As a scientist, and also as a human being, I've been trying to make myself susceptible to wonder. I think Jason Webley last night called it "conspiring to be part of the magic." So it's fortunate that my career as a biologist lets me dive deeply into the lives of some truly wondrous creatures that share our planet: fireflies.
Как учёный, да и как человек, я пыталась сделать себя восприимчивой к чудесам. Думаю, Джейсон Уэбли вчера вечером назвал это «сговориться быть частью магии». Какое это счастье, что моя карьера биолога позволяет мне погружаться глубоко в жизнь некоторых действительно удивительных созданий, присутствующих на нашей планете, — светлячков.
Now, for many of you, I know that fireflies might conjure up some really great memories: childhood, summertime, even other TED Talks. Maybe something like this.
Во многих из вас, я знаю, светлячки могут вызвать превосходные воспоминания: детство, лето, даже другие выступления TED. Может, нечто вроде этого.
My seduction into the world of fireflies began when I was back in graduate school. One evening, I was sitting out in my backyard in North Carolina, and suddenly, these silent sparks rose up all around me, and I began to wonder: How do these creatures make light, and what's with all this flashing? Are they talking to one another? And what happens after the lights go out? I've been lucky enough to answer some of these questions as I've explored this nocturnal world.
Моё очарование миром светлячков началось, когда я вернулась в аспирантуру. Однажды вечером я сидела во дворе в Северной Каролине, и вдруг молчаливые искры расцвели вокруг меня, и я заинтересовалась: как эти создания делают свет и что означают эти вспышки? Это они разговаривают друг с другом? Что происходит, когда гаснет свет? Я была достаточно удачлива, чтобы ответить на некоторые из этих вопросов, пока исследовала этот ночной мир.
Now if you've ever seen or even heard about fireflies, then you'll know how magically they can transform our everyday landscape into something ethereal and otherworldly, and this happens around the globe, like this hillside in the Smoky Mountains that I saw transformed into a living cascade of light by the eerie glows of these blue ghost fireflies, or a roadside river that I visited in Japan as it was giving birth to the slow, floating flashes of these Genji fireflies, or in Malaysia, the mangrove trees that I watched blossom nightly not with flowers but with the lights of a thousand — (Bleep! Bleep!) — fireflies, all blinking together in stunning synchrony. These luminous landscapes still fill me with wonder, and they keep me connected to the magic of the natural world.
Если вы когда-нибудь видели или даже слышали о светлячках, то вы знаете, как волшебным образом они могут видоизменять повседневный пейзаж в нечто эфемерное и потустороннее. И это происходит по всему миру, как на вот этих склонах гор Смоуки-Маунтинз, что я видела превращающимися в живой каскад света от жутковатого свечения синих призрачных светлячков; или на берегах реки, которую я посетила в Японии, рождающей медленные, плавающие вспышки светлячков Гэнджи; или в Малазии, в зарослях мангровых деревьев, наблюдаемый мной ночью расцвет не цветов, а огней тысячи — пиу! пиу! — светлячков, вспыхивающих вместе в потрясающей синхронности. Эти светящиеся пейзажи продолжают изумлять меня и поддерживают мою связь с магией природного мира.
And I find it amazing that they're created by these tiny insects. In person, fireflies are charming. They're charismatic. They've been celebrated in art and in poetry for centuries. As I've traveled around the world, I've met many thoughtful people who have told me that God put fireflies on Earth for humans to enjoy. Other creatures can enjoy them too. I think these graceful insects are truly miraculous because they so beautifully illuminate the creative improvisation of evolution. They've been shaped by two powerful evolutionary forces: natural selection, the struggle for survival, and sexual selection, the struggle for reproductive opportunity. As a firefly junkie, the past 20 years have been quite an exciting ride. Together with my students at Tufts University and other colleagues, we've made lots of new discoveries about fireflies: their courtship and sex lives, their treachery and murder. So today I'd like to share with you just a couple of tales that we've brought back from our collective adventures into this hidden world.
Я нахожу удивительным, что они создаются такими крошечными насекомыми. Светлячки очаровательны. Они харизматичны. Их прославляли в искусстве и в поэзии на протяжении веков. Когда я путешествовала по миру, я встречалась со многими мыслящими людьми которые говорили мне о том, что Бог отправил светлячков на Землю, чтобы люди ими наслаждались. Другие существа могут также ими наслаждаться. На мой взгляд, эти изящные насекомые действительно чудесны, ведь они так красиво подсвечивают творческую импровизацию эволюции. Они были сформированы двумя мощными силами эволюции: естественным отбором, борьбой за выживание и половым отбором, борьбой за репродуктивные возможности. Как для «светлячкового наркомана», последние 20 лет были для меня весьма захватывающим приключением. Вместе с моими студентами в Университете Тафтса и другими коллегами мы произвели много новых открытий о светлячках: об их ухаживаниях и сексуальной жизни, об их предательствах и убийствах. Поэтому сегодня я хотела бы поделиться с вами всего парой историй, которые мы привезли из наших коллективных приключений в этот скрытый мир.
Fireflies belong to a very beautiful and diverse group of insects, the beetles. Worldwide, there are more than 2,000 firefly species, and these have evolved remarkably diverse courtship signals, that is, different ways to find and attract mates. Around 150 million years ago, the very first fireflies probably looked like this. They flew during the daytime and they didn't light up. Instead, males used their fantastic antennae to sniff out perfumes given off by their females. In other fireflies, it's only the females who light up. They are attractively plump and wingless, so every night, they climb up onto perches and they glow brightly for hours to attract their flying but unlit males. In still other fireflies, both sexes use quick, bright flashes to find their mates. Here in North America, we have more than 100 different kinds of firefly that have the remarkable ability to shine energy out from their bodies in the form of light. How do they do that? It seems totally magical, but these bioluminescent signals arise from carefully orchestrated chemical reactions that happen inside the firefly lantern. The main star is an enzyme called luciferase, which in the course of evolution has figured out a way to wrap its tiny arms around an even smaller molecule called luciferin, in the process getting it so excited that it actually gives off light. Incredible.
Светлячки принадлежат к очень красивой и разнообразной группе насекомых — жукам. Во всём мире насчитывается более 2 000 видов светлячков, и они развили удивительно разнообразные сигналы ухаживания, то есть, различные способы для поиска и привлечения партнёров. Около 150 миллионов лет назад самые первые светлячки, вероятно, выглядели вот так. Они летали в дневное время и не светились. Вместо этого самцы использовали фантастические антенны, чтобы унюхать запахи, выделяемые самками. У других светлячков только самки могли светиться. Они привлекательно пухлые и бескрылые. Поэтому каждую ночь они поднимаются вверх на ветки и ярко светятся несколько часов, чтобы привлечь летающих, но не светящихся самцов. У других светлячков оба пола использовали быстрые, яркие вспышки, чтобы найти своих партнёров. Здесь, в Северной Америке, мы имеем более, чем 100 различных видов светлячков, обладающих удивительной способностью излучать энергию из тела в виде света. Как они это делают? Это кажется абсолютно волшебным, но эти биолюминесцентные сигналы возникают из тщательно спланированных химических реакций, происходящих внутри светлячка. Главная звезда — фермент, называемый люцифераза, который в процессе эволюции сообразил, как обхватить своими крошечными руками ещё меньшую молекулу под названием люциферин, в процессе так её возбуждая, что она испускает свет. Невероятно.
But how could these bright lights have benefited some proto-firefly? To answer this question, we need to flip back in the family album to some baby pictures. Fireflies completely reinvent their bodies as they grow. They spend the vast majority of their lifetime, up to two years, in this larval form. Their main goal here, like my teenagers, is to eat and grow. And firefly light first originated in these juveniles. Every single firefly larva can light up, even when their adults can't.
Но как эти яркие огни приносили пользу первым светлячкам? Чтобы ответить на этот вопрос, перелистнём назад в семейном альбоме на некоторые фотографии из детства. Светлячки полностью перестраивают свои тела по мере роста. Они тратят бóльшую часть своей жизни — до двух лет — в своей личиночной форме. Их главная цель, как и моих студентов, — есть и расти. И свечение светлячка впервые возникло вот в таких «подростках». Каждая личинка светлячка может загореться, тогда как взрослые особи не могут.
But what's the point to being so conspicuous? Well, we know that these juveniles make nasty-tasting chemicals that help them survive their extended childhood, so we think these lights first evolved as a warning, a neon sign that says, "Toxic! Stay away!" to any would-be predators. It took many millions of years before these bright lights evolved into a smart communication tool that could be used not just to ward off potential predators but to bring in potential mates. Driven now by sexual selection, some adult fireflies like this proud male evolved a shiny new glow-in-the-dark lantern that would let them take courtship to a whole new level. These adults only live a few weeks, and now they're single-mindedly focused on sex, that is, on propelling their genes into the next firefly generation. So we can follow this male out into the field as he joins hundreds of other males who are all showing off their new courtship signals. It's amazing to think that the luminous displays we admire here and in fact everywhere around the world are actually the silent love songs of male fireflies. They're flying and flashing their hearts out. I still find it very romantic.
Но какой в этом смысл — быть настолько заметным? Мы знаем, что эти несовершеннолетние производят неприятные на вкус химические вещества, помогающие им выживать в течение продолжительного детства, поэтому мы считаем, что эти огни впервые появились в качестве предупреждения, неоновой вывески, которая говорит: «Токсично! Держитесь подальше!» — любым потенциальным хищникам. Потребовалось много миллионов лет для того, чтобы эти яркие огни превратились в умный инструмент коммуникации, используемый не только для отпугивания потенциальных хищников, но и для привлечения потенциальных партнёров. Движимые половым отбором, некоторые взрослые светлячки, например, этот гордый самец, развили блестящий новенький фонарь, светящийся в темноте и позволяющий им поднять ухаживания на совершенно новый уровень. Эти взрослые живут только несколько недель, они полностью сосредоточены на сексе, то есть, на продвижении своих генов в следующее поколение светлячков. Так что мы можем проследить за этим самцом, как он присоединяется к сотням других самцов, демонстрирующих свои новые сигналы ухаживания. Удивительно думать, что свечение, которым мы восхищаемся, здесь и, фактически, во всём мире на самом деле — молчаливые песни о любви самцов-светлячков. Они летают, поблёскивая своими сердцами. Я всё ещё нахожу это очень романтичным.
But meanwhile, where are all the females? Well, they're lounging down below surveying their options. They have plenty of males to choose from, and these females turn out to be very picky. When a female sees a flash from an especially attractive male, she'll aim her lantern in his direction, and give him a flash back. It's her "come hither" sign. So he flies closer and he flashes again. If she still likes him, they'll strike up a conversation. These creatures speak their love in the language of light.
А между тем, где все самки? Они, развалившись внизу, изучают возможные варианты. У них есть много самцов для выбора, и эти самки оказываются очень требовательными. Когда самка видит вспышку от особенно привлекательного самца, она нацеливает свой фонарь в его сторону и даёт ему ответную вспышку. Это её сигнал «иди сюда». Он летит ближе, снова вспыхивает. Если он всё ещё нравится ей, они начинают общение. Эти существа говорят о своей любви на языке света.
So what exactly do these females consider sexy? We decided to conduct some firefly opinion polls to find out. When we tested females using blinking LED lights, we discovered they prefer males who give longer-lasting flashes. (Laughter) (Applause) I know you're wondering, what gives these males their sex appeal? Now we get to see what happens when the lights go out.
Что же именно самки считают сексуальным? Для этого мы решили провести опросы общественного мнения некоторых светлячков. Когда мы тестировали самок с помощью мигающих светодиодов, мы обнаружили, что они предпочитают самцов, дающих более продолжительные вспышки. (Смех) (Аплодисменты) Я знаю, вам интересно, что же даёт этим самцам их сексуальную привлекательность. Теперь мы увидим, что происходит, когда гаснет свет.
The first thing we discovered is that once a male and female hook up like this, they stay together all night long, and when we looked inside to see what might be happening, we discovered a surprising new twist to firefly sex. While they're mating, the male is busy giving the female not just his sperm but also a nutrient-filled package called a nuptial gift. We can zoom in to look more closely inside this mating pair. We can actually see the gift — it's shown here in red — as it's being passed from the male to the female. What makes this gift so valuable is that it's packed with protein that the female will use to provision her eggs. So females are keeping their eyes on this prize as they size up potential mates. We discovered that females use male flash signals to try to predict which males have the biggest gifts to offer, because this bling helps the female lay more eggs and ultimately launch more of her own offspring into the next generation.
Первое, что мы обнаружили: как только самец и самка разворачиваются вот так, они остаются вместе всю ночь напролёт. Когда мы заглянули внутрь, чтобы увидеть, что может происходить, мы обнаружили удивительный новый поворот в сексе светлячков. В то время как они спариваются, самец занят отдачей самке не только своей спермы, но и комплекса питательных веществ, называемого брачным подарком. Можно увеличить, чтобы ближе рассмотреть эту спаривающуюся пару. Можно увидеть подарок — это показано здесь красным — в процессе передачи от самца к самке. Таким ценным этот подарок делает то, что он снабжен протеином, который самка будет использовать для пропитания её яиц. То есть самки кладут глаз на этот приз, пока оценивают потенциальных партнёров. Мы обнаружили, что самки используют сигналы самцов для предсказания, какие самцы могут предложить подарки побольше, ведь эта цацка помогает самке отложить больше яиц и, в конечном итоге, отложить больше потомства в следующем поколении.
So it's not all sweetness and light. Firefly romance is risky. For the most part, these adult fireflies don't get eaten because like their juveniles they can manufacture toxins that are repellent to birds and other insectivores, but somewhere along the line, one particular group of fireflies somehow lost the metabolic machinery needed to make their own protective toxins. This evolutionary flaw, which was discovered by my colleague Tom Eisner, has driven these fireflies to take their bright lights out into the night with treacherous intent. Dubbed "femme fatales" by Jim Lloyd, another colleague, these females have figured out how to target the males of other firefly species. So the hunt begins with the predator — she's shown here in the lower left — where she's sitting quietly and eavesdropping on the courtship conversation of her intended prey, and here's how it might go. First the prey male flashes, "Do you love me?" His own female responds, "Maybe." So then he flashes again. But this time, the predator sneaks in a reply that cleverly mimics exactly what the other female just said. She's not looking for love: she's looking for toxins. If she's good, she can lure this male close enough to reach out and grab him, and he's not just a light snack. Over the next hour, she slowly exsanguinates this male leaving behind just some gory remains. Unable to make their own toxins, these females resort to drinking the blood of other fireflies to get these protective chemicals. So a firefly vampire, brought to you by natural selection.
Но это ещё не все сладости и свет. Роман светлячков очень рискованный. По большей части, эти взрослые светлячки не были съедены, потому что так же, как и их личинки, они могут производить токсины, отпугивающие птиц и других насекомоядных. Но где-то по ходу дела одна группа светлячков как-то потеряла метаболический механизм, необходимый для производства собственных защитных токсинов. Этот эволюционный недостаток, который был обнаружен моим коллегой Томом Эйснером, заставил этих светлячков предательски убрать свой яркий свет в ночи. Названные «роковыми самками» Джимом Ллойдом, другим моим коллегой, эти самки определили, как привлекать самцов других видов светлячков. Охота начинается с хищника — она показана здесь в левом нижнем углу — где она спокойно сидит и подслушивает ухаживания её предполагаемой добычи, и вот как это может пойти. Сначала мигает жертва-самец: «Ты меня любишь?» Его самка отвечает: «Может быть». Тогда он снова мигает. Но на этот раз хищник вклинивается в ответ, ловко имитируя всё только что сказанное другой самкой. Она не ищет любовь — она ищет токсины. Если она убедительна, то может заманить этого самца довольно близко, чтобы схватить его. Он не просто лёгкая закуска. В течение следующего часа она медленно выпивает самца, оставив только некоторые кровавые останки. В отсутствии возможности создать свои собственные токсины, эти самки прибегают к питью крови других светлячков, чтобы получить эти защитные химические вещества. Светлячок-вампир появляется путём естественного отбора.
We still have a lot to learn about fireflies, but it looks like many stories will remain untold, because around the world, firefly populations are blinking out. The main culprit: habitat loss. Pretty much everywhere, the fields and forests, the mangroves and meadows that fireflies need to survive, are giving way to development and to sprawl.
Мы ещё много чего не знаем о светлячках, но, похоже, много историй останется нерассказанными, потому что в мир популяции светлячков перестаёт мерцать. Главный виновник — потеря среды обитания. В значительной степени повсюду: поля и леса, мангровые леса и луга, необходимые светлячкам для выживания, уступают развитию и застройке.
Here's another problem: we've conquered darkness, but in the process, we spill so much extra light out into the night that it disrupts the lives of other creatures, and fireflies are especially sensitive to light pollution because it obscures the signals that they use to find their mates.
Ещё одна проблема: мы завоевали тьму, но в процессе, разливаем так много дополнительного света в ночи, что он нарушает жизнь других существ, а светлячки особенно чувствительны к световому загрязнению, потому что оно искажает сигналы, которые они используют для нахождения партнёров.
Do we really need fireflies? After all, they're just one tiny bit of Earth's biodiversity. Yet every time a species is lost, it's like extinguishing a room full of candles one by one. You might not notice when the first few flames flicker out, but in the end, you're left sitting in darkness. As we work together to craft a planetary future, I hope we can find a way to keep these bright lights shining.
Нужны ли нам светлячки? В конце концов, они просто одна частичка биоразнообразия Земли. Тем не менее, каждый раз, когда вид теряется, угасает свеча в комнате, полной свечей — одна за другой. Можно не заметить, когда первые несколько свечей перестанут гореть, но, в конце концов, остаёшься сидеть в темноте. В процессе совместной работы над разработкой будущего планеты, надеюсь, мы сможем найти способ, чтобы эти яркие огни продолжали дарить нам свет.
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)