Оксана Ларина - Удивительные явления природы
Медоносные пчелы очень эффективно используют свой мозг. Пчелы умеют распознавать цвет и форму цветка, танцем показывать направление к улью. Пчелы владеют самым сложным языком символов по сравнению с остальными живыми существами на Земле, за исключением приматов. И все это пчелы умудряются осуществить при мозге, на пять порядков меньшем, нежели человеческий. При этом у пчел всего лишь в четыре раза больше нейронов, чем у плодовых мушек, лишенных видимых форм общения. Не так давно исследователи выяснили, что некоторые гены, отвечающие за развитие нервной системы плодовых мушек, у пчел изменили свою функцию и контролируют их способность принимать различные социальные роли.
Летящие к свету
Привычное явление: насекомые летят на свет. Каждый видел комаров, вьющихся вокруг лампы под вечер, или суицидально настроенных бабочек, несущихся в костер.
Стремление насекомых к свету таит в себе немало загадок. Поначалу ученые считали, что в организме насекомых существует светочувствительное или, наоборот, антисветовое вещество, особые клетки, заставляющие насекомых лететь к свету или прятаться от него. Но эту теорию не удалось доказать. Позднее Ж. Леб, американский исследователь, предположил, что стремление насекомых к свету является механическим. Проще говоря, если с правой стороны насекомого свет ярче, то мышцы противоположной стороны получают больший раздражитель, работают более активно, и насекомое поворачивается к свету левой стороной. Прямо насекомое движется только в том случае, если свет с одинаковой силой падает в оба глаза. Леб даже сконструировал аппарат, обладавший «глазами» – фотоэлементами, который катился налево при освещении справа, и наоборот. Казалось бы, все объяснено и доказано.
Но не тут-то было. Ученые, тщательно исследовав насекомых, не обнаружили у них и намеков на светочувствительное вещество. Теория Леба потерпела крах при следующем эксперименте: бабочке замазали глаза, но она даже без зрения нашла путь к лампе.
Затем ученые выяснили, что насекомые реагируют и на не видимый человеком ультрафиолетовый свет, на освещенный экран, более светлый участок помещения.
В настоящее время большинство исследователей придерживаются довольно романтичной версии, согласно которой любой свет для насекомых – признак свободного пространства, отсутствия препятствий. Оказываясь же вблизи источника яркого света, насекомые теряют ориентацию. Именно поэтому они гибнут от жары или огня, бьются о стекла.
Последняя точка зрения на данный момент считается наиболее убедительной, хотя и требует дополнительного подкрепления фактическим материалом. К тому же ряд вопросов до сих пор остается открытым. Например, как объяснить, что бабочка, не видя света, летит к нему? Может быть, она просто видит не глазами? Уже появилось предположение о том, что бабочки «видят» свет с помощью усиков.
Путешественники
Итак, ученые пытаются понять, каким образом насекомые ориентируются в пространстве. Интересует их и еще одна способность насекомых – преодолевать значительные расстояния. В истории сохранились сведения о том, как стая саранчи перелетела Красное море. Известен и такой случай: саранча перелетела из Южного Марокко в Португалию, за сутки преодолев почти тысячу километров. Видели стаю саранчи в двух тысячах километров от берега, над Атлантическим океаном.
Науке известны случаи перелета божьих коровок на большие расстояния. Ежегодно эти насекомые летают на зимовки. Совершают перелеты и стрекозы. Но наиболее известны перелеты бабочек. Первые сведения о перелете бабочек в Европе относятся к 1100 году. О перелетах бабочек много написано.
Миграция бабочек, по предположениям ученых, необходима для продолжения рода, для выживания вида. Конечно, многие бабочки погибнут в пути, но какое-то количество их выживет, доберется до места и выведет потомство. Например, репейницы откладывают множество яиц. И если бы часть бабочек не улетала, то появившиеся гусеницы уничтожили бы все кормовые растения и бабочки вымерли бы. Но репейницы улетают, тем самым спасая свой вид от вымирания.
Ежегодно совершает перелеты из Канады на юг бабочка-монарх, обитающая в Северной и Центральной Америке. В Калифорнии, Мексике или Флориде бабочки проводят всю зиму, сидя неподвижно на деревьях. Весной они летят обратно на север. Впрочем, некоторые из них предпочитают другой путь: в Европу, Австралию и Новую Зеландию.
В настоящее время для изучения перелетов бабочек созданы специальные станции, на которых насекомых метят: на нижнее крыло наносят опознавательный знак.
Хотя перелетами бабочек исследователи заинтересовались сравнительно недавно, выяснилось уже немало. Например, чаще всего совершают перелеты уже упоминавшиеся репейницы , а также капустницы, адмиралы, желтушки и некоторые виды бражников . Выяснили ученые также пути, по которым летят бабочки. Нередко насекомые перемещаются вдоль русел рек. Обычно они летят невысоко над землей, поднимаясь вверх лишь в крайних случаях. Но при этом нередко бабочки летят через горы, где множество путешественниц гибнет на ледниках.
Репейницы, желтушки и капустницы летают огромными стаями, адмиралы – в одиночку или небольшими стаями. Причем собираются они в стайки лишь перед перелетом через горы. И сразу возникает ряд вопросов: поджидают ли бабочки друг друга у подножия гор? Как они определяют, сколько путешественниц должны составлять одну стаю? Зачем им собираться в стаи для преодоления гор?
Исследователи выяснили, что некоторые бабочки совершают перелеты каждый год, а другие – раз в несколько лет. Путешествие начинается при изменении светового дня. Известно, что бабочки осваивают новые территории, если климат им подходит и растительность годится для еды.
Но многое в перелетах бабочек до сих пор остается непонятным. Основных вопросов два: как насекомые умудряются совершать дальние перелеты и каким образом находят дорогу?
Крылья дневных бабочек очень слабы, а летают насекомые медленно. Конечно, крылья насекомых приспособлены создавать воздушные волны, благодаря которым бабочки легко взлетают и держатся в воздухе. Чешуйки, покрывающие крылья, увеличивают их подъемную силу на 15 %. На лету бабочки могут экономить энергию, часть пути планируя. Передвигается бабочка со скоростью 7–14 километров в час против ветра или 30–35 километров в час по ветру. А каково расстояние между Европой и Африкой? Сколько раз бабочке нужно взмахнуть крыльями? Каким должен быть запас прочности насекомого?
На вопрос об умении бабочек ориентироваться в пространстве предлагается множество ответов: ориентация по солнцу, по поляризованному свету, ультрафиолетовым лучам, использование неизвестных человеку ориентиров или сигналов. Но как бабочки определяют скорость, учитывают ветер? Ведь ветер очень важен для большекрылых насекомых. Если ветер попутный, он может значительно облегчить путь. А если он встречный или боковой, сносит с проложенного курса? Даже птицам ветер нередко мешает, а для бабочек любой ветер – сильный. Неужели у них есть какое-то приспособление, позволяющее регулировать силу ветра, делать поправки к маршруту? А может быть, бабочки ориентируются не по солнцу, а по магнитным полям?
Попытка выяснить воздействие на насекомых ветра предпринималась несколько десятилетий назад. Причем мысль о подобном эксперименте возникла при изучении мясной мухи. Исследователи решили разобраться, какую роль играют у нее группы чувствительных нервных клеток в местах сочленения усиков с головой. Ученые ввели в эти клетки электроды, перехватывающие сигналы, надели на муху поясок и поместили насекомое в аэродинамическую трубу. Пока воздух в трубе был неподвижным, клетки бездействовали. Но когда воздух начал двигаться, в мозг мухи с одинаковой частотой стали передаваться сигналы-импульсы. Воздух стал двигаться быстрее, и сигналы участились, с замедлением воздушного потока сигналы также замедлились. Исследователи предположили, что в основании усиков мухи находится своеобразный «спидометр» – указатель скорости ветра. Принцип действия его следующий: ветер отгибает усики, и величина отгибания воспринимается чувствительными клетками, сигналы передаются в мозг. Мозг немедленно реагирует.
Этот факт был подтвержден дальнейшими опытами в аэродинамической трубе. Ученые продолжили опыты и стали отгибать усики мухи искусственно, в безветрие. Импульсы передавались так, словно муха преодолевает определенное сопротивление ветра. Такой «спидометр» позволяет мухе автоматически менять скорость полета, угол наклона крыльев, маневрировать.
Возможно, подобный «спидометр» будет обнаружен и у бабочек.
Насекомые и магнитные поля
Вокруг нас множество магнитных волн. Галактика, Солнце, Земля – все небесные объекты порождают большое количество невидимых волн. Исследователи решили проверить, воздействуют ли магнитные волны на насекомых. Давно выяснилось, что мухи, попадая в сильное магнитное поле, сначала возбуждаются, а потом успокаиваются и усаживаются вдоль магнитного поля или перпендикулярно к нему. Таким же образом ведут себя и другие насекомые, а некоторые поступают так не только во время опытов, но и в естественных условиях. Например, термиты, отдыхая, располагаются либо строго по магнитному полю, либо перпендикулярно к нему. Ученые провели ряд опытов. Термитов помещали в металлическую коробку и ставили на сильный магнит. Через какое-то время термиты выстраивались вдоль новых силовых линий.
