Текст книги "Химический язык насекомых"

Автор книги: Роберт Короткий

Соавторы: Валерий Балаян
сообщить о нарушении

Текущая страница: 6 (всего у книги 10 страниц)

Защитные яды растений

Миллионы лет складывались удивительные взаимоотношения в живой природе. В результате длительной эволюции растения постепенно совершенствовали оружие самозащиты, а насекомые «изобретали» новые средства нападения. Под натиском полчищ летающих и ползающих «обжор» облачились в крепкий панцирь листья и стебли, появились колючие волоски на различных органах растений. Арсенал химического оружия пополнялся ядовитыми и отпугивающими веществами, действующими на насекомых через рецепторы вкуса и обоняния.

Выдающийся русский ученый, лауреат Нобелевской премии И. И. Мечников рассматривал эти свойства растений как проявление приспособительных ответных реакций, которые возникли и развивались в процессе эволюции живой природы. Еще более 70 лет назад он высказал предположение: «Растения защищаются своими устойчивыми оболочками и выделениями». Однако прошло много лет, прежде чем ученые смогли выяснить механизм действия химической защиты растений и подтвердить правильность гипотезы великого биолога.

Характерная черта настоящего ученого – постоянный научный поиск. Рабочий день его не ограничивается временем, проведенным в лаборатории. Не только за микроскопом и приборами, но и в обыденной жизни пытливый ум научного работника постоянно подмечает явления природы, анализируя их и связывая с исследуемой проблемой. Ученый – не только подвижник науки, но прежде всего добрый, отзывчивый, простой в обращении человек, интересный собеседник, умеющий внимательно выслушать чужое мнение.

Всеми вышеперечисленными достоинствами обладал замечательный ученый-эмбриолог, лауреат Государственной премии СССР, Герой Социалистического Труда профессор Б. П. Токин – создатель фитонцидной теории.

После многолетнего планомерного изучения летучих соединений высших растений он доказал, что многие из них способны выделять летучие вещества, обладающие антибиотическими свойствами. Эти вещества ученый назвал фитонцидами (fito – по-гречески «растение», cido – по латыни «убиваю»).

Природа их действия разнообразна: они способны тормозить развитие и убивать бактерии, простейших и микроскопические грибы, отпугивать насекомых-вредителей.

Для примера приведем описание одного эксперимента, проведенного ученым. (Этот несложный опыт доступен для проверки и членам кружка юных биологов.) Измельченные листья или другие органы, например черемухи, помещают на дно стеклянной банки, в которую впускают несколько экземпляров комнатных мух, комаров, мошек. Летучие вещества убьют их в течение нескольких секунд. Однако не всегда. Порой насекомые гибнут в несколько десятков раз медленнее – не за 30 секунд, а в течение 3...5 минут. Можно убедиться, что фитонциды различных органов одного и того же растения обладают неодинаковой активностью. Так, летучие вещества из лепестков цветков черемухи оказались менее активными, чем из листьев. Близкородственные виды растений, различные сорта одного и того же вида также обладают различной активностью против шестиногих.

Время гибели этих мелких насекомых от фитонцидов разных растений при одних и тех же условиях опыта неодинакова. Но эффект всегда однозначен: насекомые гибнут от летучих выделений растений.

Известный советский ботаник Б. М. Козо-Полянский писал, что летучие вещества – это, образно говоря, первая линия обороны растений, соки – вторая. Фитонциды выделяются надземными частями растений в атмосферу, подземными – в почву. Однако фитонцидная активность растительных организмов неодинакова в разные периоды их жизни. Она самым тесным образом связана с развитием растения, сезонами и стадиями вегетации, а также с физиологическим состоянием растения.

Для примера присмотримся к деятельности жуков семейства короедов – наиболее опасных врагов хвойных деревьев. Эти насекомые никогда не нападают на здоровые деревья, даже механически поврежденные. Объект их атаки – больные, пораженные растения. Что же помогает жукам безошибочно отыскать в лесу ослабленные деревья, отличить их от здоровых?

Вот зашевелились булавовидные усики-«антенны» насекомого. Они уловили ничтожное количество «молекул бедствия», выделяемых ослабленным деревом. Теперь – вперед! Курс вредителю безошибочно указывает своеобразный запах хвойных. Усики короеда, эти уникальные «запаховые локаторы», точно определяют местонахождение цели.

Советскими, финскими и французскими учеными установлено, что в состав выделений хвойных деревьев, привлекающих вредителей, входит целый ряд соединений. Ими оказались фракции эфирных масел еловых и сосновых деревьев (альфа– и бета-пинены, камфен, лимонен).

Об интересном эксперименте сообщили участники совещания по фитонцидам, проходившего в Киеве в октябре 1979 г. Ученые поставили перед собой задачу – выяснить природу химических сигналов, которые определяют поведение и ориентацию насекомых при выборе растений для питания, продолжения рода и заселения. Изучались терпены, содержащиеся в хвое сосны обыкновенной, и их влияние на важнейших вредителей – звездчатого пилильщика-ткача, красноголового, рыжего и обыкновенного соснового пилильщиков. Было установлено, что эти соединения отпугивают жуков от здоровых деревьев и привлекают их к поврежденным.

В мудрой и поэтической сказке «Маленький принц» французского писателя Антуана де Сент-Экзюпери один из героев восклицает: «Нет в мире совершенства!» К сожалению, то же можно сказать, разбирая взаимоотношения между насекомыми-вредителями и хвойными деревьями. Фитонциды могут защищать последних от одних вредителей и одновременно служить пищевыми аттрактантами для других.

Любит... не любит...

Различные растения – эфирномасличные и хвойные, лекарственные и злаковые, экзотические и декоративные – служат для насекомых и их потомства источником разнообразных химических веществ, необходимых для их нормальной жизнедеятельности. Например, семейство крестоцветных снабжает бабочек-белянок изотиоцианатами. Пчелы-«работницы», обнаружив цветки клевера, получают вместе с пыльцой октадекатриеновую кислоту. Важным питательным веществом для насекомых служит холестерин – фактор роста и сахара растений. Например, гусениц капустной моли – опасного вредителя крестоцветных, привлекают листья, содержащие гликозид синигрин. Непременное условие для такой пищевой реакции этих насекомых – присутствие глюкозы.

Плодовых мушек манят запахи портящихся плодов, а также различных вин. Как выяснили ученые, этих мелких насекомых соблазняют не сами груши или виноград, а вещества, образующиеся при брожении.

Растения семейства зонтичных выделяют метилхавикол и карвон. Эти соединения служат приманкой для листогрызущих гусениц махаона, которые с таким же аппетитом съедят и кусок бумаги, если на нее нанести «вкусные» молекулы.

Однако чаще растительные организмы синтезируют пахучие вещества для защиты от непрошеных гостей. Насекомым приходится «считаться» с этим и «обходить стороной» опасные растения. Как говорится, «видит око, да зуб неймет». Самые разнообразные химические средства защиты можно встретить в растительном мире. Ячмень «держит на расстоянии» злаковую тлю, выделяя фенолы и флавоноиды. Хлопчатник имеет свое химическое оружие – госсипол и другие вещества аналогичной природы.

Самый надежный страж растительного мира – вещества, обладающие инсектицидным действием.

Растительные инсектициды издавна использовались в народной практике для отпугивания вредителей. В Новгородской и Тверской губерниях, например, крестьяне раскладывали вокруг полей ветки черемухи, запах которой отпугивал бабочек озимой совки; семена перед посевом смачивали крепким отваром веток или окуривали дымом сожженных сучьев черемухи, что защищало их от повреждений почвенными вредителями. Самарские крестьяне при посеве добавляли в горох коноплю, запах которой не переносит гороховая тля, а в Киевской и Подольской губерниях коноплю высевали по краям свекловичных полей для защиты их от свекловичных блошек. Впрочем, и в наши дни для этих целей рекомендуется использовать в садах и огородах свыше 15 видов широко распространенных в нашей стране растений. Так, садоводы советуют опрыскивать крыжовник, смородину и яблони настоем полыни, что отгоняет от них бабочек огневки и яблонной плодожорки.

Внесение в почву конопляной половы очищает ее от личинок хрущей, а посев конопли под плодовыми деревьями защищает сады от бабочек многих вредителей.

Растения, регулируя количество одного и того же выделяемого химического соединения, могут не только отпугивать, но и привлекать своих ползающих и летающих врагов. Так, концентрация терпенов, синтезируемых дугласовой пихтой, определяет «симпатии» или «антипатии» шестиногих к этому растению. Прав был Парацельс (врач и естествоиспытатель, 1493–1541 гг.), когда писал, что вещество может быть лекарством или ядом, все решает дозировка.

Кроме привлекающих и отпугивающих молекул растения вырабатывают целый ряд соединений, которые определяют разнообразные поведенческие реакции в мире насекомых. Листья дуба, например, выделяя гексаналь, способствуют образованию половых феромонов у бабочек. Если растение выделяет мало этих молекул, самочка привлекает самцов, а если вещества много – готовится к откладке яиц. Заботясь о благоприятных условиях для потомства, капустная моль ориентируется на листья, содержащие горчичное масло, которое ускоряет развитие яиц у взрослых самочек этого вида насекомых.

Ну, дерево, берегись!

В хвойных лесах североамериканского континента широко распространено дерево псевдотсуга Дугласа, достигающее почти стометровой высоты. И вот этого гиганта растительного мира может свалить небольшой жучок длиной менее 1 см – враг номер один – псевдотсуговый лубоед. Вот уж, поистине, если пользоваться «библейской» терминологией, – Голиаф растительного мира, поверженный Давидом – животного царства. Вот как описывают нападение лубоеда на деревья энтомологи. В первые теплые дни апреля лубоеды покидают деревья, где они провели зиму, и разлетаются на поиски новых мест обитания. Обычно жуки выбирают деревья либо пораженные ветром, либо засухой или болезнью. Отыскав ослабленное дерево, насекомые устремляются в атаку, которая поражает быстротой и отличной организованностью. В один день тысячи жуков внедряются в кору облюбованного ими дерева и полностью выводят из строя систему его химической защиты. Самка лубоеда проделывает во внутренней части коры тоннель – маточный ход. В нишах по обе стороны тоннеля после встречи с самцом самка откладывает яйца. Из них вылупляются личинки, которые после линьки превращаются в куколок, а последние – во взрослых жуков. Насекомые покидают древесную кору, вылезая на поверхность через искусно просверленные выходные отверстия, и уже самостоятельно отправляются на поиски «жертв». Выбор объекта для совместного нападения, взаимоотношения самца и самки, плотность популяции жуков на дереве регулируются химическими и акустическими сигналами, которые подаются в определенных комбинациях и последовательности. По-видимому, такое «общение» между жуками происходит в определенное время, синхронизированное с ходом их «биологических часов».

Во время исследований способов коммуникации псевдотсугового лубоеда выяснилась удивительная особенность: оказалось, что одно и то же вещество может вызывать у жука несколько различных реакций.

Речь идет о метилциклогесиноне (МЦГ), обладающем свойствами феромона. Реакция на этот феромон в смеси разных веществ может проявляться по-разному: жуки скапливаются на коре дерева или, наоборот, отказываются сближаться друг с другом. В ответ на действие МЦГ жук-самец может атаковать другого самца или же, напротив, начать ухаживать за самкой. Какая реакция возобладает, зависит от концентрации феромона и обстоятельств, при которых он выделяется. Расшифровка этих сигнальных механизмов могла бы принести большую пользу и помочь разработать способы снижения экономического ущерба от лубоеда. По сравнению с более чем 300 тыс. видов жуков, описанных в настоящее время энтомологами, лубоед изучен довольно хорошо, но его феромонная активность еще представляет Terra incognito, неизведанную землю для ученых. Интересно, что лубоед не только сам вредит дереву, на котором поселился, но и в прямом смысле «открывает ворота» другому врагу псевдотсуги – грибку синевы древесины. Самка жука переносит на своем теле грибницу, которая заражает древесину, прорастая в водопроводящих каналах дерева. Подобно коррозионному наросту в водопроводных трубах, грибок сужает отверстия каналов, а со врменем и полностью закупоривает их. Вот тут-то происходит ослабление, а то и полное разрушение химической защиты растения.

Смола – это одно из основных средств химической защиты у псевдотсуги Дугласа. Когда она заполняет проделанный самкой лубоеда ход, жуки погибают, захлебнувшись в клейкой массе.

Водопроводящие каналы дерева (трахеиды) расположены в древесине вертикально и при нормальных условиях с их помощью создается давление, необходимое для перекачки смолы по смоляным каналам, расходящимся горизонтально от центра ствола. Но если регуляция давления в трахеидах нарушается, смола не может попасть в маточные ходы лубоеда. Таким образом, псевдотсуга гибнет в результате совместной деятельности двух организмов: жук уничтожает флоэму, по которой осуществляется транспорт питательных веществ, а грибок – блокирует водопроводящую систему, обезвреживая защитные приспособления дерева.

Невольные соучастники

Пограничники разгадали немало хитроумных способов, с помощью которых шпионы и диверсанты пытаются преодолеть контрольную полосу границы и уйти подальше, рассчитывая либо затеряться в толпе на узловой железнодорожной станции, либо на время затаиться в большом городе. Какие только приемы ни применялись для того, чтобы преодолеть контрольную полосу: обувь, которая имитировала следы диких животных, ходули, прыгающие аппараты и даже небольшие воздушные шары. Один из опробованных способов заключался в следующем: диверсант перебирался через контрольную полосу верхом на своем партнере. Сообщник затем переходил обратно через границу и его следы оставались на контрольной полосе, а в глубь страны уходил настоящий шпион. Правда, в жизни и этот способ не выручал диверсантов. Пограничники были всегда начеку.

Нечто похожее наблюдается и в живой природе (пример с псевдотсугой и грибками, заразившими ее, которых приносили в растение лубоеды). Подобные случаи не единичны в мире растений.

Голландия славится своим цветоводством. Для голландцев – это крупная отрасль хозяйства. На большие цветочные аукционы съезжаются сотни любителей, скупщиков и торговцев цветами. Соревнуясь друг с другом, они приобретают кто одну-две, а кто целую партию луковиц тюльпанов, нарциссов или гладиолусов. Не меньшим спросом пользуются на аукционе и цветы, идущие на срезку, – розы, гвоздики, хризантемы, а также горшечные растения – цикламены, бегонии, азалии. Так повелось в Голландии издавна. Поэтому ботаник в этой стране фигура уважаемая. Болезни растений, если их вовремя не обнаружить, – прямой убыток для цветоводов, а то и полное разорение. К словам ученых-ботаников, к их советам здесь относятся со вниманием.

Однако не только цветоводы-практики, но и ученые мужи с сомнением качали головами, узнав, что такой уважаемый человек, как де Фриз – ботаник и генетик, изучая «эпидемию позеленения» растений в своем саду в Амстердаме, предположил, что причина ее – инфекционный материал, который переносят летающие насекомые. Это предположение было слишком необычно для конца XIX века, и, кроме того, де Фризу не удалось доказать свою правоту. Его наблюдения и заключения остались тогда непонятыми и не были приняты.

В действительности большое количество микробов и вирусов, вызывающих болезни растений, при всем разнообразии способов передачи инфекции переносится насекомыми.

Сейчас известно свыше 40 видов цикадок – переносчиков вирусных заболеваний пшеницы, риса и других растений. Эти насекомые – основные носители возбудителей микоплазменных заболеваний, желтухи астр, позеленения цветкового клевера, карликовости шелковицы и многих других. И все же наиболее широк спектр вирусов, передаваемых тлями. Сейчас известно свыше 200 видов тлей, способных переносить фитопатогенные вирусы. Своего рода рекордсмен среди этих насекомых – персиковая тля. Из 160 вирусов, распространяемых всеми видами тлей, она способна переносить более 60. Вирусы могут передавать также жуки (желтая крапчатость риса), клопы (курчавость и скручивание листьев сахарной свеклы), щитовки (вирус деформации побегов дерева какао), хлебные блохи. Были получены сведения о передаче возбудителя реверсии (махровости черной смородины) галловым клещом. Доказано, что клещами переносятся также некоторые вирусы, вызывающие болезни злаковых (полосатая и пятнистая мозаики пшеницы), плодовых (мозаики персика, инжира), декоративных (розеточность розы) и бобовых (стерильность кайянуса) растений.

Как защититься от этой невидимой рати вирусов и микроорганизмов? Конечно, с помощью испытанных «воинов» – фитонцидов.

Учеными были поставлены тысячи опытов, в которых изучались фитонцидные вещества из конопли, чистотела, кубышки желтой, копытня, очитка едкого, молочая, дрока, белладонны, чеснока и лука. Фитонциды этих растений оказывали на бактерии, болезнетворные для растений, то же действие, что и антибиотики в медицине. Например, вещества, содержащиеся в кубышке желтой, даже при разведении препарата из них в миллионы раз, подавляли рост вредных для растений бактерий.

Проводились опыты с предпосевной обработкой семян капусты и помидоров фитонцидными препаратами. Использовались аренарин – фитонцид из бессмертника песчаного, иманин и новоиманин, полученные из зверобоя пронзеннолистного, и еще три десятка других препаратов из растений, обладающих фитонцидной активностью. Например, аренарин успешно подавлял рост и развитие коринебактерий – возбудителей болезни, называемой раком помидоров. Даже в разведении 1:10⁶ препарат оказался активным против этих врагов растений.

В ходе опытов выяснилась еще одна подробность. Впоследствии этот эффект быт отмечен и при обработке семян рядом других фитонцидных препаратов. Семена, обработанные аренарином, прорастали уже на вторые сутки после посева, в 3...4 раза быстрее, чем в контроле. Аренарин вошел в число фитонцидных препаратов, которые стимулируют рост и развитие растений. В результате предпосевной обработки семян помидоров аренарином снижалось количество растений, пораженных бактериальным раком, черной пятнистостью, мокрой, вершинной гнилью, а также вирусными болезнями – мозаикой, столбуром и бронзовостью помидоров. Успешно применялся препарат в опытах с клевером, люцерной, фасолью, сахарной свеклой и другими растениями.

Повествование о диалоге двух царств природы можно продолжить, поскольку исследователи постоянно получают новую информацию. Эти сведения составляют важное звено в цепи фактов, которые позволят окончательно раскрыть тайну химического языка насекомых. Ведь чтобы расшифровать его, необходимо тщательно изучить все, что так или иначе влияет на жизнедеятельность шестиногих обитателей нашей планеты и прежде всего их взаимоотношения с миром растений. Полученные данные, несомненно, дадут новый импульс развитию науки и инженерно-технической мысли, а также помогут найти новые нестандартные пути к решению многих насущных проблем, стоящих перед человечеством. О том, как это осуществляется на практике, будет рассказано в следующей главе.

ТАЙНЫ МОЛЕКУЛ

Следствие ведут знатоки

В течение 20 веков под страхом пыток и смерти охраняли китайцы секреты производства шелка. И только в IV в., если верить преданию, китайская принцесса подарила своему мужу – бухарскому эмиру – яйца тутового шелкопряда. Этот бесценный дар, вывезенный из Китая в прическе женщины, положил начало развитию шелководства во многих странах Азии и Европы.

В XX в. тутовый шелкопряд опять заставил заговорить о себе. В 30-х годах, в одной из лабораторий Геттингенского университета А. Бутенандт, ученик известного А. Виндауса, был поглощен изучением половых гормонов, которые осуществляют важную регуляторную функцию в человеческом организме. Для выделения 15 мг одного из этих «регуляторов» – андростерона ученый переработал более 15 тыс. литров мочи, а для получения 20 мг чистого прогестерона потребовалось «сырье» от 50 тыс. свиней. Благодаря специальным методам анализа удалось установить строение этих веществ и синтезировать искусственные гормоны. За эти открытия немецкому химику А. Бутенандту была присуждена Нобелевская премия.

Казалось бы, какая может быть связь между историей с яйцами тутового шелкопряда и химией XX в.? Однако обстоятельства сложились так, что именно этому насекомому и работам профессора А. Бутенандта были посвящены первые страницы научных публикаций о проникновении человека в тайны химического языка мира шестиногих. Конечно, не искусство насекомых-ткачей, а возможность вырастить необходимое количество особей данного вида и неукротимая страсть к исследованиям позволили ученому испытать радость еще одного открытия.

Часто довольно странная судьба ожидает научные достижения в различных областях знаний. Успех немецкого химика – лишнее доказательство, что потребности практической жизни людей определяют бурное развитие той или иной науки. Когда пытливый человеческий ум в поисках нового оружия борьбы с насекомыми-вредителями обратил внимание на их химический язык, многие химики стали профессорами энтомологии.

Давайте совершим небольшое путешествие в «мастерскую» исследователей мира молекул и познакомимся с историей расшифровки химических «иероглифов».

«О, доктор Бутенандт, зачем вы тратите столько времени на возню с бабочками?» – раздался чей-то голос из аудитории после того, как ученый сообщил об установлении структуры и проведении синтеза полового феромона тутового шелкопряда. В течение 20 лет шаг за шагом приближался химик к познанию этой тайны. В 1939 году исследователь сделал первую попытку получить таинственное вещество. И если для производства шелковых нитей необходимы самцы шелкопряда, то для извлечения «пахучих» молекул ученому понадобились самки – более 300 тыс. особей. К этому надо добавить миллион коконов, давших жизнь подопытным насекомым, и тогда можно будет представить, сколь сложный материал был в руках исследователя. И все это ради получения нескольких миллиграммов чистого вещества.

Феромон тутового шелкопряда, 12 мг которого ученому удалось получить из тысячи насекомых, был назван бомбиколом. Вещество это представляет собой непредельный спирт, формула которого C₁₆H₃₂O₂.

По мнению популярного героя рассказов Конан Дойла, хороший детектив должен распознавать не менее 75 различных запахов. Очень часто приходилось знаменитому Шерлоку Холмсу прибегать к помощи химии. Не одно запутанное преступление раскрыл он, используя не только силу своего аналитического ума, но и знание некоторых методов химического анализа. Химики-аналитики при расшифровке тайн молекул очень часто напоминают детективов с той лишь разницей, что место действия всегда одно – лаборатория. Какими же методами пользуются ученые, проникая в секреты языка шестиногих?

Для ответа на призыв самки и преодоления огромных расстояний самцу насекомых часто достаточно всего одной «молекулы любви». Для химических исследований такого микроскопического количества недостаточно, поэтому возникает вопрос: как накопить исследуемое вещество?

Хорошо известно, что химические соединения легко сорбируются (от латинского sorbeo – поглощаю, втягиваю) пористыми материалами. Это явление можно часто наблюдать в быту. Вспомните, как после долгого хранения зимние вещи пахнут нафталином, а посидев у костра, люди долго ощущают запах дыма, которым пропиталась одежда.

Забавная история произошла однажды с научным сотрудником лаборатории, в которой проводили исследования феромонов. В один из жарких летних дней он, житель южного города, решил отправиться на побережье. Предвкушая все соблазны солнца и моря, исследователь быстро собрал курортный багаж и влился в ряды «паломников». Изрядно намучившийся и разомлевший наш знакомый наконец добрался до конечной цели своего путешествия и, не долго думая, бросился в объятия ласкового моря. Вдоволь насладившись морской прохладой и отвоевав себе участок суши, он скромно устроился на пятачке под солнцем. Зажмурив глаза и предоставив свое тело «жесткому ультрафиолету», ученый попытался забыть все свои проблемы, погружаясь в сладкую дремоту. Но вскоре странные события нарушили его сон. Сначала до сознания исследователя стали долетать неясные возгласы людей, затем голоса стали громче, и наш герой попытался приоткрыть глаза. То, что он увидел, настолько удивило и смутило его, что в первый момент он принял все это за сон. На фоне голубого неба над ним порхало огромное количество бабочек непарного шелкопряда, а вокруг, привлеченные таким «цирковым номером», столпились ошеломленные отдыхающие. Как потом выяснилось, виновником конфуза был портфель, в котором химик часто перевозил различные химические соединения. Перед отпуском хозяин портфеля как раз и занимался изучением феромонов непарного шелкопряда. Таким образом, привлекающие молекулы сначала адсорбировались на стенках портфеля, а затем вызвали появление бабочек.

Для того чтобы поймать молекулы-невидимки, химики применяют различные ловушки – от обыкновенной фильтровальной бумаги до синтетической смолы «паропак». Можно поместить насекомых непосредственно на поглощающую поверхность или продувать током воздуха сосуд с шестиногими пленниками, собирая ловушкой-поглотителем находящиеся в воздушной смеси молекулы-мишени. Такими способами были выделены привлекающие вещества американского таракана, златогузки, мучного хруща и хлопкового долгоносика.

Другой распространенный метод охоты за летучими молекулами – экстракция различными растворителями. В быту мы постоянно имеем дело с экстрактами. Большинство настоев, применяемых в медицине, овощные супы и фруктовые компоты – не что иное, как продукты экстракции биологически активных веществ, используемые для лечения или питания человека. Люди пользуются экстракцией, приготавливая ароматный чай или кофе, удаляя жирное пятно с одежды. Помогает им целый набор химических веществ. Для извлечения пахучих молекул из разных органов и тканей насекомых чаще всего применяют хлористый метилен, гексан или этиловый эфир. Эти растворители довольно летучи и после выполнения своей роли легко удаляются при нагревании. Таким способом ловят «молекулы любви» у большинства изученных представителей мира насекомых. Скорость расшифровки неизвестного вещества во многом зависит от искусства и опыта химика-аналитика, выбора им растворителя и условий экстракции.

Теперь рассмотрим следующий важный момент поиска таинственных молекул. На лабораторном столе «охотника за молекулами» появилась стеклянная колбочка с экстрактом, в котором, по предположению исследователя, содержится искомое вещество. Как же отыскать в этом «химическом коктейле» нужное соединение, спрятавшееся там, как невидимка в толпе?

Ведь, например, в состав пахучего секрета бабочки репейницы входит большое количество метиловых эфиров алифатических кислот, а также некоторые другие соединения.

Хотя герой фантастического романа Герберта Уэллса человек-невидимка и был уверен в своей неуязвимости, ему все-таки пришлось спасаться от внезапно появившегося врага. Неожиданно из конторы фармацевтического общества выбежала маленькая собачонка, которая, принюхиваясь к земле, начала лаять и преследовать невидимку. Все предвидел герой Уэллса, но того, что нос собаки сможет обнаружить его присутствие, не ожидал. Человек-невидимка очень расстроился: «друг человека» выдавал его с «головы до пят».

Да, не повезло главному герою романа в его злоключениях. Маленькая собачонка смогла учуять невидимого беглеца и стала его главным врагом. А чьим бы «носом» воспользоваться ученым, чтобы обнаружить молекулы феромона в экстракте? К сожалению, орган обоняния человека или собаки здесь не поможет. Но совсем не потому, что насекомые более чувствительны к запаховым молекулам. Просто у каждого живого организма своя индивидуальная способность распознавать разнообразнейшие запахи. Люди, не ощущают многих существующих в окружающем мире летучих веществ. Так природа оберегает органы обоняния человека от излишнего воздействия внешней среды.

В настоящее время для поиска феромонов пользуются двумя основными приемами. Один из них был предложен немецким ученым Д. Шнейдером, который исследовал привлекающие молекулы многих насекомых, в том числе и тутового шелкопряда.

Изучая механизм восприятия различных запахов насекомыми, этот ученый пришел к выводу, что «датчик» присутствия молекул-невидимок – антенна насекомых. Используя этот «нос» в качестве локатора, шестиногие ориентируются в мире «химических слов». Исследователь обнаружил, что при попадании пахучих молекул на «антенну» возникает электрический биопотенциал, который можно наблюдать по отклонению луча на экране осциллографа или записать на бумаге самописцем. Этот интересный и очень необходимый химикам метод назван электроантеннограммой.

Второй метод – изучение поведения насекомых при «дегустировании» различных химических веществ. Впервые его применил известный французский энтомолог Жан-Анри Фабр. Великий натуралист наблюдал за «ночными визитерами» – самцами сатурнии, прилетавшими к самке, находящейся в его кабинете. Вот как описывал Ж. А. Фабр свои впечатления после домашних опытов над одной из красивейших ночных бабочек – павлиньим глазом: «...Нельзя забыть то, что мы увидели. Вокруг колпака с самкой, мягко хлопая крыльями, летают огромные бабочки. Они подлетают и улетают, поднимаются к потолку, опускаются вниз. Кинувшись на свет, они гасят свечу, садятся на наши плечи, цепляются за нашу одежду. Пещера колдуна, в которой вихрем носятся нетопыри. И это – мой кабинет».

Энтомолог отметил, что самцов привлекает тончайший аромат, недоступный нашему обонянию. Запах этот пропитывает всякий предмет, к которому прикасалась самка. Ученый обратил внимание на явление поглощения привлекающего вещества пористыми материалами, например картоном или порошком глины.

В одном из опытов Фабр вокруг садка с самочкой расставил блюдечки с различными пахучими веществами, которые были у него под рукой: керосином, нафталином, лавандой и пахнущим тухлыми яйцами сероуглеродом. В этом наборе были представлены «ароматы» на любой вкус. Но, несмотря на присутствие таких разных неприятных запахов, самцы сатурнии нашли дорогу к самочке. Исследователь был поражен особой чувствительностью обонятельных органов насекомых к молекулам, «ответственным» за встречу особей противоположного пола в мире шестиногих.