Текст книги "Четырехкрылые корсары"

Автор книги: Иосиф Халифман

сообщить о нарушении

Текущая страница: 22 (всего у книги 25 страниц)

Глава 37

О некоторых переменах в исследовательской технике энтомологов и о том, что такое 1/64 секунды

Переведем на этом месте дыхание и, еще раз оглянувшись на прошлое науки об осах, попробуем сравнить век нынешний и век минувший. Поучительные обнаруживаются параллели.

Почти через сто лет после Жана-Анри Фабра, проводившего наблюдения над жизнью разных одиночных ос, сначала в окрестностях Авиньона, затем недалеко от Оранжа, изучение уже не одиночных, а общественных ос развернул молодой соотечественник Фабра – Гюбер Монтанье, энтомолог из университета в Нанси.

Фабр в иные дни с рассвета до заката просиживал то на корточках, то на коленях под огромным холщовым зонтом или, растянувшись на животе и упершись подбородком в кулаки, не сводил прищуренных глаз с крошечного участка неровной почвы, где не сразу и рассмотришь ход, ведущий к запрятанным в подземелье норкам со зреющим в ячейках расплодом – личинками и куколками.

Монтанье, учтя особенности общественных веспа, большую часть работы проводил в лаборатории: с весны до осени жили у него осы в зарешеченных клетках, жили на сотах, с которых удалена оболочка, делающая невозможным непосредственное наблюдение в природных условиях. Нужную температуру здесь поддерживает простенький электрокондиционер.

Во времена, когда Фабр начинал исследования, фотографическая техника была беспомощна и примитивна, а каждый снимок так дорог, что представлял не всем доступную роскошь.

Ученому было уже под 60, он уже переехал в знаменитый ныне «Гармас» в Сериньяне, где провел последние 30 лет жизни, когда его самого впервые сфотографировал гость из Парижа.

Насекомых же фотографировать начали лишь в начале XX века. И даже лучшие снимки тех времен – это не больше чем общий внешний вид неподвижной личинки, гусеницы, куколки, взрослого имаго, разумеется, на контрастном фоне.

В лаборатории факультета в Нанси одним из главных средств исследования стала уже не фотография, а киносъемка.

Камера аппарата ускоренной съемки оснащена и специальными осветительными приборами, и телескопическими насадками. Осы снимаются в цвете, не на искусственно подобранных контрастных фонах, а в самой что ни на есть естественной обстановке – на сотах. Лампы отставлены на метр от места съемки, так что температура на соте не превышает 30° и осы спокойны.

Примерно по 150 рабочих ос в каждом из гнезд, выделенных для съемок, несут на груди цветную метку, полученную в момент выхода из ячейки. С таким номером (красная или зеленая точки или полоса на груди) насекомые ведут себя вполне естественно.

Уточним обстановку далее. Фабр не отводил взора с крошечного участка почвы, где затерялся ход в гнездо. По данным наблюдений за входом, дополняемым впоследствии новыми поисками, новыми находками, ученый в конце концов получает представление о том, как протекает жизнь насекомого

Монтанье занимался не всей вообще естественной историей ос, а одной ее страницей. Он изучал процесс обмена кормом между молодыми и старыми рабочими (возраст их известен благодаря цветным меткам ка спинке), между рабочими осами и маткой, между рабочими осами и самцами, между взрослыми осами и личинками, точно так же, как и встречный обмен между личинками и осами разных групп.

Короче, Монтанье изучал кормовые контакты, а они, как ход, ведущий с поверхности земли в глубину, к гнезду, к сотам, позволили исследователю проникнуть в тайная тайных, хорошо рассмотреть наиболее замаскированные стороны жизни осиной семьи.

Размаскировать события, протекающие на сотах перед объективом кинокамер, как раз и помогла скоростная съемка: 64 кадра в секунду.

Конечно, 64 кадра – это совсем не то, что 4 тысячи кадров в секунду. Конечно, советская исследовательница Бочарова-Месснер – о ее работах шла речь выше – пользовалась неизмеримо большими скоростями. Но для того процесса, который изучал Монтанье, сверхскоростная киносъемка и не нужна. А обычная скоростная принесла обильный урожай новых данных.

Самое начало 1900-х годов… Сын Фабра – Поль под наблюдением отца пробует снимать первые киноленты, в которых будут показаны живые насекомые. «Синематограф» – так он тогда назывался – поступает на вооружение энтомологии…

Бочарова-Месснер рассматривала время как бы в ультрамикроскоп. Монтанье вполне устраивала лупа времени.

Раскройте-ка наугад книгу и, сверившись по часам с секундной стрелкой, прочитайте бегло несколько строк из текста, но только без цифр. Затем, отметив время, когда чтение закончено, подсчитайте, сколько печатных знаков содержит прочитанный отрывок. Простое деление покажет, что на одну секунду приходятся не более полутора десятков прочитанных печатных знаков. Значит, за одну шестьдесят четвертую секунды взгляд не успевает зарегистрировать даже трети одной буквы, практически мы не получаем за этот миг никакой полезной информации. Если наблюдать перемещение любого предмета или существа, то, как и при чтении, за такую долю секунды наблюдатель практически ничего не заметит, для него ничто не изменится, все останется неподвижным. Съемка со скоростью всего 64 кадра в секунду показала: эта неподвижность мнимая.

Просматривая затем ленту в нормальном, а если надо, в замедленном темпе, удается обнаружить подробности, которые для самого пристального и проницательного взгляда неуловимы.

Автор этих строк видел киноленты Монтанье. В них серии снимков чередуются с цветными мультипликационными вставками, воспроизводящими в схеме суть и механизм кормовых контактов. Хорошо видна последовательность движений каждой части ротового устройства: правой и левой жвалы, губ, щупиков, язычка, перемещение обоих усиков, передних ножек, взаимодействие этих частей при встрече двух насекомых.

Эти вставки из мультипликаций похожи на цветные витражи. Они калейдоскопически пестры и лишены всякой симметрии, а составляющая их мозаика сразу в нескольких участках непрерывно перестраивается. Хотя смена кадров в десятки раз медленнее, чем на самом деле, диктор не поспевает со своими пояснениями, торопится, захлебывается, не всегда договаривает слова, словно увлекшийся комментатор с хоккейного матча, когда он пробует в рассказе следить и за шайбой, и за игроками, и за судьями.

1977 год… Выросла оснащенная новейшими достижениями микрофотографии, скоростной и сверхскоростной съемки научная кинематография. Часто требуется многократно усиленное освещение, которое порождает температуру, убивающую насекомое. Но трудности преодолеваются, и новая мощь исследовательской техники открывает для энтомологии новые пласты фактов и знаний.

Вот когда еще раз осознаешь, как неудовлетворительны все описания и как сложна организация живой системы. Здесь нет ничего сколько-нибудь похожего на взаимодействие зубцов в шестернях или кулачков в машинах, когда согласованные силы маятника и пружины вращают связанные колесики. Не случайно, описывая перемещения ротовых частей ос, Монтанье прибегает к терминам, заимствованным из науки об электричестве, о полупроводниках. Он говорит о полях, о контактах, о напряжении, о реле…

…Кишение множества черно-желтых созданий. Они снуют во всех направлениях, сталкиваются, расходятся, переползают друг через друга, обмениваются в спешке дрожащими ударами скрещенных усиков и их поглаживанием…

Рабочие осы первого поколения, воспитываемые маткой-основательницей, почти вдвое меньше, чем выкормившая их мать. Матка осы вульгарис и ее первая воспитанница сфотографированы с одинаковым увеличением.

Именно из этого хаоса Монтанье выделил отдельные движения и даже определил их суть, значение, назначение. Он внимательнейше проанализировал каждый кадр кинолент в естественной последовательности, особо следя за положением частей ротового устройства. Многие тысячи кадров, скрупулезно рассортированных, предоставили исследователю материал для выводов.

…Только что отведенный в сторону кончик одного усика и в то же время чуть поднятый кверху ротовой щупик одновременно с прикосновением кончика язычка, а также и другие одномоментно совершающиеся смешения частей ротового устройства и усиков одной осы, а также вызванные ими изменения позы и мимики – положения частей «лица» – ее партнерши – все может быть переведено на человеческий язык. Это, оказывается, целый диалог. Такой обмен информацией можно расшифровать примерно так:

Оса просящая. Касаясь осязательных органов в области жвал, жду от тебя в ответ отрыжку корма.

Оса отдающая. А я отвожу антенну в межжвальную область и пробую прикоснуться к твоим антеннам.

Оса П. Ладно, принимаю сигнал, антенну убираю.

Оси О. Раз тебе ясно, в чем дело, могу убрать и свою антенну. Ну что, теперь довольно? Но не пора ли прекратить контакт – у меня в зобике скоро ничего не останется.

Оси П. Еще чего! Я снова включаю все мои поощрительные воздействия, чтоб получить добавку.

Оса О. Ни в коем случае! Удерживаю твою антенну, у меня нет выхода. Мои запасы исчерпаны.

Куколки ос, дозревающие в ячейках.

Каждая реплика и диалоге, надо думать, еще короче, еще лаконичнее. В передаче и приеме контактов участвует вся зона ротовых устройств, четыре антенны, передние ножки, наконец, системы, передающие распорядительные команды к зону мышц, управляющих действием двух зобиков, пищеводов, целой дюжины ножек.

В натуре все еще сложнее, чем выглядит в описании, так как на ход его влияют и возраст насекомого, и его отношение к остальным членам семьи, и отношение членов семьи к данной осе.

Несмотря на что, Монтанье убедился: обильное кормление ос быстро увеличивает количество рабочих, подолгу дремлющих на сотах. Их жвала полураскрыты, – между их зубцами поблескивает капля корма. Это до отвала пресытившиеся фуражиры.

Раньше или позже две-три рабочих осы приближаются к такому фуражиру, и чем больше ос вокруг него соберется, тем с большим возбуждением и жадностью пьют они корм из его раскрытых жвал. При этом, когда к О приблизилась лишь одна П, ей удается сосать корм больше минуты, но если соберется три-четыре, ни одна не получает корм дольше тридцати секунд.

Только что описанная пассивная отдача корма существенно отличается от других активных форм отдачи корма, исследованием которых вскоре занялись в Нанси.

О том, что осы-сестры делятся кормом, было известно уже Аристотелю. Прошло немало времени, пока уточнили, что обменивающиеся кормом осы ведут себя по-разному. Позы просящей и отдающей корм существенно отличаются. На снимке – сценка, которую можно наблюдать на кровле или на оболочке осиного гнезда: справа – просящий, слева – отдающий корм шершни.

Глава 38

Об опытах с «переодетыми» осами и о том, что можно узнать благодаря осиным маскарадам

Здесь мы вслед за Монтанье вступаем в область сплошных неожиданностей, где нас на каждом шагу подстерегает удивительное, похожее на сказочный мирок, на мир зыбкий и вместе устойчивый, неизменный и вместе непрерывно перестраиваемый, хаотический и все же подчиненный жестким законам видового уклада.

Естественное гнездо упрятано в многослойную, бумагоподобную хрупкую скорлупу, и под ее покровом в полумраке темных этажей, разделяющих соты, спрессованные из бумагоподобной массы, во всех направлениях снуют сотни созданий, сталкиваясь со встречными или на мгновение замершими сестрами, поддерживая между собой связь с помощью своих, не знающих покоя длинных двенадцатичлениковых антенн, шевелящихся на куполе головы.

Но зрение, крупные фасетчатые глаза и три простых глазка на темени, не помогает осам ориентироваться в гнездовой толчее.

Когда Монтанье изымал из гнезд по нескольку ос, надевал им на голову маски, изменяющие облик ос, и сразу возвращал домой, то, хотя даже родная мать не узнала бы в этих осах своих дочерей, такой карнавал не оказывал влиянии на жизнь гнезда.

Осы в масках вступали с сестрами в обычные контакты, свободно и независимо от того, была ли вторая оса тоже в маске или в натурально затрапезном виде. Когда из нескольких гнезд были отобраны по полтора десятка ос, которым залили глаза черным лаком, то есть, по сути дела, ослепили, то оперированные поначалу сторонились остальных. Но затем они пообвыкли… И все же некоторые изменения обозначились: слепые стали несколько более робки, держались так, словно их понизили в чине и звании: уже не все сестры, прежде беспрекословно кормившие их, теперь отдавали им корм. Сами же они становились главным образом просящими (П) и входили в контакт с заметно меньшим числом членов семьи.

Так открылся в действии незримо существующий для каждой отдельной семьи внутренний ее строй, нечто вроде каркаса отношений, связывающих множество насекомых в органическую цельность. Каркас поддерживает пирамиду, в которой отдельные осы по разным причинам могут меняться местами на лестнице, где есть и верхние и нижние ступени и переходы между ними.

Как же удалось нащупать эту практически не осязаемую пирамиду, увидеть это практически невидимое внутреннее строение осиной семьи?

В полтора десятка трехсекционных клеток АБВ поселены: в В – кормилицы, получающие меченный золотом мед, в А, слева – их родные сестры, к В, справа – рабочие осы из чужого гнезда. Осы из секции Б кормили ос через отверстия в плексигласовых перегородках. Через 20 часов проверены обитатели всех секций. Оказалось: родные сестры в секции А получили от кормилиц из Б в три с лишним раза больше меда, чем чужие В.

Опыт повторили в клетках вдвое более просторных, и здесь еще отчетливее подтвердилось: рабочие осы отличают сестер от чужих; сытые отдают сестрам корм охотнее, чем чужачкам.

Какие же органы помогают осам производить различение?

Очередные серии трехсекционных клеточек АБВ заселены осами. Измерение радиоактивносги свидетельствует: осы опознают своих по запаху, по окружающему их головы душистому нимбу. Обоняние – вот чувство, руководящее осою. Обонятельные поры на антенных усиках – вот орган, с помощью которого выявляются «несвои».

Но не одно обоняние, а и обмен информацией, сам ход контакта.

Монтанье сконструировал чучело осы. Отстриженная голова «побрита», под корень срезанные усики заменены двумя кусочками стальном проволоки примерно того же сечения, что и антенны. В движение они приводятся через электрогенератор низких частот, связанный с телефонной мембраной. Стоит приблизить электрифицированное чучело к живой осе, и та прикасается усиками к металлическим антеннам. Если заменители усиков неподвижны, оса теряет интерес к макету головы, когда же усик чуть опускается, вроде наступая на осу, та занимает оборону, затем бросается в атаку, вцепляется в фальшивый усик ножками, впивается в него жвалами. Стальная антенна может нацеливаться и в створ челюстей живой осы, и тогда та разводит жвалы и в ответ на продолжающееся шевеление металлического усика выжимает из себя каплю корма.

Впрочем, шевеление проволочки оказывает действие лишь при некоторых низких частотах и длится секунды.

Дольше вымогать корм с помощью чучела не удавалось. Это могут лишь живые осы, действующие и усиком и частями ротового устройства. В других исследованиях испытывались живые осы с отстриженным брюшком. Оставалась голова и грудь с крыльями и ножками. Такой огрызок создания участвовал в кормовых контактах, снова подтверждая существование пирамиды кормовых отношений в семье.

Одни осы не отвечали на домогательства корма со стороны других, третьи, едва почувствовав прикосновение чужой антенны, склоняли голову, даже прилегали на бок и, раскрыв жвала, изъявляли готовность отдать каплю корма. А если к такой послушной осе приближается голова осы с отстриженным брюшком и они соприкасаются жвалами, капля отрыгнутого корма, выпитая оперированной, тут же просачивается из сечения. Энтомологический вариант россказней барона Мюнхаузена о том, как он поил разрубленную лошадь, а вода хлестала из разреза пищевода!

Склоненная голова, прилегание на бок – так выражается готовность осы поделиться кормом, это – первое свидетельство подчиненности ее положения. Постучавшаяся же усиком прямостоящая оса занимает в пирамиде отношений более высокое место.

Но в описанных до сих пор комбинациях участвовали только осы с целыми усиками. А были еще десятки опытов, когда отстригали один или оба усика частично или целиком. Удаление первых четырех члеников не влияло на способность ос вступать в контакт и в роли О и в роли П.

Если усики отстригали у осы, покинувшей ячею около суток назад, она навсегда выключалась из семейного обмена. Осы с удаленными шестью члениками получали корм только от перегруженных фуражиров, пассивно отдающих свою каплю, или от самых молодых, только что вышедших из ячеи, или, наконец, от занимающих в семье самое низкое положение.

Каждому со школьных лет известна пушкинская поэма, воспроизведенная в опере М. И. Глинки, а позже и на киноэкране… Руслан, отправившись ни поиски Людмилы, похищенной Черномором, едет через степь и «чудо видит пред собою. Найду ли краски и слова? Пред ним живая голова…». То поэтическая фантазия. А вот и научная быль: схема опыта, в котором Монтанье сумел отделенную от тела голову осы (ее усики-антенны заменены тонкими стальными нитями) вступать в беззвучные, но содержащие сигнальное значение контакты с живой осой. Генератор низких частот связан с электромагнитом, провода от него подведены к голове. Управляя работой генератора. Монтанье заставляет «электрифицированные» усики-антенны двигаться и вызывает ответные реакции осы. Репертуар их небогат, но осе же, если осмелиться перефразировать Пушкина применительно к опыту Монтанье, можно сказать: «И электрическая сила здесь жизни дух восстановила».

Глава 39

О невидимой пирамиде отношений между осами в семье и о грамматике их антенно-щупикового словаря

На предыдущих страницах не раз упоминалась некая пирамида отношений, которая сплачивает членов осиной семьи в живую целостность.

Мы уже видели, как молодая оса выбирается из ячеи сота, на котором нет ни одной взрослой сестры. Выход на свет дается здесь осе непросто, требует времени и сил.

Иначе развертывается это событие на соте, покрытом (снизу) снующими (вверх ногами) рабочими.

Закончившая развитие оса, прорезав изнутри ячею и отжав головой армированный шелком бумажный лепесток крышки кокона, сразу получает помощь: старшие сестры пробуют кормить новенькую, вводя жвалы между ее жвал и передавая на язычок каплю подкрепляющей отрыжки.

Кормление выходящих из ячеи ос прослежено на сотнях кинокадров. Старшая побуждает молодую принять корм, для чего возлагает на нее ножки, отводя уже выпростанные из ячеи усики и ножки.

Если старшая была предварительно покормлена позолоченным медом, молодая выходит из ячеи с зарядом изотопа.

В роли О выступают чаще всего фуражиры, принесшие новое продовольствие и отдающее его любой осе, лишь бы та не отказалась принять подкормку. Эти фуражиры и составляют основание пирамиды, о которой шла речь. Но выходящих из ячеи новеньких подкармливает любая достаточно сытая оса. Похоже, к самым молодым, покидающим ячею осам сестры относятся еще как к растущим личинкам. Но едва новенькая вышла на нижнюю поверхность сота и попала в гущу гнездовой толчеи, к ней немедля приближается одна из старших и начинает облизывать и очесывать хитин. «Обряд» не лишен физиологического содержания: старшая сестра облачает молоденькую к душистое платье, присущее осам данной семьи, разное в разных семьях.

Теперь, окутанная фамильным ароматическим одеянием, молодая оса становится полноправным членом семьи: ее никто не примет за случайно залетевшую. Но та же старшая покусывает антенны и щупики молодой, раскрывает ей жвалы, определяя этим сестру на нижнюю ступень пирамиды.

Молодая еще не умеет пользоваться своими антеннами, а при встрече со старшими – эти занимают здесь более высокое положение – покорно склоняет голову набок.

…Конечно, пока известны еще не все обстоятельства, какие делают одну осу О, другую – П, очевидно лишь, что все начинают с низшей ступени и в силу разных обстоятельств одни медленнее, другие быстрое продвигаются вверх, впрочем, только до известных пределов.

Вершину пирамиды представляет одна основательница гнезда – оса-матка, другие стоят ниже. Осы, находящиеся на разных ступенях, более или менее привержены к выполнению разных обязанностей. Выйдя из ячеи и очистив себя от приставших кое-где к телу остатков кокона, новая оса вползает в одну, в другую, третью пустую ячею и, если температура в гнезде не ниже 25°, может провести так почти сутки.

Во время этих перемещений оса, встретив какую-нибудь О, успевает получить корм. Теперь, посещая ячеи с расплодом и добиваясь от личинок капли, она, если достаточно сыта, и сама может поделиться с ними полученным кормом.

Перерисовки с кинокадров, по которым Монтанье прослеживал отдельные этапы обмена кормом между рабочими у обыкновенной осы. Просящие корм (П) изображены ни рисунке с черными усиками, отдающие (О) – со светлыми.

_{1 – обе осы занимают примерно одинаково низкую ступень в пирамиде отношений.}

_{2 – как только осы несколько поднимутся по лестнице положений, позы при обмене кормом меняются: П – прилегает на бок, О – держится прямо.}

_{3 – П занимает высокое положение, как и О. В контактах принимают участие не только жвалы и усики, но и передние ноги.}

_{4 — П занимает гораздо более высокое положение, чем О, и вынуждает ее прилечь на правый бок.}

Перерисовки с кинокадров, по которым Монтанье прослеживал перемещения разных частей усиков – пароль скрещенных антенн – при миролюбивом контакте двух рабочих обыкновенной осы. Просящие корм (П) на всех кадрах – справа, усики их изображены черными; отдающие корм (О) – все слева, их усики светлые. Черные стрелки указывают направление, в которое переводится усик П, заштрихованные стрелки – направление ответных ударов усиков О.

_{1 – сближение для кормового контакта; 2 и 3 – П подает сигнал, оповещая о намерении получить корм; 3 и 5 – ответы О, сообщаемые левым, затем правым усиком; 4, 5 и 6 – ответы П, она подтверждает намерения и усиливает требования (левый усик), а усики О отталкивает; 7 – сигнал готовности О выполнить требование П.}

Осы, которым не удается насытиться в гнезде, вылетают ка фуражировку, а возвращаясь с грузом корма, отдают его личинкам и молодым, выходящим из ячеи.

К потолку изолированных клеточек подвешены соты. В них – личинки. Рабочие осы, только что вышедшие из ячей, кормят расплод, а обнаружив на дне клетки клочья промокательной бумаги, перерабатывают ее в строительный материал. При температуре 28–30° они готовят из промокашки пульпу, используют ее для оболочки, надстраивают стенки ячей. Осе всего 24 часа от роду, а она уже и воспитательница и строительница. Наступает третий-четвертый день жизни, и она совершает первый фуражировочный полет на охоту или за строительным материалом. Когда охота успешна, сбор пульпы прекращается. Досыта накормленные фуражирами рабочие не вылетают, остаются в гнезде…

Пока семья растет и еды хватает, рабочие, сколько их есть, разделены на две группы: внутри гнездовых и фуражиров. Но и среди тех и среди других встречаются как О, так и П. К концу же лета, когда соты пустеют и из ячей выходят молодые продолжатели рода, часть расплода рабочих замирает, молодые самки – они крупнее и сильнее – настойчиво вымогают корм от старших сестер-рабочих. невзирая на их ранги.

Незримая сеть связей, объединявших семью, начинает расползаться. Даже оса № 1 теряет свое привилегированное положение, переходит в разряд П – верный показатель крушения всей пирамиды.

Семья как целое перестает существовать. Близится час, когда от нее останется лишь сколько-то молодых продолжательниц рода.

Зимуют одни только самки. А перезимовав, они заложат весной новые гнезда и воспитают первых дочерей-рабочих, которые, выйдя на свет взрослыми насекомыми, займут свои места в основании пирамиды, образовав зачаток семьи. С каждой новой неделей семья будет расти, а порядок в ней будет поддерживаться постоянно перестраивающейся, но неизменно сохраняемой системой отношений.

Шаг за шагом продвигается вперед познание грамматики и словаря антенно-щупикового языка общественных ос. Теперь известно, что осы рождаются способными усваивать «язык поз и жестов», но пользоваться им еще не умеют. Научатся ему попозже, уже осваиваясь в семье. Верно это и для рабочих ос, и для продолжательниц рода. Если весной изловить несколько перезимовавших самок, ищущих, где бы им основать гнездо, и разместить всех в клетки попарно, легко убедиться, что они вроде не равноправны: одни проявляют нетерпимость в отношении других, преследуют их, гонят.

Это может показаться необъяснимой, запутанной фантасмагорией, если забыть, что семья общественных насекомых в некотором смысле подобна самоуправляющейся системе из достаточно большого числа живых элементов. А, как показал основатель кибернетики Норберт Винер, в тех самоуправляющихся системах, где положение и роль слагаемых элементов различны, возникают новые свойства. Различие в положении и роли каждой осы в семье, обнаруживаемое в открытом работами Монтанье языке жестов и поз, как раз и создает новое свойство семьи – ее целостность.

Анализом кормовых контактов у взрослых ос вскрыты и контакты между взрослыми осами и личинками.

О них – в следующей главе.