Юрий Дмитриев - Соседи по планете Насекомые
Да, если бы у конструкторов и изобретателей в свое время имелась возможность все это увидеть, очень вероятно, что двигатель внутреннего сгорания был бы создан гораздо раньше и произошло бы это намного проще.
Примеров того, что могло бы произойти, будь люди более внимательны к насекомым, можно привести много. Но дело, конечно, еще и во времени. Очень может быть, что и изобретатели и конструкторы, даже что-то увидев и поняв, не смогли бы это увиденное позаимствовать и применить на практике.
Должно было наступить определенное время, должна была произойти встреча ученых. И такое время наступило, и встреча произошла: встретились биологи, математики и конструкторы, чтоб заключить союз, чтоб дальше, дополняя друг друга и помогая один другому, постигать тайны природы и обращать их на пользу человеку.
Такая встреча состоялась, и такой союз был заключен совсем недавно. По нашей с тобой схеме если человеку разумному от роду 1 минута, а насекомым — 20 суток, то союзу инженеров, математиков и биологов — 0,001 секунды. Конечно, это очень и очень мало не только для серьезных открытий, но и даже для правильной постановки вопроса. Однако не надо забывать, что союз заключен не на голом месте, к встрече ученые и конструкторы готовились давно, пришли на нее со множеством фактов и множеством теорий. И именно благодаря этому в очень короткий срок людям удалось уже многое узнать и многое сделать.
Мы здесь с тобой не будем говорить об открытиях, которые сделали люди, изучая всех животных, и о приборах, которые они создали благодаря этим открытиям.
Нас пока интересуют лишь насекомые…
Начнем со зрения. Мы знаем, что глаза у насекомых необычные, состоящие из многих отдельных глазков, каждый из которых фиксирует определенную часть изображения, а все вместе дают полностью это изображение, но мозаично. Таким способом можно было репродуцировать очень точные микросхемы электронно-вычислительных машин. И сейчас такие репродукции делаются — многократное изображение дает фотоаппарат, снабженный почти полутора тысячами линз. Он сделан по типу глаза насекомого и даже называется «мушиный глаз».
Это самый простой пример. Есть и посложнее. Летчики, летающие через Северный полюс или вблизи него, вынуждены отказываться от магнитного компаса: он на полюсе и вблизи него бесполезен. Но ведь как-то ориентироваться надо. Пчела бы, конечно, нашла выход, она же способна видеть поляризованный свет и по нему определять направление. В разное время солнце, естественно, находится в разных местах неба, и, стало быть, освещенность неба в поляризованном свете тоже разная. Это и дало возможность конструкторам, ориентируясь на строение глаза пчелы, создать прибор — «кисточку Гейдингера», указывающий направление по освещенности неба в поляризованном свете.
Не менее интересен для изучения и слух насекомых. Американский профессор Пирс занимался звуковыми и слуховыми аппаратами насекомых, живущих в воде. Ему удалось выяснить очень важную вещь: до сих пор люди считали, что установить связь между судами под водой, не выводя звуковые сигналы в атмосферу, нельзя. А вот водные насекомые могут общаться между собой, не выводя свои звуковые сигналы из водной среды.
Открытие Пирса помогло создать аппарат для связи подводных лодок между собой.
Еще большие перспективы может открыть изучение уха кузнечика, то самое ухо, которое расположено на ноге и которое способно воспринимать мельчайшие колебания.
Землетрясения — страшный бич человечества. По данным ЮНЕСКО, на Земле ежегодно от землетрясений гибнет не менее 14 тысяч человек. Предотвратить землетрясения люди пока не могут. Но когда стало известно, что накопление разрушительной энергии происходит постепенно в глубине земной коры, появилась, кажется, возможность узнать о землетрясении заранее. Ведь можно узнать о начале этого накопления, о скорости нарастания энергии. Во всяком случае, этими вопросами уже занимаются во многих странах физики и инженеры. А недавно к ним присоединились и биологи.
Давно замечено, что многие животные накануне землетрясения покидают опасную зону. Многократные проверки подтвердили: в местах землетрясений почти не остается животных. Еще неизвестны причины, заставляющие их уходить: может быть, они слышат какие-то звуки, может быть, чувствуют малейшие колебания почвы? Но еще не открыты «аппараты», регистрирующие эти колебания. Правда, в 1967 году советские ученые открыли «сейсмический слух» у рыб, и это дает надежду нечто подобное открыть и у других животных. Пока же люди обратили серьезное внимание на кузнечика. Его «ухо», находящееся на ноге, — примитивный орган. Но он способен зарегистрировать землетрясение за многие тысячи километров. Если же кузнечик находится вблизи будущей катастрофы, то, безусловно, ее приближение он услышит задолго.
И вот кузнечик уже на лабораторном столе. И вот уже склонились над ним не только биологи, но и конструкторы, инженеры, математики. И вот уже делаются первые попытки создания сверхчувствительного аппарата по типу «уха» кузнечика. И если это удастся — сколько человеческих жизней будет спасено!
Аппараты, предсказывающие землетрясение, только еще начали свой путь по конструкторским бюро, а многие «сверхчувствительные носы» уже покинули их. Уже создано немало электронных и всяких прочих «носов», которые, по замыслу, должны соперничать с «носами» насекомых, но которые практически еще очень далеки от них.
Обыкновенная муха — бич человечества, разносчик заразы. И медики совершенно справедливо объявили мухам беспощадную войну. Конструкторов она интересует с другой точки зрения: узнав от биологов об удивительном чутье мухи, они мечтают создать индикатор, который улавливал бы запахи так, как муха. Такие приборы очень нужны. И пока одни конструкторы ломают голову над тем, как бы вырвать у мухи ее секрет, другие используют саму муху. Американский ученый Роберт Кей создал аппарат, способный по запаху обнаруживать присутствие ядовитых газов и поднимать тревогу. Аппарат очень важен и на шахтах, и в подводных лодках; и ученый не жалел усилий, чтобы создать его. Все было сделано на высшем уровне современной науки и техники, не удалось сделать только одного — чувствительного элемента, то есть датчика газов. И тогда Кей использовал живую муху. В мозг мухи, находящейся в одном из узлов аппарата, ввели микроэлектроды, улавливающие биотоки. Как только муха начинала чувствовать газ, биотоки менялись, а записывающие устройства тут же сообщали об этих изменениях, и автоматически включался сигнал тревоги.
Мухи — не единственные живые анализаторы, используемые людьми. Уже несколько лет на некоторых шахтах в США используются аппараты, где датчиками являются тараканы. Они улавливают такую концентрацию ядовитых газов, какую не способен уловить самый чувствительный прибор. Таракан реагирует на опасность немедленно, и автоматически включается сигнал тревоги. Не только органы чувств насекомых все больше интересуют ученых, интересует людей и полет шестиногих соседей по планете.
О крыльях уже говорилось достаточно. Но у насекомых есть и другие приспособления, помогающие им в полете. Кое-что из этих приспособлений уже использовано. Например, прибор, помогающий ориентировать положение самолета в воздухе, — гироскоп. Построен он на том же принципе, что и волчок: если волчок крутится, то плоскость, на которой он находится в это время, можно наклонить в любую сторону (если волчок, конечно, не соскользнет), и ось волчка при этом будет сохраняться в пространстве неподвижной. Но гироскоп по многим показателям перестал удовлетворять авиацию. Нужен был новый прибор. И муха подсказала, как его сделать.
Как муха ориентируется в пространстве, что помогает ей ровно лететь или после головокружительных фигур высшего пилотажа молниеносно выравнивать полет?
Оказывается — жужжальца. Те самые остатки второй пары крыльев, которые помогают мухе «заводить мотор» и о которых мы уже говорили с тобой.
Поначалу люди считали, что эти жужжальца просто придают мухе устойчивость в воздухе, как придает устойчивость человеку, идущему по канату, шест, который он держит в руках. Жужжальца даже назвали балансирами. Но, оказывается, эти жужжальца — прибор более совершенный, чем гироскоп. Жужжальца в полете все время вибрируют, будто крутятся волчком. И если муха изменяет свое положение в пространстве, он еще какое-то время продолжают по инерции сохранять прежнее положение. При этом касаются крошечных волосков, имеющих нервные окончания, а те немедленно сигнализируют в мозг. И муха сразу же выправляет свое положение. О быстроте ее реакции можно судить хотя бы потому, что сигнал проходит по рефлекторной дуге (от места раздражения — в мозг и обратно, к органу, получающему «команду») со скоростью 5 метров в секунду!
