Парадоксально, но нынешний герой не был ни физиком, ни химиком, ни медиком, ни физиологом, ни молекулярным биологом. Нечастая история среди нобелевских лауреатов, даже среди лауреатов премии по физиологии или медицине. Его специальность — этология, наука о поведении животных, а тема — поведение пчел. Впрочем, открытие в биохимии поведения он тоже совершил, одним из первых обнаружив новый функциональный класс соединений — феромоны. Итак, Карл фон Фриш.
Нобелевская премия по физиологии и медицине 1973 года, без сомнения, уникальна для этой номинации. Награждение Карла фон Фриша, Конрада Лоренца и Николааса Тинбергена — этологов, зоологов — небывалое событие. Таким неожиданным выбор не был ни после, ни до — хотя похожей сенсации можно было ждать между 1915 и 1938 годами, когда на нобелевку 32 раза номинировали «хулигана» Зигмунда Фрейда. Но и этого не случилось. Хочется отметить еще один важный для автора лично момент. Карл фон Фриш — один из нескольких нобелевских лауреатов, предопределивших его судьбу. Его книга «Из жизни пчел», выпущенная в СССР тогда, когда мне было всего пять лет, подтолкнула меня к науке. Кстати, на момент выхода труда в СССР Фриш был еще жив, а ведь впервые «Из жизни пчел» увидел свет аж в 1927-м, — поистине книга века! «Жизнь пчел подобна волшебному колодцу. Чем больше из него черпаешь, тем обильнее он наполняется», — это из седьмого издания.
Карл фон Фриш родился в Вене, в семье ученых. Его отец, Антон фон Фриш, был урологом, профессором Венского университета. Часто можно встретить «полное» имя Антон Риттер фон Фриш, но «риттер» — это аналог английского Knight, то есть «рыцарь», что просто говорит о благородном титуле. Так или иначе, Антон фон Фриш был заметной величиной в академическом мире и прославился тем, что идентифицировал возбудителя риносклеромы — гранулематозного заболевания носа. Не подкачала и мать будущего лауреата, Мария Экснер, дочь известнейшего австрийского философа и реформатора школьного образования Франца Серафина Экснера. Но можно почти и глубже: бабушка Карла по матери, Шарлотта Дузензи, принадлежала к одной из самых влиятельных семей Австро-Венгрии, а четверо ее сыновей выросли уважаемыми и известными людьми. Так, младший брат Марии Франц Серафин стал известным физиком, спектроскопистом и ректором Венского университета. В семье Марии и Антона фон Фришей тоже было четыре сына (Карл — младший), и все стали профессорами. Карл с детства любил возиться с букашками и травинками, благо жила семья профессора фон Фриша за городом, на озере Вольфганг. Пишут, что будущий нобелиат даже печатался в различных натуралистических журналах. Учился мальчик в «Шоттенгимназиуме» — подобии средней школы при бенедиктинском монастыре в Вене.
Главной мечтой Карла в те годы было окончить школу и удрать куда-нибудь с научной экспедицией: исследовать животных, открывать новые виды… Разумеется, папа был против. Папа хотел, чтобы все дети стали профессорами, медиками. А разве можно стать профессором в экспедиции? Пришлось Карлу идти в медицинскую школу Венского университета, тем более что там уже работал один из многочисленных ученых родственников, дядя Зигмунд, брат мамы. Между прочим, выдающийся физиолог, ученик Гельмгольца и автор одного из первых руководств по микроскопии. Так что Карлу пришлось вплотную заняться изучением распределением пигмента в зрительных клетках жуков, бабочек и креветок. Впрочем, вскоре юный Фриш все равно сбежал — в Зоологический институт Мюнхенского университета, где занялся этологией, наукой о поведении. Поработав здесь под началом известного зоолога Рихарда фон Гертвига, он вернулся в Венский университет, где защитил степень доктора философии. И вот здесь мы задержимся: его диссертация очень любопытна.
Рихард Гертвиг
В начале XX века считалось, что ни рыбы, ни беспозвоночные цветовым зрением не обладают. Однако фон Фриш сумел натренировать рыбок-гольянов по-разному реагировать на различные цвета. На этой почве у молодого ученого случилась громкая ссора с опытным и авторитетным офтальмологом Карлом фон Гессом, который результатам этим не доверял и пытался дискредитировать работу фон Фриша. Впрочем, Фриш рассудил философски: чем громче нападает на него фон Гесс, тем лучше, ведь благодаря поднятому шуму больше ученых узнают о его работе. В результате он не сомневался. Но рыбы — это рыбы. А как насчет беспозвоночных? Будучи дарвинистом, фон Фриш понимал: у пчел цветное зрение должно быть наверняка, ведь их пища — в цветках…
В 1912 году ученый возвращается в Мюнхен и начинает первые эксперименты с насекомыми. Впрочем, доказать, что пчелы в принципе способны различать цвета, оказалось достаточно просто. Приманку помещали на квадрат определенного цвета, и вскоре насекомые садились на него и без приманки, безошибочно находя среди квадратов других цветов, даже если их меняли местами. А дальше началась война, и всем стало не до пчел. У Карла фон Фриша было слабое зрение, потому линия фронта ему не грозила. Однако медицинское образование было не утаить, и до 1919 года ученый работал врачом в военном госпитале близ Вены. Именно в этот период он женился на медсестре и художнице Маргарет Мор, которая вскоре стала любимым иллюстратором сборников его лекций. А когда война отгремела, фон Фриш вернулся в институт, и уже через несколько месяцев сделал открытие. 54 года спустя оно принесло ему Нобелевскую премию.
Исследователь пометил несколько рабочих пчел краской и проследил за их поведением по возвращении в улей. Предоставим слово самому Карлу фон 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 кормежки <...> Это было, как я думаю, самое важное наблюдение в моей жизни, во всяком случае, имеющее самые далеко идущие последствия». Танцу пчел Фрищ посвятил всю оставшуюся жизнь и стал первым человеком, расшифровавшим «язык» другого вида. Он заметил, что, если пища близко, насекомое будет выписывать круг, а если далеко (дальше 85 м) — восьмерку. Выяснил, что танцем пчелы передают координаты источника пищи, указывая угол между направлением на него и Солнцем. Обнаружил, что при переменной облачности пчелы ориентируются по плоскости поляризации света от просветов чистого неба.
Помеченные краской пчелы позволили открыть их средства общения — танец и феромоны
Впрочем, эти этологические наблюдения не помешали фон Фришу сделать важное открытие и в химии пчелиной жизни. Он обнаружил у пчел феромоны, органические вещества, которые выделяются железами «королевы-матки» и регулируют поведение рабочих пчел и трутней, а также сигнализируют об опасности. Сейчас известно достаточно много феромонов пчел, основными из них считаются транс-9-кето-2-дециновая кислота, запускающая стерилизацию рабочих пчел, и транс-9-окси-2-дециновая кислота, регулирующая роение. Но на пчелах все никак не остановилось: в последней трети XX века были открыты сотни феромонов, регулирующих жизнь и поведение множества животных, включая людей. Впрочем, чтобы дождаться признания и присуждения Нобелевской премии, Фришу пришлось прожить долгую жизнь. 87-летний ученый, увы, не смог присутствовать на церемонии, и награду принимал его сын. А представлявший номинантов профессор Берг Кронхольм сказал: «Поведение животных завораживало человека с незапамятных времен, об этом свидетельствуют мифы, сказки, басни. Однако человек слишком долго пытался понять его на основе своих собственных представлений, на основе своего собственного образа мыслей, чувств и действий». Пока не появился Фриш — и два других лауреата необычной Нобелевской премии по медицине и физиологии 1973 года.
Танец пчел – несложно закодированное послание о месте нахождения пищи
Закончить рассказ о великом Карле фон Фрише хотелось бы цитатой из… предисловия к первому изданию его книги «Из жизни пчел». Цитатой, которую стоит запомнить любому исследователю. «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».