Шелковая бабочка

Шелковая бабочка

Нет, конечно, эта бабочка на самом деле не шелковая: она состоит из той же крови и плоти, что и все сущее на земле. Однако вот уже почти пять тысяч лет верно служит человеку поставщиком замечательного материала – шелка. Тутовый шелкопряд – полностью домашнее насекомое. Даже пчелы не так привязаны к человеку: при случае рой может покинуть гостеприимную пасеку и поселиться в лесном дупле. А тутовый шелкопряд сжег за собой все мосты – без человека, без его заботы и ухода он погибает и в дикой природе не встречается.

Вот почему специалисты не могут точно установить, где же родина этой бабочки. Предполагают, что она происходит из Западных Гималаев, возможно также, из некоторых районов Ирана и Китая. В Восточной Азии и поныне живет бабочка теофила мандарина, на которую тутовый шелкопряд похож внешне и с которой может скрещиваться, давая плодовитое потомство. Поэтому теофилу считают возможным диким предком тутового шелкопряда.

Первоначально шелководство было ограничено Китаем. Изощренные пытки и мучительная смерть ожидали всякого, кто пытался вывезти из страны секреты шелководства. Двадцать веков им владели китайские правители. Еще бы – торговля шелковыми тканями приносила огромные барыши.

Эти ткани были хорошо известны в древнем мире. Их привозили в Финикию, Вавилон, Иудею. Шелковые одежды упоминаются у древнегреческих историков Геродота и Ксенофонта. В Древнем Риме за унцию шелка платили унцию золота. Роскошные шелковые наряды патрициев рекламировали их несметные богатства. Шелк привозили с далекого загадочного Востока персидские и согдийские купцы по особому «шелковому пути». Нелегкой была дорога караванов. За контроль над этим путем Рим вел напряженную борьбу с Парфией.

Античные умы терялись в догадках о происхождении шелка. Плиний считал его продуктом особого пуха деревьев, чем-то вроде хлопка. Другие полагали, что шелк выделяет какой-то паук, живущий в неведомых азиатских землях.

Монополия Китая на производство шелка держалась долго, но так не могло продолжаться вечно. Поэтическая легенда рассказывает, как китайская принцесса вышла замуж за правителя Бухары и в качестве тайного приданого вывезла в прическе кладку яиц тутового шелкопряда. Смелость ли принцессы, халатность ли таможни, но так или иначе шелководство стало развиваться в Средней Азии. Проникло оно и в Японию, Индию. В 552 году два монаха из ордена Святого Василия вручили в Константинополе византийскому императору Юстиниану полые посохи. Они совершили долгое изнурительное путешествие и внутри посохов доставили с Востока яйца шелкопряда и семена шелковицы. Постепенно шелководство распространялось по Европе – в Греции, Испании, Италии, Франции. Крутыми мерами Петра I шелководческое дело стало развиваться и на Руси.

«Шелк служил обменной валютой между народами, фигурировал в качестве контрибуции, выкупа, военной добычи; его употребляли также для изготовления знамен, для одежды священников и императоров; он был показателем общественного положения, подобно жемчугу и бриллиантам» (Ж. Ростан).

Можно только удивляться, что такое влияние на жизнь человечества оказывало столь невзрачное существо. Небольшая бабочка, крылышки белые, желтоватые, иногда сероватые, с неясным серым узором. Нет, на конкурсе красоты тутовому шелкопряду было бы явно нечего делать…

Другим бабочкам она уступает не только в красоте. Есть не ест (нечем), летать не летает. Крылья, правда, есть, но у избалованной заботами человека бабочки они ослабли и самое большее, на что способны, – удержать в воздухе несколько мгновений. Да и то, если подбросить.

Конечно, не питаясь, долго не протянешь. Средняя продолжительность жизни бабочки – 10–12 дней. Единственное, что ей нужно успеть за это время, – оставить потомство.

Как обеспечивается встреча нелетающих самца и самки? На брюшке у самки есть пахучая железа. Выделяемое ею вещество – бомбикол – воспринимается усиками самца. Они покрыты волосками с отверстиями, внутри которых – нервные окончания. Чувствительность их потрясающа: насекомое реагирует на одну молекулу бомбикола.

Химики немало потрудились над расшифровкой строения бомбикола. Например, одна группа исследователей обработала 313 тысяч самок, чтобы получить в итоге каплю вещества весом четыре миллиграмма. Установлена формула бомбикола, привадить которую здесь не будем: вы догадываетесь, что она заметно отличается от общеизвестной Н₂О.

В течение нескольких суток самка трудится в поте лица. Она откладывает порциями 600–700 яиц, причем каждое приклеивает к поверхности, и снимать их поэтому тяжело. Эту кладку называют греной.

Тут-то начинаются главные хлопоты шелководов. Японское наставление по уходу за шелкопрядом гласит: «Будьте столь же внимательны и нежны к вашим шелковичным червям, как отец и мать к своему грудному ребенку: как они ухаживают за своим ребенком, так и вы ухаживайте за этими хрупкими созданиями. Пусть ваше собственное тело служит мерилом при измерении холода и тепла. Наблюдайте, чтобы температура в ваших домах была ровная и здоровая, следите за чистотой воздуха и вносите в свой труд непрестанно, днем и ночью, всю вашу заботливость». Что ж, продукция шелкопряда так важна, что он вправе требовать к себе особого отношения.

Обычно отложенная осенью грена зимует в неотапливаемом помещении. Если этого не сделать, то гусеницы выйдут очень слабыми. Ну и, кроме того, чем их зимой кормить?

Ранней весной, когда на шелковице зазеленеют молодые листочки, грену пробуждают, перенося в тепло. В старину ее помещали под мышку или за пазуху. Современные хозяйства, выращивающие миллионы яиц, естественно, не могут пользоваться этим способом. Применяют поэтому специальные аппараты, где температура регулируется и поддерживается на заданном уровне.

Повышение температуры сигнализирует гусеницам: «Ваш выход!» Дней через восемь-десять грена начинает слабо потрескивать, пошевеливаться, иногда подскакивать. Затем из оболочек яиц показываются черные головки. Они имеют пару коротких усиков, двенадцать глаз (по шесть с каждой стороны) и рот, снабженный верхними и нижними челюстями.

Главная забота гусениц – когда принесут поесть? От этого правила они не отступают «всю свою сознательную жизнь», то есть 30–40 дней. Уже за первые сутки гусеницы удваивают свой вес. И аппетит, похоже, приходит к ним во время еды.

Рацион гусениц однообразен до предела. Они едят листву одного-единственного растения: тутового дерева, больше известного под названием шелковица. Это создает шелководству немалые трудности. В северных районах, где дерево не растет, выращивать тутового шелкопряда невозможно. Специалисты неоднократно пытались «уговорить» гусениц изменить своей привязанности. Без особой охоты гусеницы ели листья салата, одуванчика, ежевики, но их рост и выход шелка были значительно хуже. Изучается возможность консервирования листа шелковицы, его замены искусственным кормом, но пока что тутовое дерево вне конкуренции.

Старания шелководов, без устали подносящих свежие листья, не пропадают даром. Гусеницы растут не по дням, а по часам. Вот цифры. Из кладки одной самки вылупилось, скажем, 500 гусениц – четверть грамма. А перед окукливанием они скопом уже весят до двух с половиной килограммов, причем каждая из трехмиллиметровых крошек становится толстым восьмисантиметровым существом. Для сравнения представьте, что теленок, родившись весом 35 килограммов, набрал бы, став взрослым животным, 350 тонн! Правда, для этого ему следовало бы родиться не теленком, а шелкопрядом.

Жизненный путь гусениц представляется прямым и легким: ешь, расти, линяй, превращайся в куколку, и все это под неослабными заботами человека. Но в действительности их бытие не так безоблачно. Они очень чувствительны к сквознякам, прикасаниям. Поэтому их нельзя брать руками, а при необходимости переместить дают возможность перелезть на веточку и на ней переносят. По мере роста это делать необходимо: они не терпят скученности и любят простор. По старой японской пословице, «гусеницы могут разговаривать между собой, но касаться друг друга не должны».

В середине XIX века шелководство Европы было на грани полного разорения. Гусеницы гибли, пораженные неведомой болезнью под названием «пебрина». Убытки исчислялись миллионами. Тысячи хозяйств приходили в упадок. Деревья шелковицы шли на дрова. Ученые глубокомысленно рассуждали о «несвежести воздуха» и «вырождении шелковицы в связи с истощением почвы». Короче, толком никто ничего не знал. Ясность была внесена великим Луи Пастером, который занялся этой проблемой по просьбе своего учителя. Пастер доказал, что болезнь вызывают микробы, они передаются от родителей к гусеницам через яйца. Он предложил исследовать грену под микроскопом и отделять здоровую от больной. Усовершенствованный, этот метод применяется и поныне. Грена тщательно осматривается, дезинфицируется. Разработаны требования специального ГОСТа, которым она должна соответствовать.

Убереженные от всех болезней, гусеницы продолжают свое дело. После пятой, последней линьки их челюсти перемалывают не только нежную мякоть, но также жилки и даже стебли. Масса таких усердно работающих гусениц производит шум, напоминающий стук дождя по листьям. Трапезе, кажется, не будет конца.

Но вот гусеница начинает беспокоиться. Похоже, ее уже не волнует сочная зелень. Орудуя всеми своими 16 ножками, она ползет на ветки, стенки. В это время шелководы и подкладывают ей пучки тонких голых прутьев. На них гусеницы плетут свои знаменитые коконы.

То что мы называем гусеницей, – сложная и удивительная химлаборатория. Внутри туловища вьются длинные трубочки двух прядильных желез. Они огромны – 40 процентов веса тела.

В железах образуется вязкая белая жидкость. Она выдавливается наружу через отверстие на нижней губе и на воздухе застывает в виде шелковой нити. Диаметр ее – 0,022 – 0,04 миллиметра.

Уцепившись брюшными ножками за ветку, гусеница начинает беспорядочно мотать головой. Нижней губой, с которой сочится жидкость, она касается соседних стебельков, и между ними натягивается хаотичная сеть. В ней будет укреплен кокон.

Гусеница устраивается в сети, и движения ее меняются. Теперь голова описывает вокруг тела вытянутые восьмерки. Виток ложится возле витка, один слой под другим. Вначале гусеница окутывается как бы легким туманом. Он становится все гуще, и вот это уже довольно плотное облачко, сквозь которое с трудом просматривается фигура его создательницы. Наконец и она исчезла. Оболочка становится непрозрачной и плотной. Некоторое время она слегка сотрясается: изнутри продолжается работа. Наконец все затихает. Кокон готов.

Завивая кокон, гусеница делает 400000 движений головой. Весь кокон – это одна непрерывная нить длиной до полутора километров. Работа длится без передышки почти 60 часов.

Количество шелка, форма и цвет кокона зависят от породы шелкопряда. Коконы бывают шаровидные, конические, овальные, с перехватом посредине и без него; голубоватые, желтые, розовые, зеленоватые, серебристые. Иногда несколько гусениц строят один большой коллективный кокон.

Внутри кокона небольшая коричневая куколка Кокон, собственно, и предназначен для ее защиты. В куколке идут процессы превращения в бабочку. Незадолго до выхода в коконе слышен слабый шум: бабочка сбрасывает куколочные покровы. Но как выбраться из кокона? Не станет ли надежная защита ловушкой? В теле бабочки скапливается едкая щелочная жидкость. Ее каплями она смачивает кокон внутри. Стенка в этом месте размягчается, а бабочка изо всех сил старается выйти – давит головой, расширяет дырку ногами. «Из мокрого места что-то тронулось. Я долго не мог разобрать, что это такое. Но потом показалось что-то похожее на голову с усиками. Усики шевелились. Потом я заметил, что лапка просунулась в дырку, потом другая – лапки цеплялись и выкарабкивались… Все дальше и дальше выдиралось что-то, и я разобрал мокрую бабочку…» Это описание принадлежит Льву Николаевичу Толстому. Он посвятил тутовому шелкопряду три рассказа.

Бабочки увидят свет, если это будет позволено шелководом, которому нужна новая грена. Однако в большинстве случаев никто не дожидается, пока бабочки изнутри начнут дырявить продукцию шелководства. Коконы собирают, горячим паром убивают в них куколок, сушат и разматывают.

Мировое производство коконов приближается к 300 тысячам тонн в год, в СССР – свыше 42 тысяч тонн. Чтобы сделать из натурального шелка одну косынку, нужно размотать около 1700 коконов.

Отходы производства – куколки– тоже находят применение. Это замечательный корм для пушных зверей на зверофермах, для птиц, рыб.

Разработана холодная размотка кокона. При этом куколка остается живой и может быть использована для выведения бабочки.

Селекционеры настойчиво ведут работы по выведению новых пород тутового шелкопряда. Это дело невероятной сложности. Известно, например, что гусеницы, которые превратятся в бабочек-самцов, едят меньше, а шелка в их коконах больше. Напрашивается вывод: разводить выгодно одних самцов. Но как? Вот если б можно было сортировать яйца, зная пол будущего потомства… Однако природа тщательно оберегает свои интимные секреты. Яйца различаются только по одной хромосоме, и это можно увидеть лишь под микроскопом после специальной обработки. В производственных условиях отобрать таким путем яйца, которые дадут только самцов, практически невозможно. Точнее, раньше было невозможно.

В 50-х годах биологу Тациме (Япония) удалось произвести операцию на хромосомах. Он пересадил ген окраски яиц на половую хромосому. Чтобы прийти к этому результату, он пропустил через свои руки семь тысяч кладок шелкопряда. Так появилась порода, яйца которой четко различались по цвету и одновременно – по полу. К сожалению, вышедшие из них гусеницы росли слабыми, чахли, коконы вили неохотно и плохо, многие гибли. Советский биолог А. В. Струнников преодолел и этот барьер. Тонкими и точными манипуляциями с хромосомами он добился того, что из темных яиц выходили гусеницы вполне здоровые, трудолюбивые в завивке кокона, и из них всегда получались самцы. Из светлых яиц – менее выгодные самки. Остальное было уже делом техники, вернее, инженеров. Сконструированные фотоэлектрические автоматы со скоростью 140 яиц в секунду сортируют грену по цвету. Теперь, отбраковав светлые яйца, можно было заниматься лишь теми, которые принесут наибольшую пользу.

Браковать жалко… А нельзя ли сделать так, чтобы в потомстве вообще не получалось самок? Можно ли так обмануть природу, разделившую живое на два пола? Опыты академика Б. Л. Астаурова дают ответ: да, можно. Используя могучий арсенал современной генетики, можно получать «по заказу» потомство только мужского (или только женского) пола.

В умении выделять шелк тутовый шелкопряд не оригинален. Прядильные железы есть у гусениц множества других видов. С помощью шелковой нити они ползают по гладким поверхностям, повисают на нити, упав с листа, строят домики, гнезда и, конечно, коконы. Человек использует, помимо тутового, еще шесть видов шелкопрядов. Правда, дают они всего десять процентов мирового производства коконов. В украинском и белорусском Полесье есть подходящие условия для китайского дубового шелкопряда. Работы по его акклиматизации ведутся. Возможно, в будущем круг производителей натурального шелка расширится.

Сегодня получают великое множество искусственных и синтетических волокон. Однако научно-техническая революция не только не уменьшила, а, наоборот, повысила спрос на натуральный шелк, поэтому гусеницам тутового шелкопряда надо стараться вовсю.