Текст книги "Соседи по планете. Насекомые"

Автор книги: Юрий Дмитриев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 14 (всего у книги 23 страниц)

Ученые ввели в эти непонятные клетки крохотные электроды, перехватывающие сигналы, которые эти клетки передают в мозг, затем надели на муху поясок и поместили ее в миниатюрную аэродинамическую трубу.

Пока в трубе воздух был неподвижен, бездействовали и клетки. Но вот заработал вентилятор, воздух стал двигаться, и в мозг мухи полетели сигналы-импульсы, которые передавались с одинаковой частотой. Воздух стал двигаться быстрее, и сигналы участились, медленнее – и сигналы стали реже. Значит, в основании усиков скрыт «спидометр» – указатель скорости ветра, причем спидометр очень надежный и совершенный. Принцип действия его прост и гениален: встречный ветер отгибает усики, величина этого отгибания воспринимается чувствительными клетками и немедленно передается в мозг в виде сигналов соответствующей частоты. Мозг немедленно реагирует и дает команду, что делать дальше. Повторные опыты с ветром в аэродинамической трубе подтвердили это. А когда ученые в безветрие стали искусственно отгибать усики у мухи и импульсы передавались так, будто муха преодолевает определенное сопротивление ветра, стало ясно, что это действительно спидометр. Но он не просто регистрировал скорость встречного ветра – он помогал мухе менять скорость полета, маневрировать, менять угол наклона крыльев – в общем, делать все то, что делает насекомое при полете против ветра.

У мух такой спидометр найден. Может быть, что-то похожее есть и у бабочек, и этот «прибор» или «аппарат» помогает им ориентироваться, хотя бы в отношении ветра. А может быть, дело совсем в другом. И у бабочек есть какое-то другое приспособление, помогающее им в полете, а ориентируются они не по солнцу, а по магнитным полям, например?

Известно, что вокруг нас море магнитных волн – Галактика, и Солнце, и сама Земля порождают огромное количество реально ощутимых, хоть невидимых волн. Могут ли они действовать на насекомых?

Сведений у нас еще немного, но то, чем мы располагаем, дает основания считать именно так. Давно заметили, что мухи, попав в сильное магнитное поле, сначала очень возбуждаются, а потом, успокоившись, устраиваются либо вдоль магнитного поля, либо строго перпендикулярно к нему. Так же ведут себя и некоторые другие насекомые, например майские жуки, но особенно показательны в этом отношении термиты. Отдыхая, некоторые виды термитов в своих термитниках располагаются либо строго по магнитному полю – одни группы, либо перпендикулярно к нему – другие группы. Когда их сажали в металлическую коробку, они располагались хаотично: если же под коробку подкладывали сильный магнит, способный образовать новые поля, термиты немедленно располагались вдоль новых силовых линий.

Непонятно не только почему термиты располагаются вдоль магнитных линий, но и как они обнаруживают магнитное поле. Пока у насекомых не найдено ничего похожего на какие-то органы или нервные клетки, способные реагировать на магнитное поле. Правда, есть предположение, что роль магнитной стрелки, указывающей направление, выполняет все тело насекомого. Подтвердил это такой опыт. Мертвую муху поместили в магнитное поле. Она тотчас же повернулась так, как магнитная стрелка компаса, одним концом указывая на юг, другим – на север. И сколько бы ни повторялся этот опыт, результат всегда был одинаков.

Однако это лишь первый опыт, первое предположение. «В конце концов мы обязательно узнаем, каким образом термиты ощущают магнитное поле Земли, – пишет известный английский исследователь Р. Бертон. – И почему они на него реагируют, но к этому времени уже наверняка будут открыты новые, не менее загадочные чувства».

Да, конечно, будут открыты. И уже открыты. Нам еще предстоит узнать о воздействии магнитных полей, но уже обнаружены новые явления, не менее загадочные. Например, у некоторых ночных бабочек на перистых усиках нет никаких признаков, которые хоть чем-то напоминали светочувствительные органы: ни сетчатки, ни хрусталика, ни роговицы. Конечно, на усиках они и не обязаны быть. Но тогда и видеть усики «не обязаны», не должны они быть чувствительны к свету. А у этих бабочек антенны улавливают свет. И довольно активно.

И как, говоря обо всем этом, опять не вспомнить Фабра и его знаменитых ос. Сколько они дают людям поводов для удивления, пищи для размышления и материала для исследования!

Однажды Фабру для опытов понадобились долгоносики-клеоны. В течение нескольких дней Фабр разыскивал этих жучков с утра до вечера и нашел всего двух, да и то покалеченных. Определенному виду ос тоже нужны эти жучки для своих личинок. Но они, в отличие от Фабра, находили этих жучков безо всякого труда. В этом Фабр убедился, наблюдая за осами у их гнезд: каждые несколько минут осы подлетали и приносили долгоносиков. Как находили осы жуков? По запаху? Может быть, хотя осы особым осязанием, кажется, не отличаются (впрочем, вопрос этот еще недостаточно прояснен). Но может быть, тут что-то другое, какие-то пеленги, какие-то особые волны, которые улавливают насекомые?

А может быть, помогают насекомым ориентироваться инфракрасные лучи? Если не в данном конкретном случае, то в каком-то другом.

Американский ученый Каллакан недавно высказал предположение, что некоторые насекомые посылают и воспринимают инфракрасные лучи. Эти лучи помогают им находить друг друга на расстоянии чуть ли не в километр. И ведь предположение это совсем не лишено оснований. В 1964 году стало известно, что некоторые бабочки во время полета повышают температуру своего тела от 0,5 до 15(!) градусов выше окружающей среды, излучая при этом инфраволны длиною 9 микрон!

А вот еще любопытный факт, о котором рассказал профессор П. И. Мариковский. Он наблюдал, как муравьи лихорадочно откапывали заваленных землей товарищей. Вообще-то тут нет ничего удивительного: у общественных насекомых высоко развито чувство товарищества, и если они услышат определенные звуки или почувствуют определенные запахи, то бросятся на помощь. Но в том-то и дело, что засыпанные муравьи не могли подать звуковых сигналов, так как подают такие сигналы трением частей тела друг о друга, а тут они были засыпаны землей и не могли пошевелиться. Запах тоже исключался, потому что спасательные работы начались сразу же после аварии и запах не мог так быстро пройти сквозь толщу земли, засыпавшей муравьев. Как же они сообщили о себе, о том, что попали в беду?

Может быть, это какие-то электромагнитные колебания или какие-то радиоволны, о которых мы еще не имеем представления?

Во всяком случае, когда с муравьями проделывали опыты (не с этими, конечно, о которых писал Мариковский), то выяснили любопытные вещи: если муравьев отделяли друг от друга каким-нибудь экраном – деревянным или стеклянным, – они легко подавали друг другу сигналы, если же их помещали в медные сосуды или просто изолировали свинцовым экраном, связь немедленно прекращалась.

Люди не знают, что это за сигналы, какие это волны и волны ли вообще. А может быть, это что-то такое, чему люди еще и название не придумали? Может быть. «Ведь из невидимых излучений нам известны пока немногие, – писал великий русский ученый академик Вернадский. – Мы едва начинаем сознавать их разнообразие, понимать отрывочность и неполноту наших представлений об окружающем и проникающем нас в биосфере мире излучений».

Это было написано много лет назад. За прошедшие годы мы немало узнали. Но по-прежнему таинствен и непонятен для нас мир насекомых, их необычные «способности», их удивительные органы осязания и обоняния, их глаза и уши и их реакции на «мир излучений», который, очень вероятно, играет огромную роль в жизни наших шестиногих соседей.

Нам еще предстоит узнать все это. И очень удивиться.

3. «Ошибка» эволюции?

Неверно было бы думать, что люди, занятые борьбой с насекомыми-вредителями или изучением их строения, не обращали внимания на чисто внешний вид шестиногих. На внешность шестиногих обращали внимание и ученые (правда, стали делать это сравнительно недавно), и люди, очень далекие от науки. Именно внешний вид насекомых породил в народе много разных примет и поверий.

Бражник «мертвая голова» (в некоторых странах эта бабочка называется адамовой головой) у многих народов Европы считалась предвестницей смерти. Крупная, сильная, влетев в комнату, она действительно может напугать уже одной своей величиной и стремительностью, не говоря уж о том, что крылья ее издают тихое, но внятное басовитое гудение. Сидящая бабочка тоже производит впечатление: на спинке ее, недалеко от головы, – белое пятно, явственно напоминающее череп. Напуганная бабочка издает довольно громкий писк, что, как известно, несвойственно насекомым (об этом мы еще поговорим подробнее).

За свою внешность и поведение имеет недобрую славу и жук-чернотелка. Даже официально, с легкой руки Линнея, он получил название «предвещающий смерть», хотя на самом деле жук этот – совершенно безобидное существо. Но мрачный черный цвет, медленная походка, длинные ноги породили поверье, которое гласит, что жук этот – предвестник несчастья. В России он так и зовется – вещатель.

Ученые часто давали насекомым имена мифологических героев или богов.

Однако гораздо больше внимания люди обращали на яркую, красочную внешность насекомых, на их изящество и красоту. Восхищение насекомыми получило явное отражение в именах, которые давали шестиногим при «крещении». Мифологический красавец Аполлон «превратился» в красивую бабочку, а именем одного из титанов, держащих, по легенде, на плечах небесный свод, Атласа, названа бабочка-великан, живущая в Индии, Индонезии, Индокитае. Жук-великан именуется голиафом. Есть бабочка антиопа (траурница), названная по имени одной из мифологических героинь, и аглая – по имени одной из богинь красоты и радости у древних греков. Бабочка-гарпия названа по имени греческой богини вихря, и геба – в честь богини юности. Есть аврора – в честь богини утренней зари (в России эта бабочка зовется зорька) и артемида. В честь мифологических героев (конечно же, могучих и красивых!) носят бабочки имена ахилла и гектора. Есть бабочки – величественные монархи и адмиралы, яркие червонцы и ласковые лунки серебристые.

Многие насекомые – особенно бабочки и жуки – действительно очень красивы, и люди не могли пройти мимо их красоты. Увлечение красивыми насекомыми и стремление иметь их у себя в домашней коллекции привело к созданию целой отрасли промышленности и торговли – появилось большое количество ловцов насекомых, поставлявших их в специальные магазины.

Ле Мульт – французский коллекционер и торговец насекомыми – писал, что за некоторых тропических бабочек и жуков платили больше, чем за драгоценные камни. А известный миллионер Ротшильд, чтобы заполучить в свою коллекцию одну редкую бабочку, послал на Новую Гвинею специального энтомолога, который довольно долго охотился за этой бабочкой.

Потакая капризам модниц, ювелиры оправляют жуков в золото, из надкрылий южноамериканских златок делают броши, а из ярких жуков-листоедов изготовляют ожерелья.

Большим спросом у ювелиров и ремесленников пользовались бабочки, крыльями которых инкрустировались медальоны и подносы, чаши и шкатулки. Целые деревни в Южной Америке жили тем, что ловили и продавали насекомых скупщикам из Соединенных Штатов или Европы. Да, люди давно поняли и оценили внешность насекомых, яркие узоры и цвета их крыльев. Но не задумывались над тем, для чего насекомым эти краски и формы. А если задумывались, то ответы были готовы: «Так создал бог», «Такова прихоть природы», или: «Это явная случайность».

Но пока одни любовались насекомыми и легкомысленно объясняли их краски и формы прихотью всевышнего или волей случая, другие наблюдали, накапливали факты. И они, эти факты, рано или поздно должны были выстроиться в теорию, особенно после того, как появилось эволюционное учение Дарвина.

Нам теперь кажется странным, но только в XIX веке люди наконец поняли, что окраска и форма насекомых – не случайность. В течение многих тысячелетий совершенствовалась и отшлифовывалась эта окраска, помогая выживать нашим соседям по планете.

Замечательные английские ученые Альфред Уоллес и Генри Бейтс отдали много сил и времени, чтобы прояснить этот, казалось бы, простой и в то же время такой сложный вопрос.

И вот была разработана очень точная, строгая и доказательная, подкрепленная бесчисленными количествами опытов теория, объясняющая причину окраски насекомых.

Разновидностей окрасок много. Ученые объединили их в несколько групп.

Первая – покровительственная окраска. Зеленый кузнечик в зеленой траве не виден. Бурый кузнечик не виден на фоне бурой земли. Там эти кузнечики и живут. Зеленая гусеница живет в листве – она не видна на ее фоне. И так далее.

Это лишь примитивная форма покровительственной окраски, маскировки, которую ученые назвали криптизмом. Есть ведь и полосатые, и пятнистые, и в какую-то крапинку насекомые. Если говорить об их окраске в применении к маскировке, то это уже более высокая форма.

Одних насекомых спасает окраска…

Ведь та же гусеница, если она находится на плоском листе, может быть хорошо заметна, даже несмотря на свой зеленый цвет. Благодаря различным полосам, точкам, пятнам или просто разнотонности одного и того же цвета насекомое становится совершенно незаметным, либо «растворяется», либо полностью сливается, как бы расчленяясь на общем фоне.

Еще более высокая форма маскировки – способность насекомых «превращаться» в какие-то несъедобные предметы вроде камешков, листочков, палочек. Тут им помогает все: и окраска точно под цвет предмета, и форма, соответствующая этому предмету, и способность оставаться неподвижным в течение довольно длительного времени. Такой способ маскировки называется мимезией.

И, наконец, мимикрия. Существует немало насекомых, которые хорошо заметны, но на которых птицы или другие насекомоядные животные не обращают внимания (об этом мы с тобой поговорим чуть ниже). А рядом с этими насекомыми летают вполне съедобные, но они окрашены под несъедобных, и их тоже не трогают насекомоядные животные. Это хорошо всем известные мухи, подражающие пчелам и осам. Это целый ряд экзотических бабочек, подражающих формой, окраской, поведением бабочкам с неприятным для других животных запахом или ядовитой для них кровью.

Сами же несъедобные насекомые своей яркой и хорошо запоминающейся окраской как бы предупреждают: не трогай нас, это к добру не приведет. Окраска так и называется – предупреждающая.

Есть отпугивающая окраска, или, как называет ее один из крупнейших современных биологов Н. Тинберген, «ложная предостерегающая окраска», когда насекомое, обычно сливающееся с фоном, в момент опасности прибегает к молниеносной демонстрации каких-либо ярких пятен или иных изображений и пугает хищника.

Такова общая схема «применения» окраски у насекомых, толчок к пониманию которой дали Уоллес и Бейтс и которая в течение нескольких десятилетий разрабатывалась и обосновывалась многими учеными. Конечно, схема эта не полная, в ней много нюансов. Нередки сочетания различных способов защиты у одного и того же насекомого. Кроме того, окраска служит не только для защиты. С помощью цвета или цветовых пятен, формы или отдельных деталей насекомые нередко узнают друг друга, отличают особей другого пола или вида.

Все это было доказано, обосновано, проверено, стало хрестоматийными истинами. И вдруг разразилась гроза: казалось бы, прочное и непоколебимое здание этой теории дало трещины и зашаталось.

Сорок лет готовился австрийский ученый Ф. Хайкентингер нанести этот удар, и вот он его нанес. В своей книге «Загадка мимикрии и ее решение» он во всеуслышание заявил: все, что знали и говорили до сих пор о роли окраски в жизни насекомых, не соответствует действительности и является лишь следствием субъективного подхода человека к природе, в данном случае – к миру шестиногих.

Заявление австрийского профессора вызвало бурю в научных кругах, но Хайкентингер был к этому готов: свое заявление он подкрепил, казалось бы, незыблемыми доказательствами.

…других еще и форма.

Они были настолько убедительными, что Хайкентингер сразу же обрел много сторонников.

Зачем насекомым так старательно прятаться, если большинство хищников находят свои жертвы по запаху, спрашивают противники старой теории. Почему считается, будто некоторые насекомые отпугивают птиц своим запахом? В частности геликониды, о которых писал Уоллес. И потом, по мнению Уоллеса, этот запах напоминает запах ванили. Ему он показался неприятным. Но почему запах ванили обязательно должен быть неприятен для животных, которым захочется съесть эту бабочку?

Вопросы сыпались один за другим.

Сторонники Хайкентингера громили теорию, существовавшую многие десятилетия, по всем направлениям.

Насекомые маскируются под цвет фона и становятся невидимыми? Да, с точки зрения человека это так. Но ведь животные видят иначе. Как эта маскировка выглядит с их точки зрения? К тому же ведь не только насекомые, но и некоторые птицы воспринимают ультрафиолетовые лучи.

Когда сделали фотографию замаскированных насекомых в освещении этих лучей, они оказались совершенно демаскированными, хорошо заметными.

Существовало мнение, причем многократно проверенное на опытах, что пятна на крыльях бабочек спасают их от птиц: при приближении птицы бабочка неожиданно вскидывала верхние крылья и на птицу смотрели два больших «глаза», явно глаза совы или какого-то другого существа, которого птицам следует опасаться. А у некоторых между «глазами» хорошо виден могучий «клюв» (толстое брюшко бабочки). Но где же птица успела познакомиться с совой? Если она хоть раз окажется так близко от совы, то больше уже никогда ничего не увидит, потому что будет немедленно схвачена и съедена совой.

Наконец, почему существует множество насекомых, не имеющих никакой защитной окраски, вполне съедобных, но не поедаемых птицами? И наоборот: почему многие насекомые, казалось бы, очень хорошо защищенные, становятся добычей птиц?

Сторонники Уоллеса снова берутся за опыты. Снова проверяется и перепроверяется уже давно доказанное.

Логически сторонники австрийского ученого правы: действительно в ультракоротких лучах замаскированные насекомые хорошо видны. Действительно немало насекомых, лишенных каких-либо средств защиты, спокойно живут, а защищенные становятся нередко добычей птиц и других насекомоядных животных. Действительно, многие птицы не боятся «глазастых» бабочек. Мало того, для многих насекомых цвет или цветовые пятна не играют такой важной роли (или даже вообще не играют никакой роли!) в определении разнополых существ или особей своего вида. Эксперименты показали, что самцы некоторых бабочек могут гоняться за кусочками картона, ни по цвету, ни по форме не имеющих ничего общего с насекомыми, если эти картонки «танцуют», как танцуют самки. И наоборот: макет, в точности – и по форме и по цвету – воспроизводящий бабочку, не производит на самца впечатления, если «полет» его не похож на полет самки.

Да, все это так и логически и отчасти фактически. Но только отчасти. Потому что многочисленные, поставленные на самом высшем современном уровне эксперименты показали: птицы хоть и видят иначе, чем люди, но насекомых на маскирующем их фоне находили в восемь раз реже, чем на фоне немаскирующем.

Н. Тинберген провел серию опытов с голодными птицами и гусеницами пядениц. Гусеницы и птицы находились в одной клетке. Но, несмотря на остроту зрения, активные и заинтересованные поиски еды, птицы не видели гусениц, соответственно окрашенных и принимающих в момент опасности форму сухого сучка. Лишь случайно наступив на такую гусеницу, птица обнаружила обман, склюнула «живой сучок» и тут же принялась клевать все попадающиеся ей сухие веточки. Не обнаружив среди них больше съедобной, птица перестала обращать внимание на веточки, а заодно и на маскирующихся под эти веточки гусениц.

Считают, что яркие пятна на крыльях бабочек похожи на глаза совы,

Птицы хоть и склевывают «глазастых» бабочек, но в большинстве случаев, увидев эти «глаза», улетают прочь, испугавшись или повинуясь каким-то иным побуждениям; и именно «глазастые», то есть бабочки, у которых пятна на крыльях напоминают глаз, пугают птиц. Бабочки с иными рисунками на крыльях (ученые украшали крылья подопытных бабочек крестиками и квадратами, ромбами, треугольниками, кругами) не производили на птиц впечатления, а рисунок, напоминающий глаз, пугал.

Ярко окрашенных насекомых птицы не трогают, и они спокойно ползают у них на виду, не пугаясь и не делая попытки скрыться. Если же неопытный птенец склюнет все-таки по незнанию божью коровку или бабочку-пестрянку, то долго будет трясти головой и чистить клюв лапкой.

Наконец, элементарные наблюдения и подсчеты показали: наибольшее число насекомых окрашено под тот фон, на котором они живут: в зелени – зеленые, на сером или буром фоне – соответственно серые или бурые.

а толстое брюшко – на ее клюв. И это отпугивает птиц.

Тоже ведь не случайность, не каприз, не прихоть и не воля творца! И так почти во всем: на один довод – контрдовод, на одно доказательство – контрдоказательство. И самое любопытное, что и у сторонников старой и у сторонников новой теории достаточно доказательств своей правоты. Но мало того, в процессе спора делались удивительные открытия, подтверждающие правоту одной из сторон или отрицающие ее.

Так, например, еще в 1938 году советский ученый Б. Н. Шванвич открыл очень любопытное явление и доказал, что рисунок на крыльях многих видов бабочек повторяет плоскостное изображение микроландшафта места обитания этих насекомых. Изученное впоследствии открытие Шванвича дало крупный козырь в руки сторонников старой теории.

Но вот другое открытие. Бабочка-каллима – классический пример маскировки. Пример этот вошел, наверное, во все учебники, и не зря: сидящую со сложенными крылышками каллиму даже самый внимательный человек не отличит от сухого листа. Сходство настолько большое, что специалисты определили даже вид плесени, который «покрывает» этот лист. Такое «сверхуподобление», как назвал подобное явление Реми Шовен, совершенно не нужно, чтобы спасаться от хищников, их обманывают и более грубыми подделками. «Подобные сверхуподобления бесполезны и абсурдны с точки зрения естественного отбора», – говорит Шовен и, можно добавить, с точки зрения защиты тоже.

Тогда для чего это все? Пока неясно ни сторонникам старой теории, ни ее противникам. И сегодня мы можем повторить слова Курта Ламперта, написанные в самом начале нашего века: «Вопрос о законах окраски бабочек принадлежит к числу самых спорных вопросов в энтомологии».

Однако если некоторые ученые пытаются свести на нет значение окраски в деле защиты или сигнализации, то другие пытаются поднять ее значение до основных физиологических функций, доказать ее влияние на жизнь всего организма насекомых.

Уже собрано немало фактов, уже существуют гипотезы, но теории еще нет, факты пока не выстраиваются в теорию, гипотезы еще не получили достаточного подтверждения. Пока еще не доказано ни теплозащитное значение окраски, ни действенность ее как защиты от ультрафиолетовых лучей, губительных для клеток. Но что же все-таки значит окраска насекомых, для чего она служит? Неужели так и закончить эту главку грустным вопросительным знаком? Нет, лучше все-таки восклицательным, который стоит в конце одной из прекрасных книг Реми Шовена.

«Наука идет вперед, пусть же ученый, не отставая, шагает с ней в ногу. В настоящий момент биологическая наука, и именно наука о насекомых, смотрит на природу глазами новичка. Но она ждет того, кто поможет ей подняться на следующую ступень… Не будем же закрывать глаза, не будем отказываться от нашей способности наблюдать только из-за того, что наблюдения приводят нас к сложнейшей проблеме… Итак, не колеблясь, вперед к новым экспериментам! Нужно уметь дерзать!»