Химический язык насекомых
Шрифт:
Как видно, запахи играют немаловажную роль в жизни человека. Несмотря на то, что обоняние в процессе эволюции уступило пальму первенства зрению и слуховому аппарату, сохранились и эмоциональные восприятия многих запахов. Некоторые из них приводят нас в уныние, вызывают тревогу или какие-то неприятные, хотя и расплывчатые воспоминания, связанные, казалось бы, с давным-давно изгладившимися из памяти отрицательными образами и обстоятельствами. Зато парфюмерные композиции часто вызывают зрительные образы: цветущий луг или золотые колосья хлебного поля, прохладную тишину лесной опушки или бескрайнюю синь моря. Нераскрытые еще возможности лежат в использовании этих невидимых сигналов в управлении
Из пахучих веществ наиболее изучены феромоны насекомых, пользующихся этим древнейшим способом общения. Это и неудивительно, так как шестиногие обитатели планеты — одни из старейших ее жителей. Кроме того, многочисленность и многообразие различных видов способствовало развитию и усложнению взаимоотношений в мире насекомых, требуя от них довольно большого «словарного» запаса для объяснения с себе подобными.
«Молекулы любви»
Инстинкт продолжения рода... Одно из самых загадочных явлений в окружающей нас жизни. Это он заставляет насекомых находить друг друга на огромных расстояниях. Удивительные способности этих животных вызывают восхищение даже у ученых энтомологов. Встрече самца и самки на поле или в лесу помогают яркая окраска партнеров, звуковые и зрительные ориентиры, брачные ритуалы, но главную роль играют пахучие молекулы.
Если обратиться к истории изучения феромонов, то одно из первых сообщений об аттрактантах можно найти у Плиния Старшего (24–79 гг., древнеримский писатель и ученый), советовавшего для защиты листвы деревьев от муравьев подвешивать на ветви рыбу, которая более привлекательна для этих насекомых. О значении пахучих веществ, выделяемых насекомыми, упоминается также в книге Ч. Батлера «Женская монархия», изданной в Оксфорде в 1609 году. Ученый писал о том, как пчелы используют запахи в качестве аттрактантов-репеллентов (веществ, отпугивающих или привлекающих насекомых).
Первым проник в тайны «молекул любви» насекомых замечательный французский энтомолог Жан-Анри Фабр (1823–1915). Интересно, что хотя ученый, наблюдая за бабочками, все время работал под открытым небом — в полях и лесах, открытие языка насекомых он совершил дома.
Однажды в своем рабочем кабинете натуралист стал свидетелем метаморфоза: из неподвижной куколки вышла на свет самочка сатурнии — ночного павлиньего глаза. Заметив «новорожденную», Фабр осторожно поймал ее и поместил в сосуд, который накрыл колпаком из металлической сетки. Не думал энтомолог, что стоит на пороге открытия. В один из вечеров, когда сгустились сумерки, через открытое окно в комнату пожаловали десятки самцов сатурнии. Ночные гости устроили диковинный хоровод вокруг садка с самочкой. Следующей ночью они прилетели вновь.
Ученый, продолжая свои наблюдения, стал размышлять над увиденным, пытаясь понять причины ночных посещений. Фабр вспомнил, что, обследуя окрестности, он не заметил гнезд этих насекомых. Значит, они прилетели издалека. Но что заставило самцов преодолеть несколько километров, чтобы попасть в кабинет? Зрение, конечно, было здесь ни при чем. Тогда как же они ориентируются в темноте? Звуки тоже пришлось исключить, так как самка безмолвствовала. Что же привело ночных пришельцев в дом? Натуралист предположил, что самка сатурнии испускает запах, который привлекает самцов, выполняя роль сигнала. Чтобы убедиться в правильности своей догадки, Фабр прикрыл сосуд стеклянным колпаком, но ночные визиты не прекратились. Самцы ночного павлиньего глаза продолжали прилетать в кабинет, но на самку, которая была хорошо заметна, уже не обращали никакого внимания. Их больше привлекали различные предметы, с которыми соприкасалась пленница. Ученый был вознагражден. Его предположение подтвердилось, самцы в поисках самочки пользуются обонянием. Стало понятно, что насекомых привлекают пахучие молекулы, но как узнают об их присутствии в воздухе самцы сатурнии? Продолжая свои интересные опыты, любознательный исследователь обнаружил, что датчиками запахов служат усики шестиногих, напоминающие по форме листья папоротника. Эти «носы-антенны», как локаторы, поворачиваются в разные стороны и дают насекомым жизненно важную информацию.
На усиках насекомых находится множество всевозможных рецепторов, воспринимающих температуру и влажность воздуха, скорость ветра и различные химические вещества. Эти биологические датчики покрыты небольшими пористыми волосками. Проводниками сигналов служат нервные волокна, по которым с огромной скоростью переносится информация об изменениях в окружающем мире. Если же по какой-то причине насекомое лишится усиков, то оно станет настоящим инвалидом, неспособным ориентироваться в пространстве.
В настоящее время уже хорошо известны уникальные способности насекомых «разговаривать» при помощи химических соединений. Более 350 видов шестиногих стали объектом внимательного и детального изучения. Ученые сумели ответить на многие вопросы, связанные с механизмом восприятия и синтеза пахучих молекул насекомыми.
Где же находятся у самок железы, которые вырабатывают пахучие молекулы? Оказалось, что они расположены на заднем конце брюшка и имеют различную форму и свои особенности. Время от времени эти железы выделяют секрет, с помощью которого бабочки приглашают партнеров для брачного ритуала. Такая периодичность химических сигналов, по-видимому, связана с учетом привыкания насекомых к запахам, а также с притуплением чувствительности усиков. На выделение железами «молекул любви» влияет и физиологическое состояние самок. Бабочка, только что вышедшая из куколки, неспособна привлекать самцов. Например, самки яблонной плодожорки — уничтожающей яблоки, груши, айву, абрикосы, персики, сливы, — становятся активными только в возрасте 3...4 суток. Выделение феромонов зависит от климатических условий, времени суток, а также плотности популяции насекомых. Так, у большинства ночных бабочек брачные отношения начинаются в сумерках.
Однако для совершения таинства брака недостаточно только «химического» приглашения самочки. После встречи партнера и самец, и самка выделяют пахучие вещества, вызывающие призывную позу, трепетание крыльев, круговые движения. Как только происходит оплодотворение, синтез «молекул любви» в организме насекомого прекращается, и бабочка готовится к заботам о потомстве.
Пускают в ход свои чары и самцы, когда находят избранниц. Успокаивая самочку, самец должен обеспечить нормальное спаривание. Совсем неспроста трепещут крыльями прилетевшие издалека поклонники какаовой и мельничной огневок, которые разбойничают в складах и магазинах, на элеваторах и в трюмах пароходов. Подобные движения крылышками, а также раскачивание, похожее на танец, помогают распространению летучих молекул — афродизиаков. Насекомые выделяют эти пахучие вещества во время брачных игр из органов, расположенных на разных участках брюшка. Чаще всего афродизиаки насекомых напоминают запах цветов или плодов. Самцы шелкопряда испускают молекулы с приятным запахом земляники, а химические сигналы брюквенницы пахнут цветами лимона. У одних видов насекомых секреты пахучих желез привлекают самок с больших расстояний, а у других — возбуждают их и вызывают брачные ритуалы только при встрече партнеров. Так, у бабочек-данаид самец выделяет особое пахучее вещество, которое действует на самочку лишь в момент спаривания.
С помощью обоняния насекомые также узнают о готовности самочки к спариванию. Паук-крестовик, например, по запаху может отличить половозрелую паучиху от неполовозрелой. Некоторые насекомые выделяют химические вещества, которые действуют на летательный аппарат самочки и заставляют ее немедленно опуститься и ждать приближения самца. Мужские особи многих видов шестиногих с помощью специальных пахучих молекул отпугивают соперников и подавляют у них способность чувствовать запах самки. Однако существуют насекомые, у которых полностью отсутствуют половые феромоны. Поэтому самцам некоторых видов пчел, не ведущих общественный образ жизни, приходится постоянно находиться в воздухе и перехватывать летящих мимо самочек.
У каждого вида насекомых имеется своя азбука брачных отношений и ритуалов, которая обеспечивает продолжение их рода.
Хорошо позаботилась природа, чтобы различные виды не скрещивались между собой. Только самцы некоторых огневок при поисках зовущей подруги допускают ошибку и то очень редко. Это, вероятно, происходит из-за высокой концентрации в воздухе смеси феромонов различных видов, которая мешает самцу сделать правильный выбор.
Среди насекомых существуют свои рекордсмены по восприятию пахучих молекул. Несмотря на влияние всевозможных посторонних запахов, самец шелкопряда-монашенки находит самочку на расстоянии 200...300 м, непарный шелкопряд «по зову любви» пролетает до 4 км, а большой ночной павлиний глаз и того больше — свыше 9 км. Немаловажное значение при поисках самки имеют направление ветра, время суток, температура воздуха и активность солнца. Чем больше «молекул любви» испускает самка, тем сильнее реакция «поклонников». Только одна самочка соснового пилильщика может за восемь дней назначить одновременно более 11 тысяч свиданий.