Аннотация: Возможны ли разумные инсектоиды и пауки?
О РАЗУМНЫХ ИНСЕКТОИДАХ И ПАУКАХ
Николай Фурзиков
Фантасты давно допускают существование в космосе иных разумных цивилизаций, а большинство из них соглашается с возможной разумностью негуманоидных рас, в том числе происходящих от членистоногих или похожих на них существ. Типичный пример и, наверное, один из наиболее подробных, - инсектоидные транксы в цикле романов Алана Дина Фостера о юноше Флинксе. Выпишем приведенные автором основные сведения о них.
Транксы несколько меньше людей, в среднем полтора метра в длину для самцов. Их тело обладает двусторонней симметрией. Туловище тройное, состоит из удлиненного брюшка и двойной груди, сверху располагается двудольная голова, спереди напоминающая очертаниями стилизованное человеческое сердце. На спине брюшка имеются две пары зачехленных рудиментарных крыльев. Транксы - прямоходящие существа, при ходьбе держат вертикально грудь и голову, ходят на четырех нижних конечностях, крепящихся к горизонтально располагаемому брюшку. Верхних конечностей четыре, самая верхняя пара крепится к верхней груди (головогруди), она короче остальных и служит руками. Отходящие от нижней груди средние конечности обычно используются как дополнительные руки, но при необходимости могут действовать как ноги, в этом случае транкс достаточно быстро передвигается в горизонтальном положении, подобно своим далеким предкам. Все конечности тонкие и суставчатые, могут использоваться при чистке тела, их сочленения уязвимы к сильным ударам. Наружный покров состоит из хитина и служит жестким и прочным внешним скелетом. Цвет хитина - голубой для самцов и аквамариновый для самок, с возрастом он темнеет. Подростковый покров сбрасывается при переходе к взрослому состоянию. В обычных условиях транксы не нуждаются в одежде, но могут носить на теле сумки для мелких вещей, украшения и инкрустации. Обладают отличной плавучестью в воде. Дышат они воздухом через восемь спикул, их система кровообращения - открытая, "кровь" красновато-зеленая. При переломе конечности транкс может истечь "кровью", но на поврежденных сочленениях она коагулирует. Основные органы чувств располагаются на голове - два больших фасетчатых глаза и пара чувствительных перистых антенн. Ночное зрение транксов лучше, чем у людей, из-за давнего приспособления к жизни в подземных ульях. На голове есть четырехстворчатый рот со жвалами для размельчения принимаемой пищи. Транксы могут питаться многими продуктами человеческой кухни, хотя их вкусовые пристрастия отличаются от людских. Имеют орган речи с голосовыми связками, речь включает щелчки, посвистывание и шипение. Низкий транксийский язык прост и даже примитивен, высокий транксийский используется в качестве литературного, изысканного и научного, однако оба отличаются четкой логикой. Смех обозначается особым свистом, дополняемым щелчками жвал при эквиваленте хохота. Другие щелчки соответствуют приветствию, иронии, раздражению, презрению. Согласие может подтверждаться кивком головы, перенятым у людей. При дружеском, любовном или торжественном приветствии транксы переплетают антенны. Для общения между ними и людьми обычно используется симворечь - смесь общеземного языка и доступных для человека звуков транксийского. Транксы способны быстро осваивать человеческий язык и говорить на нем, хотя земная речь кажется им ужасно нелогичной и противоречивой.
У транксов два пола, самки имеют яйцеклады и откладывают яйца. Между самцами и самками заключаются браки, хотя существуют внебрачные отношения. При заключении брака одна пара чехлов для крыльев вскрывается и крылья удаляются. Потомство транксов всегда кратно двум, выводится из яиц, в своем развитии проходит фазы личинки и куколки. Транксы произошли от общественных насекомообразных, поэтому возводят свое родство к общему улью. У их предков царицей улья была откладывающая яйца матка. Полное имя транкса - всегда составное, первый слог в нем обозначает собственно имя, второй - наименование семейства, третий - клана, и четвертый - улья.
Транксы не уступают человеку разумом, более того, они вышли в космос даже раньше людей. Совместно с людьми официально образуют равноправное содружество, во многом напоминающее общую цивилизацию, в которой люди и инсектоиды взаимно дополняют друг друга. Как и люди, транксы живут на множестве планет с похожей на земную атмосферой, в том числе на человеческих, но им больше нравится жаркий влажный климат. Поэтому, например, на Земле они создали населенные колонии в тропических экваториальных областях, взамен отдав людям прохладное и сухое возвышенное плоскогорье на своей главной планете. Их здания преимущественно строятся под землей. Транксы более спокойны и менее эмоциональны, чем люди, отличаются способностью быстро решать логические задачи и принимать решения в сложных ситуациях.
А теперь постараемся разобраться, что здесь не так. Многие взрослые земные насекомые, подобно некоторым другим семействам живых существ, носят прочный наружный покров, к которому изнутри крепятся мышцы и внутренние органы. Он обеспечивает превосходную защиту внутренностей и самого насекомого от повреждений и врагов. В то же время внешний скелет имеет серьезные недостатки. Первый из них - проблема роста, так как сплошной жесткий панцирь, единожды сформировавшись, не дает его носителю возможности увеличиться в размерах. Черепахи, например, решили эту проблему за счет сложной структуры панциря, включающего в себя зоны постоянного роста, но менее продвинутые семейства живого мира не дошли до такого изобретения и вынуждены обходиться меньшим. Медленный рост подобных панцирей не годится для насекомых с их относительно короткой жизнью. Кроме того, панцири с зонами роста строятся не так уж легко, и им нельзя придать все те разнообразные формы, которые можно наблюдать у насекомых. Это значит, что их беспанцирному потомству необходимо как-то дожить до обладания собственной наружной защитой. Различные виды приспособились по-разному. При одном из способов почти весь рост переносится на стадию выводящейся из яйца незащищенной личинки, которая только и делает, что питается и растет. Достигнув определенной величины, личинка перестает есть, впадает в неподвижность и становится куколкой. На этой стадии из личинки и накопленных внутри нее запасов формируется полностью взрослое насекомое, которое через какое-то время выбирается наружу из оболочки. Его цель - не вырасти, а, пользуясь своей защитой, дать жизнь следующему поколению, спарившись с представителем другого пола и отложив множество мелких яиц. Большие потери яиц, личинок и куколок от хищников и других причин компенсируются многочисленностью потомства каждой пары взрослых насекомых. Их максимальный размер зависит от скорости переработки личинкой корма и срока стадии ее развития. Последний должен быть заметно меньше минимальной из двух величин: среднего времени жизни насекомого и длительности благоприятного для выведения сезона, чтобы не прерывался цикл воспроизводства. При неблагоприятных условия личинки многих насекомых могут впадать в спячку.
Несколько иной способ использует ряд общественных насекомых, образ жизни которых допускает определенную специализацию различных членов общества. В их отдельной большой "семье" яйца может откладывать одна самка-матка, которая спаривается раз в жизни с одним из небольшого числа самцов-трутней. Эта матка почти не двигается и не добывает себе еду, а кормится подношениями составляющих большинство населения, не закончивших свое развитие рабочих особей, и по размеру, как правило, намного больше их. Выводящиеся личинки питаются кормом, добываемым не самостоятельно, а теми же рабочими, которые заодно защищают общественное гнездо, матку и потомство. Потери последнего здесь гораздо меньше, поэтому часто вполне достаточно одной матки на гнездо, а откладываемые ею яйца могут быть относительно крупными. У таких насекомых рост набирается как за счет яйца, так и за счет личинки, но максимальный размер ограничен в силу тех же соображений. Взрослые общественные насекомые не растут, точно так же, как прочие, и они тоже мало похожи на своих озабоченных лишь едой личинок.
Вторая проблема внешнего скелета - дыхание его хозяина. Жесткий наружный покров не дает эволюционно сформироваться органам дыхания типа легких, которые время от времени принудительно вентилируются сокращающимися и расслабляющимися мышцами и нуждаются в гибкости. Остается малоэффективный газообмен через отверстия-дыхальца путем взаимной диффузии газов между наружным пространством и внутренним объемом отходящих от дыхалец трахей. Диаметр дыхалец не может быть большим, чтобы не ослаблять панцирь и предоставляемую им защиту, а диффузия идет тем медленнее, чем длиннее узкие трахеи. В итоге этот способ резко ограничивает предельные размеры насекомых, потому что при их увеличении кислород просто перестает доходить до лежащих в глубине тела тканей. Газы диффундируют быстрее при более высокой температуре, поэтому в земных тропиках насекомые достигают большей величины, нежели в средних широтах, но в любом случае не более 30-35 см в длину вместе с крыльями. У насекомых с сегментированным брюшком эффективность дыхания может отчасти повышаться при взаимном смещении сегментов, обеспечивающем некоторый принудительный приток воздуха внутрь тела. Зависимость дыхания от диффузии приводит также к тому, что чем крупнее насекомое, тем больше в среднем вытянуто его тело, тогда как представители мелких видов могут иметь круглую или даже сферическую форму. Подчеркнем, что ограничение дыхания скоростью диффузии зависит лишь от плотности и состава атмосферы, а также температуры в месте обитания и поэтому применимо не только к Земле, но и к любому другому небесному телу. Обычно фантасты изображают условия на пригодных для заселения или уже заселенных людьми экзопланетах как схожие с земными, чтобы не усложнять колонизацию, а это подводит такие планеты под действие указанного ограничения.
Открытая система кровоснабжения насекомых также использует взаимную диффузию, но не газов, а жидкостей, с дополнительным влиянием движений тела, и гораздо менее эффективна по сравнению с закрытой, где кровь нагнетается принудительно. Недостатки открытой системы лишь подчеркиваются при увеличении размеров тела и его вертикальном положении, когда "кровь" с трудом доходит до головы.
Отсюда ясно, что инсектоиды с жестким наружным панцирем не имеют шансов достичь указанных для транксов размеров при обычных для человека условиях. Если в подобных условиях они по каким-то причинам превышают 30-35 см в длину, то с большой вероятностью будут малоподвижными, плохо приспособленными к активной жизни и вряд ли смогут выжить. А при небольших размерах у них нет необходимости в эффективных системах дыхания и кровообращения, без которых крайне сложно развиться разуму, так как органический мозг нуждается в повышенном по сравнению с остальными тканями и более надежном снабжении кислородом и питательными веществами. Поэтому возможность зарождения разума у них практически исключается вследствие тех же проблем роста, дыхания и кровообращения.
Происхождение транксов от общественных насекомообразных с единственной маткой-царицей улья не увязывается с примерно равной численностью их полов, отсутствием рабочих особей, меньшими размерами самок и небольшим размером откладываемых яиц. Дело в том, что описанные способы откладывания яиц единственной маткой в улье (гнезде) или в равной мере всеми самками, составляющими примерно половину популяции, соответствуют двум эволюционно сложившимся крайним типам воспроизводства насекомых. Переход от одного к другому, если и возможен, то лишь при наличии серьезных причин, за большой срок и через множество промежуточных ситуаций. К тому же эволюционное развитие должно останавливаться при достижении транксами разумности, а не поворачивать вспять.
Упомянутое сбрасывание подросткового покрова совершенно невероятно, оно означает неминуемую гибель молодого транкса, потому что к наружному скелету должны крепиться все его внутренности. Если же под ним понимается освобождение от оболочки куколки, то это значит, что существенную часть своей жизни транкс проводит в неразумном состоянии, так как наделять разумом личинок и куколок нет смысла из-за предстоящего им глубокого превращения с образованием совершенно новых органов, включая голову и мозг. В таком случае после стадии куколки транкс выходит наружу полностью сформировавшимся физически, но с умом и навыками новорожденного, и ему требуется еще немало времени, чтобы повзрослеть и стать самостоятельным. Предки транксов должны были при этом полагаться на врожденные инстинкты и неосознанную помощь взрослых, воспитание их разумных потомков может происходить вполне сознательно. Но овладеть всеми навыками взрослого, научиться пользоваться разумом, пройти общее и профессиональное обучение и успеть поработать самостоятельно, и все это за один год после выхода из куколки (Алан Дин Фостер "Звезда сироты") - все же слишком сильное преувеличение и больше подходит малым неразумным насекомым, а не рослым мыслящим транксам. Отсутствие легких у транксов не дает возможности управлять вдохом и выдохом, поэтому описанное автором существование голосовых связок бессмысленно. Не зря же земные насекомые производят звуки совсем другими способами.
Хотя приведенные рассуждения относятся к транксам, почти то же самое можно сказать о многих других случаях описания инсектоидов-исполинов. В них обычно воспроизводятся как раз те особенности земных насекомых, которые на самом деле не позволяют достичь больших размеров и тем более разума. Это полностью относится к гигантским инопланетным насекомым Джека Чалкера в романе "Лилит: Змея в траве" и Роберта Асприна в романе "Боевая элита империи", к представителям развитой иногалактической цивилизации во второй стадии их жизненного цикла (Джеймс Уайт "Космический госпиталь"), к приписыванию разумности другим крупным летающим инопланетным насекомым (Джеймс Уайт "Скорая помощь"), огромным мутировавшим разумным паукам и жукам-бомбардирам, а также другим насекомым (Колин Уилсон, цикл романов "Мир пауков"), мелким представителям жесткокрылых (Алан Дин Фостер "Дар никчемного человека") или ядовитым бабочкам, якобы пользующимся орудиями труда и губящим все человечество (Филип Дик "Разиня").
Несколько по-иному стоит отнестись к описанию больших разумных инсектоидов-эмпатов с планеты Цинрусс (Джеймс Уайт "Космический госпиталь" и последующие романы серии), развивавшихся в условиях малой поверхностной силы тяжести, которая вдесятеро ниже земной. Пониженная гравитация отчасти облегчает полет более крупных крылатых существ, но указанные выше проблемы роста и дыхания насекомообразных с внешним скелетом остаются. Даже более того, сочетание низкой гравитации и атмосферы, примерно схожей с земной, судя по переносимости такими инсектоидами условий "земных" секторов космического госпиталя, не увеличивает скорость взаимной диффузии газов по сравнению с условиями на Земле. Это не позволяет согласиться с автором о возможности существования подобных организмов.
Отдельного рассмотрения заслуживают фантастические жучки-тельфиане (Джеймс Уайт "Космический госпиталь"). Поодиночке они, можно сказать, туповаты, но при объединении десятков и сотен индивидуумов в так называемые психоединства проявляют все признаки высокого разума и даже сумели создать цивилизацию, овладевшую космосом. Тельфиане, в отличие от большинства живых организмов, питаются радиоактивным излучением, поэтому их среда обитания и построенные ими корабли буквально пронизаны таким излучением. Основой этой авторской придумки, возможно, послужила хорошо известная устойчивость земных насекомых к действию проникающей радиации. Ее действие на живые ткани всегда многостороннее, но основной эффект сводится к рождению множества заряженных частиц, приводящих к появлению избытка свободных радикалов. Подобный избыток нарушает тонкий баланс огромного количества жизненных процессов электрохимической природы, в частности, регулируемой выборочной проницаемости мембран большинства клеток, в том числе в органах кроветворения и мозге. Итоговый результат - лучевая болезнь, в тяжелых случаях ведущая к гибели пораженного организма. Поэтому думать о возможности прямого радиоактивного питания живого существа можно, а с реализацией этой идеи на жизни земного типа (или иной органической) все не так красиво: даже самые стойкие насекомые всего лишь выживают под действием радиации, но отнюдь не радуются ей.
Объектами фантазии становятся также громадные разумные пауки (Джеймс Уайт "Двойной контакт", Колин Уилсон, цикл "Мир пауков"). Джеймс Уайт почему-то называет их инсектоидами, хотя земные пауки образуют отдельный отряд подтипа паукообразных, наряду с насекомыми входящего в тип членистоногих. Придуманные им пауки владеют языком и речью, развили аграрную цивилизацию, из дерева, растений и выделений собственных тел строят корабли и планеры, делают сети для ловли рыбы, другие орудия труда, пользуются луками со стрелами, и все это не зная металлов. Автор не указывает точный размер таких пауков, но они больше цинрусскийцев и вчетвером способны без труда нести взрослую женщину в сетке. В это трудно поверить, потому что для пауков действуют те же самые ограничения по предельным размерам, как и для насекомых, из-за аналогичного устройства дыхания по типу диффузионного газообмена через дыхальца и трахеи. Дополнительные по сравнению с насекомыми легочные мешочки пауков дают даже меньший вклад, чем трахеи, и не меняют эти ограничения. В описании операции на внутренних органах раненого паука возражения вызывает истечение из ран крови и лимфы, так как у земных пауков (и насекомых) внутренняя жидкость одна, и это гемолимфа. У них нет также развитой сети кровеносных сосудов, как может показаться из того же описания, есть лишь короткие открытые артерия и вена с примитивным сердцем между ними. Иначе, как с юмором, нельзя относиться к ситуации, когда предводитель пауков сдергивает с плеча лук, чтобы выпустить стрелу. Считать плечевым ближайшее к туловищу сочленение одной из передних конечностей еще куда ни шло, но как место для размещения лука, плечо у земных пауков просто отсутствует из-за их анатомии.
Пауки Колина Уилсона, как и огромные скорпионы, насекомые и растения, возникли в альтернативной истории на Земле вследствие вызванных действием радиации мутаций, в результате которых они приобрели исполинские размеры, разум и возможность телепатически общаться между собой, а также подчинять себе мозг людей. Они властвуют почти всюду на Земле, обитая в оставшихся от человечества зданиях и сооружениях и пользуясь сохранившимися достижениями человеческой цивилизации. Все, что сказано ранее о предельных размерах и возможной разумности насекомых, полностью применимо к ним, как и к паукам Джеймса Уайта.