Юрий Дмитриев - Соседи по планете Насекомые
А теперь давай посмотрим, что из себя представляет само крыло.
Тебе может повезти, и ты станешь свидетелем маленького чуда: где-нибудь в лесу или на берегу озера увидишь рождение бабочки или стрекозы. Может быть, не увидишь сам процесс рождения — он довольно короткий, но заметишь новорожденную бабочку: появившись из куколки, она еще несколько часов будет сидеть неподвижно. Новорожденную бабочку узнать легко: она совсем не такая, как мы обычно представляем себе бабочек, — у этой крылышки сморщены и висят, как мокрые тряпочки. Но постепенно они начинают распрямляться: в тоненькие, полые внутри жилочки, которыми пронизано все крыло (а многие так тонки, что мы их и не видим), под сильным — в несколько десятков атмосфер — давлением поступает воздух и кровь — гемолимфа. И крыло распрямляется. Поначалу оно похоже на мешочек, затем воздух отходит, и обе стенки мешочка плотно слипаются. У многих насекомых отходит и гемолимфа. Крыло становится плоским, сухим и очень прочным.
Человек совершенствовал свои творения… …природа — свои создания.Крылья бабочек в большинстве своем покрыты чешуйками, жилки (да и то не все) видны лишь с нижней стороны. Крылья стрекоз и мух прозрачны, и хорошо виден прочный каркас крыла. Он прочен, потому что, во-первых, жилки очень густо переплетены, во-вторых, многие жилки — полые трубочки, а это, как известно, придает особую надежность сооружению. Мембрана — тоненькая пленочка (точнее, две склеившихся или просто плотно прилегающих друг к другу пленочки) — сама по себе тоже достаточно прочна, но, натянутая на каркас, становится, естественно, во много раз прочнее.
О надежности крыльев свидетельствует хотя бы то, как насекомые их эксплуатируют. Мы уже говорили о том, сколько взмахов делает насекомое в секунду. А сколько это будет в течение всего дня? А в течение многих дней? Считают, что пчела за лето, перебираясь с цветка на цветок, летая из улья за взятком и обратно, покрывает расстояние в три раза больше длины экватора. Какова же нагрузка на крылья?
Однако дело не только в прекрасном, идеально усовершенствованном в течение многих тысячелетий крыле. У насекомых очень мощная мускулатура, позволяющая им летать с необыкновенной скоростью. Возможно, поначалу такое утверждение покажется довольно странным: о какой скорости может идти речь, если шмель, например, делает километров 18 в час, пчела — 10–12, а капустница вообще пролетает не больше 5–6 километров в час. Разве это скорость? Действительно, если сравнить абсолютную скорость шмеля и самолета «ТУ-104», легко выяснить, что скорость самолета в 50–60 раз больше шмелиной. Но если взять относительную скорость, то современный лайнер в минуту покроет расстояние примерно в 1,5–2 тысячи раз больше по сравнению с собственной длиной, шмель же пролетит в минуту расстояние в 10 тысяч раз больше собственного тела, муха — в 15 тысяч раз, а бабочка-бражник — в 23–25 тысяч раз.
Реактивный лайнер — сегодняшняя вершина самолетостроения — проигрывает насекомым не только в относительной скорости. Чтоб взлететь, ему нужен разбег; приземлиться и сразу стать неподвижным он тоже не может. А насекомые могут. Для этого у них есть множество приспособлений. У одних такими взлетными приспособлениями служат недоразвитые или редуцированные крылья — жужжальца. Насекомые быстро-быстро вибрируют этими маленькими палочками со вздутиями на концах, а затем «включают» крылья, которые начинают работать сразу на больших скоростях. Это дает возможность насекомому сразу взлететь. Кузнечик прыгает, «катапультируется», а один из видов жука «заводит мотор», быстро вращая средними ножками. Это создает первоначальную подъемную силу, помогающую жуку взлететь без разбега.
Но для того чтобы хорошо летать, мало уметь подниматься без разбега, мало иметь хорошие крылья — нужно иметь еще и прекрасный «двигатель». У насекомых такой есть. Вот два примера, свидетельствующие о том, какие отличные «моторы» у насекомых.
Для того чтобы продержаться час в воздухе, вертолету надо израсходовать горючее, вес которого равняется 4–5 процентам веса самого вертолета, а самолету — в 2,5 раза больше. (Примерно 12 процентов.) Саранча же за это время израсходует лишь 0,8 процента своего «горючего» — жирового запаса, пчела — 0,9 процента.
Еще труднее загадал загадку майский жук. Для того чтобы он мог летать, мощность его «мотора», то есть коэффициент подъемной силы, должен быть по крайней мере в три раза больше, чем он есть на самом деле. Почему же жук летает с таким маломощным «мотором»?
Когда-то, в середине прошлого века, во Франции был организован «Союз по уничтожению майского жука». Сейчас в США при Нью-Йоркском университете создана лаборатория по изучению полета майского жука. Говорят, там висит такой шутливый плакат: «Майский жук летает, нарушая все законы аэродинамики. Но он не знает об этом и продолжает летать». В этой шутке много правды. Ведь, казалось бы, все изучено, создана установка, которая позволяет с аптекарской точностью — до 0,000025 сантиметра — измерить смещение крыла. И все-таки пока тайна жука не раскрыта.
Но, очевидно, тут дело не в качестве и силе крыльев и «мотора» каждого в отдельности. Ведь это у самолета есть отдельно крылья и отдельно мотор, со своими особенностями, достоинствами и недостатками. У насекомых же крылья — это одновременно и мотор и собственно крылья, они выполняют роль подъемной силы и силы движущей.
Обычно мы говорим о количестве взмахов, говорим, что насекомые машут крыльями, и т. д. Но в прямом и общепринятом смысле так говорить о крыльях насекомых нельзя. Они и загребают воздух и толкают его, бьют по воздуху, причем то лицевой, то тыльной стороной, они служат и пропеллерами и веслами. Крыло насекомого постоянно меняет положение, а концы его при этом описывают восьмерки. Бабочки же, не способные делать своими крыльями такие «выкрутасы», умеют другое — создают воздушную волну и на ее гребне поднимаются вверх, передний край крыла, кроме того, все время делает волнистый изгиб, что тоже помогает в полете. Полет насекомых, и то очень относительно, изучен лишь теперь, когда на высокий уровень поднялись многие науки, объединившиеся в поисках. Однако до сих пор нет точной теории полета. Но гениальные прозорливцы чувствовали, что изучение полета насекомых станет необходимостью. Не случайно Леонардо да Винчи, мечтавший о создании летательного аппарата, считал, что наряду с крыльями птиц можно использовать и крылья насекомых. В своем дневнике он записал однажды: «Пойти во рвы Миланской крепости, чтобы увидеть летание стрекоз».
Не случайно К. Э. Циолковский считал, что развитие авиации невозможно «без тщательного изучения полета насекомых».
2. Ориентация и навигация
Говорят, известный немецкий ученый, занимавшийся вопросами зрения, Гельмгольц, был недоволен устройством человеческого глаза. «Если бы такой прибор мне принесли из мастерской, — будто бы заявил он однажды, — я бы немедленно вернул его на доработку». На что другой немецкий ученый, Геринг, тоже специалист в области зрения, заметил: «Если бы Гельмгольц знал, какие изумительные приспособления имеет человеческий глаз для регулировки и классификации проходящих через него изображений, то, безусловно, не вернул бы этот прибор в мастерскую, а оставил бы его у себя».
Конечно, Геринг был прав: глаз человека — это удивительный и очень совершенный аппарат.
Человеческий глаз видит многое, и для человека глаза — важнейший источник информации. Мы уже говорили, что по крайней мере 90 процентов сведений об окружающем нас мире мы получаем благодаря зрению. И тем не менее видим мы не так уж и много. Ощущение света для человека — это волна, световая волна длиной от четырех до восьми десятых микрона. За пределами этой длины мы слепы. А пчелы, например, или мухи видят ультрафиолетовые лучи, длина волны которых — три десятых микрона. Ультрафиолетовые лучи, как ты теперь знаешь, помогают насекомым находить дорогу к еде, но, может быть, они помогают им ориентироваться в пространстве или на местности?
В этой книге мы уже несколько раз обращались к одиночным осам. Они — знаменитые насекомые. И не только потому, что за ними наблюдал Фабр, описал их в своей замечательной книге и открыл не только широкой публике, но и ученому миру необыкновенные «способности» ос. Конечно, Фабр прославил ос. Но, очевидно, и занялся он ими потому, что осы стоили того.
И после Фабра ученые не раз обращались к осам, чтобы выведать у них разные тайны, проверить на них свои предположения и гипотезы.
Давай обратимся к осам и мы с тобой. Вспомним, что мы уже знаем: некоторые одиночные осы роют несколько гнезд, в которые в разное время откладывают яички. Личинки появляются на свет не одновременно. Очевидно, это «предусмотрено». Если бы они появились одновременно, оса не смогла бы всех сразу обеспечить пищей.
