Чувства животных и человека
Шрифт:
Комары-самки находят теплую кожу с помощью двух антенн, чувствительных к теплу. Хотя рецепторные образования у малярийного комара Anophelesедва достигают 3 миллиметров, а у комара Aedes, переносящего желтую лихорадку, они еще короче, эти насекомые могут изменять направление полета до тех пор, пока обе антенны не начнут получать одинаковое количество излучаемого тепла. И тогда комары-самки летят прямо вперед, иногда, если это нужно, на много метров, пока не отыщут своей теплокровной жертвы. Комары-самцы, напротив, пьют только сок растений и погибают вскоре после спаривания.
По ночам через оконные стекла или перегородки проходит достаточно тепла, чтобы привлечь летающих снаружи комаров-самок. Иногда их вьется так много около щелочек в раме окна, что гудение крыльев
Если самка комара повредит обе антенны и ее теплочувствительная поисковая система выйдет из строя, то самка сможет найти кровавую пищу лишь случайно. Такая же картина наблюдается и у «гигантских клопов» длиной 2,5 сантиметра; эти насекомые, живя в Южной и Центральной Америке, являются переносчиками болезни Чагаса. Однако такие огромные клопы могут обойтись и одной антенной. Они поворачивают ее по направлению к стеклянной палочке, которая всего лишь на несколько градусов теплее окружающей среды, и летят к этой палочке, ориентируясь по разнице температуры между дальним и ближним концами антенны.
Комары со своей тонкой чувствительностью к теплу как бы «бросают вызов» инженерам-изобретателям, которые постоянно стараются уменьшить размеры и вес аппаратуры для космических кораблей и других устройств, стремясь «миниатюризовать» ее. Но единственным критерием, по которому мы определяем, откуда приходит тепло, является пропорциональное уменьшение его интенсивности при удалении от теплового источника. Каково же это критическое расстояние от одного конца тела комара до другого, не говоря уже о расстоянии между концами его антенн? Ни одна пара миниатюрных термометров, созданных человеком, не покажет разницы в получаемом ими тепле, если их поместить на таком близком расстоянии друг от друга.
Эта антенна является далеко не самой совершенной системой восприятия излучаемого тепла, которую мог бы имитировать человек. Куриный клещ длиной меньше миллиметра вообще без всяких антенн по меньшей мере так же точно определяет направление, откуда идет тепло. С наступлением темноты, когда домашняя птица усядется на насест, эти крошечные создания выползают из щелей курятника в поисках теплой крови. Перед рассветом, когда поет петух и куры начинают просыпаться, клещи уползают обратно в щели и прячутся там весь день. Вероятно, в противном случае куры сбросили бы их днем, принимая «пылевые» ванны. А может быть, они уползают лишь потому, что не выносят дневной температуры кожи птицы, которая повышается так же, как и у просыпающегося утром человека.
Переселение куриных клещей ночью на теплые объекты иногда может привести к несколько неожиданным результатам. В электрических часах, висевших на стене одного курятника, скопилось так много паразитов, что остановился часовой механизм. Но даже в таком виде часы излучали тепло. Перед рассветом, однако, клещи уползли, и часы снова пошли. Возможно, на них упал ранний луч солнца, повысил их температуру на несколько градусов и выгнал клещей. Владелец курятника отнес часы в мастерскую, но там ему сказали, что они исправны. Тем не менее каждую ночь часы отставали на несколько часов. Так как часовщики работают только днем, пришлось проявить много изобретательности, чтобы найти истинную причину этого явления.
Излучаемое тепло, на которое реагируют клещи и комары, представляет собой невидимый инфракрасный свет, непосредственно следующий за красным в полном солнечном спектре. Очень много инфракрасных лучей испускает горячий утюг и совсем немного — теплокровное животное или моторчик работающих часов. Ночью можно осветить какие-нибудь объекты инфракрасными лучами, применяя специальную лампу с фильтром, задерживающим все лучи, на которые реагируют наши глаза. Но освещенные таким образом предметы можно увидеть только с помощью инфракрасных телескопов, таких, как « snooperscope» и « sniperscope», сконструированных первоначально для военных целей. Самое маленькое из известных нам приспособлений такого типа вместе с источником питания имеет вес и размеры обычного полевого бинокля. Более крупные устройства подобного рода вмонтированы в ракеты, такие, как « Sidewinder», которые предназначаются
Уже после того, как были изобретены чувствительные к излучаемому теплу устройства, биологи обнаружили, что в течение миллионов лет гремучие и другие ямкоголовые змеи пользуются весьма сходными приемами при отыскании добычи в темноте. У них по обе стороны головы, между носом и глазами, имеются два конических углубления, обрамленных по краям особыми клетками, чувствительными к излучаемому теплу (инфракрасным лучам). Так как энергия такого типа, подобно свету, распространяется прямолинейно, эти чувствительные органы получают тепловую радиацию, идущую только по определенным направлениям. Если бы это были глаза, то мы могли бы говорить об их поле зрения, заметив, кстати, что змеи обладают бинокулярным зрением. Но поскольку это ямочные органы, то в лучшем случае мы можем описать их поля чувствительности как частично перекрывающиеся на строго определенном расстоянии от змеи, прямо перед ее головой. Оказывается, это как раз то предельное расстояние, на котором может поразить свою жертву змея, занимающая самую выгодную позицию — когда она лежит, свернувшись кольцом.
В поисках добычи змея медленно ползет и обследует землю и низкие кусты, стараясь уловить все, что теплее или холоднее окружающей среды. Температурная разница всего лишь в 0,0018 °C уже заставляет змею насторожиться. Затем она бесшумно приближается к живому объекту, будь то лягушка, охлажденная за счет испарения влаги с кожи, или спящая птица, или даже человек в спальном мешке. Используя свои перекрывающиеся конические поля тепловой чувствительности, змея может определить, когда именно она приблизится к животному на расстояние, достаточное, чтобы поразить его; она может также много узнать о позе и размерах возможной жертвы.
Казалось бы, вряд ли змеи могут напасть на животных, слишком больших по размерам, чтобы служить им пищей. Конечно, чувствительные углубления на голове гадюк дают им возможность атаковать ногу проходящего мимо человека или любую часть тела теплокровного животного, которая оказывается в непосредственной близости от них. Один из таких редких для Соединенных Штатов несчастных случаев произошел несколько лет назад в Новой Англии. В темноте змея укусила девочку, которая была слишком смущена, чтобы сказать об этом кому-нибудь. Девочка отошла от костра, чтобы «удовлетворить естественную потребность», и в это время змея внезапно укусила ее в теплое мягкое место, где вряд ли можно было наложить жгут. Однако нужно было обложить рану льдом, пока пострадавшую не доставят к компетентному врачу; тогда наверняка удалось бы спасти ее жизнь. При своевременном оказании медицинской помощи шансы на спасение столь велики, что ежегодно в англо-американских странах насчитывается меньше погибших от укусов змей, чем убитых молнией во время игры в гольф! Однако мы являемся до такой степени «дневными существами», что смертельно боимся любой змеи, которая может обнаружить нас и в кромешной тьме.
Наши собственные чувствительные органы далеко не так хорошо реагируют на холод и тепло, как терморецепторы на голове змеи. Человек обладает рецепторами двоякого рода. Около 150 000 из них сообщают нам о потере тепла при соприкосновении с холодными предметами и примерно 16 000 — о получении тепла от горячих. Нервные окончания, чувствительные к потере тепла, находятся главным образом на глубине 0,5 миллиметра от поверхности кожи; почти две трети их связаны с отверстиями потовых желез. Рецепторы, чувствительные к притоку тепла, расположены глубже, они в какой-то степени изолированы от внешних колебаний температуры; эти рецепторы реагируют медленнее, чем холодовые. Если мы повредим эту изоляцию и прикоснемся чем-нибудь горячим к поврежденному участку кожи, то сразу же почувствуем острую обжигающую боль, тогда как прикосновение к неповрежденной коже было бы вполне терпимым.