Текст книги "Соседи по планете. Насекомые"

Автор книги: Юрий Дмитриев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 23 страниц)

Если потомство не будет обеспечено едой, оно погибнет, едва появившись на свет. И в конце концов весь вид полностью исчезнет.

Это – второе.

Но не только личинки без привлекающих запахов – и взрослые – во всяком случае многие – оказались бы в критическом положении: не имея возможности отыскать еду, погибли бы от голода. А это тоже привело бы к исчезновению всего вида.

Это – третье.

Однако как ни важны привлекающие запахи, только ими насекомые не могли бы обойтись.

Вот лишь один пример. Мы с тобой знаем, что наездники откладывают яички в гусениц. Из яичек появляются личинки, которые живут в гусенице и питаются ее тканями. У некоторых наездников из яичка появляется одна личинка, у многих из одного яичка – несколько десятков. Но сколько бы ни появилось личинок, пищи им всегда хватает. Однако может произойти такое: в одну и ту же гусеницу отложат свои яички несколько наездников. Тогда личинок появится гораздо больше, пищи всем не хватит, и личинки погибнут. Но так никогда не происходит, потому что, отложив в гусеницу яички, наездник помечает эту гусеницу своим запахом, как бы вывешивая объявление: «Место занято». Такие пахучие следы, метки, ученые называют «одмихнионы», от греческих слов «одми» – «запах» и «ихнион» – «след».

Для многих насекомых одмихнионы играют важную роль, но самое большое значение они имеют для общественных насекомых – муравьев, пчел, термитов.

Всякий человек, наверное, видел муравьиные дорожки, но, очевидно, мало кто знает, что по этим дорожкам муравьи бегают благодаря запаху, которым помечены эти дорожки. Но дело не только в дорогах. Найдя подходящую еду, муравей отмечает путь к ней, чтоб самому не заблудиться и чтоб его сородичи нашли путь к этой еде. Некоторые виды муравьев нередко метками указывают и величину или размер добычи. Узнав об этом, люди столкнулись с множеством других загадок. Например, почему муравьи постоянно не бегают по одним и тем же следам? Или: как они находят дорогу именно в свой дом, а не попадают в чужие, идя по пахучему следу собрата?

И тут выяснилось, что муравьи различают запахи не только своих близких родственников – муравьев того же вида, но могут определить, из какого он муравейника – своего или чужого. Так что путаницы не получается.

Не бегают муравьи постоянно и по одним и тем же следам. То есть по своим дорожкам они бегают постоянно, но только лишь потому, что пахучие следы на них все время обновляются. Если же муравей не повторит своего пахучего следа (например, найденная где-то добыча съедена или перенесена в муравейник), запах вскоре исчезает и уже никого не введет в заблуждение.

Запах, присущий определенному виду (некоторые ученые считают даже, что он специфичен для каждого муравейника), служит не только указателем к дому, но и пропуском в этот дом. Если вдруг в муравейник вздумает забрести посторонний, его узнают по запаху и прогонят. Причем запах – единственный «документ», единственное «удостоверение личности»: если измазать муравья запахом муравья другого вида, его немедленно изгонят свои же собратья и он будет допущен обратно лишь после того, как чужой запах испарится. Мало того, запах – не только документ о «прописке», это документ вообще на право существования. Если живого муравьишку испачкать запахом мертвого и подложить в муравейник, его немедленно вынесут и выбросят «на кладбище», то есть в то место, куда относят муравьи своих погибших собратьев. И напрасно живой муравей будет сопротивляться, напрасно всеми доступными ему средствами будет доказывать, что он живой, – не поможет. Да, муравьи видят, что тащат не труп, а живого собрата, но это их не касается – запаху они верят больше всего.

Железы, вырабатывающие одмихнионы, у муравьев обычно находятся на брюшке, и метят муравьи все, что им нужно, кончиком брюшка. У шмелей тоже есть подобные железы, но находятся они на голове, у основания челюстей (жвал). В поисках подруги шмель совершает регулярные облеты и слегка покусывает листочки на деревьях или кустарниках, оставляя пахучие метки. По этим меткам шмель-самка сориентируется и найдет шмеля-самца.

Тот же принцип сохраняется у шмелей и у некоторых видов пчел, когда надо пометить дорогу к источнику пищи: разведчики, нашедшие достаточное количество цветов, на обратном пути покусывают время от времени листочки растений, как бы расставляя путевые указатели. Причем чем ближе к цели, тем запах сильнее.

Считалось, что медоносные пчелы не нуждаются в подобных вехах-указателях. Но вот известный русский зоолог Н. В. Насонов еще в 1883 году обнаружил у них пахучие железы, получившие впоследствии название железы Насонова. Долгое время биологическое значение этой железы было неясно, а когда люди узнали о танцах пчел, которыми они указывают своим сородичам направление к источнику еды и сообщают о расстоянии до него, значение пахучей железы стало еще менее понятным. Лишь недавно удалось узнать значение этой железы.

На основании сведений, полученных от танцующей пчелы-разведчицы, остальные пчелы выбирают направление и летят по нему до тех пор, пока не начинают чувствовать запах цветов. Но есть немало медоносов, запах которых слишком слаб и не воспринимается пчелами. Вот тут-то, оказывается, и вступает в действие запах, вырабатываемый железой Насонова. Пчела-разведчица выпускает в воздух пахучее вещество, которым как бы помечает место и которое служит остальным пчелам ориентиром и указателем: вот тут есть еда.

Как и муравьям, запах служит пчелам путеводной нитью к дому (только муравьи оставляют его на земле, а пчелы – в воздухе), служит «пропуском» в улей.

У муравьев, пчел, некоторых видов ос есть еще один специфический запах, свойственный лишь общественным насекомым, сигнал тревоги – торибоны (от греческого слова «терибейн» – «тревога»). Почему эти запахи свойственны лишь общественным насекомым, понятно: ведь насекомым-одиночкам незачем подавать сигналы, некого звать на помощь или предупреждать об опасности, наконец, им нечего защищать – у них, как правило, нет дома. Поэтому человек, допустим, может совершенно безнаказанно поймать любое одиночное насекомое. В крайнем случае он рискует быть ужаленным или укушенным.

Другое дело, если человек посягнул на гнездо бумажных ос, например. И дело не в том, что его ужалит одна-две осы. Именно эта одна оса может «натравить» на человека всех обитателей гнезда. Прежде чем ужалить, общественная оса обрызгивает врага мелкими капельками пахучего «вещества тревоги». Это вещество, смешанное с ядом, служит сигналом для других ос. И чем их больше налетает, тем сильнее «звучит» сигнал тревоги, а он, в свою очередь, является сигналом атаки.

Еще активнее проявляется агрессивность у пчел. Достаточно одной пчеле вонзить жало в кожу врага, как тут же на него набрасываются десятки других, причем каждая старается вонзить жало поблизости от того места, куда ужалила предыдущая.

Жало пчелы имеет 12 зазубрин, направленных остриями назад. Вонзив его, допустим, в кожу человека, рабочая пчела уже не может вытащить жало обратно. Оно отрывается вместе со всем жалящим аппаратом и железой, вырабатывающей торибоны. При этом пчела гибнет, но яд некоторое время продолжает поступать в тело врага, и он еще некоторое время остается помеченным торибоном, который вызывает агрессию других пчел.

Механизм и принцип пользования торибонами у пчел и общественных ос схож и довольно однотипен. Другое дело – муравьи.

Муравьи выделяют торибоны не только в момент нападения, гораздо чаще это предварительный, призывный, мобилизующий сигнал. Или сигнал, который можно было бы перевести, как крик «спасайся, кто может!».

Почувствовав опасность, муравей выделяет торибон, который быстро распространяется вокруг и принимает форму шара. Обычно шар этот невелик – не более 6 сантиметров в диаметре. Сохраняется он тоже не долго – несколько секунд. Однако и величина и время распространения запаха достаточны для того, чтоб сориентироваться. Если тревога ложная, паники не будет: запах тревоги почувствуют лишь находящиеся поблизости насекомые и не прореагируют на него. Если же тревога настоящая, то пахучие вещества начнут выделять и другие муравьи, «шар» станет увеличиваться в размерах, запах проникнет во все уголки муравейника и мобилизует все его население.

Муравьи разных видов при опасности ведут себя по-разному: одни, почувствовав сигнал тревоги, немедленно бросаются в бой, другие, как, например, муравьи-жнецы, закапываются в землю, третьи удирают, захватив куколок и личинок, а у муравьев-листорезов реакция на торибоны смешанная: одни убегают, взяв с собой драгоценную ношу, другие – солдаты, – раскрыв челюсти, бросаются на врага, причем запах их так возбуждает, что, и прогнав врага, они не могут успокоиться и начинают терзать друг друга. Даже если тревога оказывается ложной и врага нет, солдаты листорезов разрывают друг друга на части.

Из приведенных примеров очевиден биологический смысл запахов, ясно, какую огромную роль играют они в жизни насекомых. Однако запахи не только привлекают насекомых друг к другу или к источникам пищи, не только служат ориентирами и метками, не только являются сигналами тревоги, но регулируют поведение. Недаром же вещества, регулирующие поведение, названы этофионами: от греческого «этос» – «обычай» и «фиейн» – «творить». Этофионы, казалось бы, менее активны, чем, например, эпагоны, заставляющие бабочек лететь за многие километры, или чем торибоны, мгновенно мобилизующие весь улей на борьбу с врагом. И тем не менее многим насекомым они необходимы. Без этих веществ у насекомых не проявятся жизненно важные инстинкты, не выработается необходимая им линия поведения.

Рабочие муравьи, как известно, кормят личинок. Но что заставляет их это делать? Оказывается, сами же личинки, вернее, пахучее вещество, которое они выделяют. Рабочие муравьи, привлеченные запахом, с удовольствием слизывают этофионы с покрова личинок, и это вызывает реакцию кормления. Но вот что-то случилось – личинки перестали выделять пахучие вещества. Мы знаем, что это произойдет, если воздух станет слишком сух или будет слишком светло в помещении, где находятся личинки. Но рабочие муравьи этого не знают. Однако отсутствие выделений и запаха заставит их перенести личинок в другое место. И тем самым спасти.

Еще любопытнее взаимоотношения между личинками и взрослыми у американских кочевых муравьев. Муравьи эти названы так недаром: оседлая жизнь их неожиданно кончается, и они отправляются странствовать. Странствуют муравьи 18–19 суток, двигаясь, правда, только по ночам, затем опять следует долгая стоянка.

Причиной такого необычного поведения муравьев являются личинки. Точнее, пахучие вещества, которые они выделяют. Эти пахучие вещества слизываются взрослыми муравьями и заставляют их двигаться куда глаза глядят. Но вот на 18-й или 19-й день личинки окукливаются, и муравьи сразу теряют охоту к перемене мест. Проходит довольно много времени, а муравьи вроде бы и не собираются в путь. Наоборот, в их стойбище происходят события, явно не располагающие к путешествиям: самка откладывает яйца, причем с каждым днем становится все плодовитее. Затем из яиц появляются личинки, и вдруг в одну прекрасную ночь муравьи подхватывают личинок, и весь «табор» отправляется в путь. Это значит, личинки начали выделять этофион. 18 или 19 ночей будут двигаться муравьи, пока личинки не перестанут выделять стимулирующие к переходам вещества. Тогда на некоторое время наступит оседлая жизнь. А потом все повторится.

Этофионы, сильно влияющие на поведение, имеются и у саранчи. Личинки саранчи, так называемая пешая саранча, или саранчуки, живут отдельно от своих родителей: выводятся из яичек, которые саранча откладывает в землю во время своих странствований. Но рано или поздно саранчуки встречаются со своими родителями. И тут саранчуки начинают волноваться, усики их, задние ноги и части ротового аппарата начинают быстро вибрировать, сами личинки суетятся, нервничают, толкают друг друга. И вдруг саранчук сбрасывает свою зеленую шкурку, становится черно-рыжим, у него появляются крылья. В эту минуту саранчук стал взрослой саранчой, готовой немедленно взлететь. А произошло все это из-за пахучего вещества, которое выделяют взрослые самцы и которое так сильно действует на саранчуков. Настолько сильно, что они буквально на глазах «взрослеют».

В обыденной жизни сейчас часто можно услышать выражение «химический язык животных». Имеются в виду различные сигналы, которые животные подают друг другу запахами. В принципе, конечно, это верно: и запах тревоги, и привлекающий запах, и различные метки и следы – это язык, команды или приказы, предупреждения и так далее. В широком смысле все запахи могут считаться «химическим языком». Но, считают ученые, есть и специальные запахи для обмена конкретной информацией. Замечено, например, что при встрече два муравья часто касаются друг друга усиками или похлопывают усиками один другого по спине. После этого поведение одного или обоих муравьев изменяется – например, они изменяют направление, по которому до этого шли. Ученые считают, что основную роль в изменении поведения насекомого в данном случае сыграло не прикосновение усиков, а запах, который почувствовало насекомое. Но что это за запах, какова его природа и назначение, еще не ясно. Американский ученый Э. Вильсон, занимающийся изучением этого рода информации, считает, что для обеспечения согласованных действий внутри одной муравьиной семьи используется до 10 различных «информационных» запахов. Но фактически их, очевидно, гораздо больше. У пчел, во всяком случае, сейчас уже удалось обнаружить более трех десятков химических веществ, которые они используют для обмена информацией. А ведь изучение этого рода «языка» только начинается.

Зато еще одно значение запахов в жизни насекомых изучено прекрасно. Они служат для защиты от врагов (вещества, издающие эти запахи, называются «аминоны», что в переводе с греческого означает «отгонять»). Действительно, кто захочет иметь дело, например, с так называемым лесным клопом? Из-за неприятного запаха его даже рассматривать неприятно, хотя он довольно красив. А клопу только это и надо – недаром же он своими передними лапками старательно сам себя вымазывает пахучей жидкостью, которую выделяют железы, находящиеся у него на груди.

Выделяют неприятный запах при опасности и жужелицы, и тараканы, и многие другие насекомые или личинки. При этом они бывают, как правило, ярко и броско окрашены, чтоб враги легче их запомнили.

Можно еще много говорить о запахах, которые играют огромную роль в жизни насекомых, о многочисленных удивительных устройствах их аппаратов и органов, благодаря которым эти запахи выделяются или воспринимаются. Люди отдали и отдают много сил, чтоб разобраться во всем этом, понять и значение запахов в жизни шестиногих, и как они ими пользуются, и как воспринимают.

А ведь порой это очень и очень нелегко!

Когда ученые не только задались целью выяснить, что же собой представляет обоняние насекомых, но и благодаря развитию техники получили возможность проделать опыты в лаборатории, понадобилось выделить в чистом виде вещество, издающее привлекающий запах.

Немецкий химик Бутенинд, удостоенный Нобелевской премии за свою работу по выявлению биологического значения запахов в жизни насекомых, решил выделить вещества, издающие необходимый насекомым запах. Начал он свою работу в 1938 году, окончил – в 1959-м. За эти 20 лет он собрал 12 миллиграммов пахучего вещества, «отобрав» его у 500 тысяч самок непарного шелкопряда. Американскому ученому М. Джекобсону повезло больше: он работал тоже с непарным шелкопрядом, тоже использовал полмиллиона бабочек, но за 30 лет работы ему удалось собрать 20 миллиграммов пахучего вещества!

Еще труднее пришлось тогда, когда потребовалось выделить пахучие вещества тараканов. Для этого пришлось десять тысяч самок тараканов держать в специальных сосудах, соединенных трубочками с холодильниками. Воздух из сосудов поступал в холодильник, оседал там в виде тумана, а потом, путем очень сложных химических манипуляций, из этого тумана выделяли пахучие вещества.

За девять месяцев было получено 12 миллиграммов этого вещества.

Менее полутора миллиграммов пахучего вещества удалось добыть из 30 с лишним тысяч самок соснового пилильщика. Можно привести еще немало примеров того, каких трудов стоят хотя бы такие опыты. Но, наверное, уже назрел законный вопрос: а зачем все это надо?

Действительно, стоит ли дело такого труда и, безусловно, немалых затрат?

Ну, начнем с того, что в науке ничем нельзя пренебрегать. А тем более таким удивительным и значительным фактом. Едва начав изучение обонятельных способностей насекомых, ученые нашли и практическое применение этим способностям. Вернее, нашли новое средство борьбы с вредителями.

Еще Фабр, затем Фабри показали, что насекомые не только преодолевают огромные расстояния, повинуясь зову-запаху, но и собираются в больших количествах. Дальнейшие исследования подтвердили это и многое уточнили. Так, например, наблюдения, проведенные в полевых условиях, показали, что одна самка соснового пилильщика может привлечь более 11 тысяч самцов. А что, если…

Конечно, добывать привлекающие вещества – трудное и долгое дело, это можно позволить себе лишь для науки. А для практики – свое слово сказали химики. Им удалось синтезировать, искусственно сделать вещества, полностью соответствующие тем, которые выделяют насекомые. И вот уже самолеты разбрасывают над японскими островами крошечные кусочки изоляционного материала, пропитанного таким веществом.

Мы, конечно, не можем точно сказать, что произошло с плодовыми мухами, против которых была предпринята эта акция. Но можем представить себе, как растерялись они, как метались от одного куска с приманкой к другому, не понимая, что происходит. Приманкам они отдавали предпочтение, так как запах, исходивший от них, был активнее, чем запах, издаваемый живыми сородичами.

Да, как вели себя насекомые, мы можем себе только представлять. Но вот результат мы знаем точно: количество мух на этих островах после такой «атаки» сократилось на 99 процентов.

Это один способ борьбы. Есть и другие. Например, ловушки, в которые кладут пахучие приманки. Уже не только опыты, но и практика показала положительные стороны такого метода. Он избавляет людей от необходимости изготовлять и разбрасывать тонны химикатов, которые, с одной стороны, опасны для всего живого, с другой – не могут служить верным средством против вредителей, так как, мы теперь это знаем, со временем насекомые привыкают к ядам. А к запахам насекомые никогда не привыкнут.

Практически же это выглядит так: на северо-востоке США ежегодно вывешиваются около 30 тысяч подобных ловушек. И ежегодно несколько десятков миллионов насекомых попадают в них.

У химиков и биологов в этом направлении еще много работы. Например, известны привлекающие запахи, действующие на несколько десятков видов насекомых. Но до сих пор, несмотря на все усилия, искусственно удалось создать запахи, привлекающие лишь 7 видов.

Пока ведутся работы по созданию веществ, привлекающих насекомых одного пола к другому, ученые интересуются созданием «пищевых» привлекательных веществ и созданием ловушек по этому принципу. Опыты по привлечению плодовых мух в ловушки, где находится вещество с запахом гвоздики, или древоточцев, – в ловушки, где находится вещество, издающее смолистый запах, показали, что такой вариант борьбы с вредителями тоже вполне реален.

Известно, как опасны личинки майских жуков. И как трудно бороться с ними – ведь живут они в земле. Но вот недавно было установлено, что дорогу к корням растений новорожденная личинка (а ведь появляется она из яйца не обязательно вблизи будущего источника пищи) находит по повышенной концентрации углекислоты, выделяемой корнями. И вот уже разработан новый метод борьбы с этими личинками: в землю в определенном месте вводят шприцем углекислоту. Личинки собираются в этом месте, и их легко уничтожать.

А канадский биолог Райт предложил простой и эффективный способ борьбы с комарами, исходя из их удивительной запахочувствительности. Он придумал ловушку, состоящую из ванночки с водой и горящей свечи. Комаров, как мы уже говорили, привлекает влага, тепло и углекислый газ. Влага – это нагретая вода; тепло и углекислый газ дает горящая свеча. Комары на эту приманку летят издалека. И тут с ними можно делать что угодно – травить или механически истреблять.

Комаров привлекает тепло, влага и углекислый газ.

Способ, предложенный доктором Райтом, остроумен, но практически не очень применим. Во всяком случае в больших масштабах. Гораздо перспективней другой, тоже основанный на тонком и специфическом обонянии комаров. Кровь, которую комарихи высасывают у теплокровных животных, нужна для скорого созревания яиц. А откладывают их комарихи в места, на которые им указывает другой специфический запах. Люди узнали, что это запах, характерный для стоячих вод и болот. И вот появилась надежда, что удастся искусственно создать вещество, издающее подобный запах. Если это произойдет, «комариная проблема» будет во многом решена. Во всяком случае можно будет регулировать количество комаров, заставляя их откладывать яички в такие места, где эти яички легко уничтожить.

А нельзя ли, зная это, устроить ловушку для кровососов?

Мы теперь знаем, что взрослая саранча, выделяя определенный запах, способствует скорейшему созреванию, вырастанию, превращению во взрослых насекомых саранчуков, то есть личинок. А нельзя ли наоборот замедлить развитие особей? Об этом задумались американские ученые Вильямс и Уоллер. И выяснили: так же, как определенные вещества ускоряют развитие насекомых, другие вещества могут затормозить их развитие, вообще не дать им повзрослеть.

Как видим, работа ведется во всех направлениях. Еще много неудач, связанных главным образом с тем, что мы плохо знаем наших шестиногих соседей по планете. Например, в некоторые ловушки, расставленные для насекомых-вредителей и снабженных привлекающим именно этих насекомых запахом, попадаются в большом количестве пчелы. Почему? Пока неясно.

Долгое время американские ученые искали способ борьбы с одним из самых грозных сельскохозяйственных вредителей в США – непарным шелкопрядом.

Сравнительно недавно американские ученые начали приманивать самцов в определенные места запахом самки. Это давало возможность, во-первых, выяснить, сколько находится вредителей в данной местности (самцы прилетали из района, имеющего радиус 4 километра), во-вторых, прилетевших самцов удавалось легко уничтожить, а в-третьих, если даже их и не уничтожали, то сбивали с пути и не давали возможности отыскать самку.

Однако трудность такой борьбы заключалась в том, что химикам никак не удавалось создать искусственно пахучее вещество шелкопрядов. Приходилось специально выращивать большое количество бабочек, затем разводить в спирте части их брюшка, на которых находятся пахучие железки, и пользоваться этим «настоем» для привлечения самцов. Но вот совсем недавно химикам удалось сделать искусственную пахучую жидкость непарного шелкопряда. Если она действительно будет полностью соответствовать естественной, это откроет огромные перспективы в борьбе с опасным вредителем.

К сожалению, у людей есть печальный опыт: уже были созданы искусственные аттрактанты, ни по химическим, ни по прочим показателям вроде бы не отличающиеся от естественных. Но конкуренции с естественными они не выдерживали. И почему, до сих пор неясно.

В борьбе с насекомыми используется и метод отпугивания с помощью репеллентов. Собственно, это не в полном смысле борьба, так как насекомое не уничтожается, оно просто изгоняется из определенного места. Но иногда и это бывает очень важно.

Одно время наиболее известным и популярным репеллентом был нафталин, широко применявшийся для отпугивания некоторых видов моли. Он действовал безотказно, но вдруг эффективность его уменьшилась. Впрочем, конечно, не вдруг – у насекомых постепенно вырабатывался иммунитет к этому запаху. И теперь он их отпугивает значительно меньше. Для неспециалистов этот вопрос предельно ясен: моль привыкла к нафталину. Для специалистов это серьезная проблема. Ведь репелленты применяются не только против моли.

Нечто подобное происходит и со многими кровососами, привыкающими, причем довольно быстро, к различным репеллентам. А ведь создавать постоянно новые очень сложно. Но это приходится делать, пока энтомологи стараются понять, что же происходит с насекомыми, привыкающими к репеллентам, как генетически передается от поколения к поколению это «привыкание».

В общем, запахи открывают еще одну новую и очень интересную страницу в истории отношений людей и насекомых. Пока эта страница только приоткрыта. Но уже ясно, какие перспективы открывает изучение запахов. Ведь очень возможно, что с помощью запахов люди смогут не только бороться с вредящими насекомыми, но и вообще управлять поведением шестиногих!