жизни пчел». Мне кажется, эти слова должны быть в памяти каждого исследователя: «Если естествоиспытатель будет пользоваться слишком сильными увеличительными стеклами, рассматривая простые вещи, то может случиться так, что за оптическими приборами он не увидит самой природы. Нечто подобное произошло лет двадцать назад с одним почтенным ученым, когда он, изучая в лаборатории способность животных воспринимать цвета, пришел к твердому и, казалось бы, хорошо обоснованному убеждению, что пчелы цветов не различают. Это натолкнуло меня на мысль ближе заняться изучением их жизни. Ведь всякий, кому приходилось в природных условиях наблюдать биологическую взаимосвязь между пчелами и цветами с их великолепно окрашенными венчиками, подумает, что скорее ученый мог допустить ошибку в своих выводах, чем природа — подобную несообразность».

Литература

  1. биомолекула: «Хирург-нобелиат»;
  2. Знаете ли вы, что... Блог med_history (журнал ЖЖ);
  3. биомолекула: «Роберт Вудворд: евангелист органической химии»;
  4. Фриш К. Из жизни пчел. / Халифман И.А. (отв. ред.). М.: Мир, 1980. — 215 с.;
  5. Frisch K. Bees: their vision, chemical sense and language. Ithaca, NY: Cornell University Press, 1950. — 119 pp.;
  6. биомолекула: «Ускользающая нить».

Автор: Паевский Алексей.

Число просмотров: 409.

Creative Commons License — условия использования и распространения материалов сайта.
Вернуться в раздел «Личность»

Комментарии

(Оставить комментарий) (показывать сначала старые комментарии)

Re: Танцующий с пчелами

Никельшпарг Эвелина — 3 октября, 2015 г. 09:42. (ссылка)

Очень вдохновляет!!!
(только есть некоторая путаница в датах жизни ученого)

(ответить)

Яндекс.Метрика

© 2007–2015 «биомолекула.ру»
Электропочта: info@biomolecula.ru
О проекте · RSS · Сослаться на нас

Дизайн и программирование —
Batch2k15.

Сопровождение сайта — НТК «Биотекст».

Условия использования сайта
Об ошибках сообщайте вебмастеру.