Соседи по планете. Насекомые
Шрифт:
Мы знаем, какую огромную роль в жизни насекомых играет звук и запах. И может показаться естественным, что зрение играет меньшую роль: разнополые насекомые отыскивают друг друга по запаху или — в пределах слышимости — по звуку. Не могут же они видеть друг друга на расстоянии сотен метров, а то и нескольких километров, не разглядят они друг друга в лесу или среди травы. По запаху или по звуку определяют насекомые представителей своего вида. Запах и звук служит им нередко защитой; наконец, огромную роль запах играет в поисках пищи. Казалось бы, для зрительной информации и не остается существенного места. Для человека зрение — самое важное чувство: лишенный зрения человек во многом отделен от окружающего мира. И как бы ни были развиты слух, обоняние, осязание, они все вместе не заменят ему зрения,
Иное дело — насекомые. Обоняние у них, как ты теперь знаешь, не только во много раз тоньше, чем у человека, но при помощи запахов они могут определить форму и величину предмета (так называемое топохимическое чувство). Именно с помощью запахов некоторые виды наездников, специализирующиеся на откладке яичек в скрытно живущих личинок, находят их и не только точно определяют место, где находится личинка, но узнают, в каком она положении. Запах помогает наездникам вонзать свой яйцеклад в определенную точку на теле личинки. А ведь личинка нередко находится в древесине на глубине 5–6 сантиметров. Но сколько бы раз наездник ни проделывал такую операцию, он не ошибется. И все это благодаря запаху.
Да, запах играет огромную роль в жизни насекомых. И тем не менее зрение для них также очень важно.
Есть довольно известный жучок, которого все знают под именем светлячка. Днем этот маленький бурый жучок ничем не примечателен, зато ночью превращается в живой зеленый фонарик. Фонарик летает. А в траве светится другой фонарик — он принадлежит насекомому, похожему на червячка (в народе он так и называется «иванов червь»), хотя это тоже жук — самка летающего светлячка. Огоньки-фонарики (у самки он ярче) помогают светлякам отыскивать друг друга.
В наших краях живет один вид светляков, поэтому для них важен сам факт — горящий «фонарик». В тропических лесах светляков много, и там просто свечение уже не может играть такой роли. Иначе произошла бы невообразимая путаница. И вот тут зрение насекомых играет особо важную роль. Световые сигналы у этих насекомых строго дифференцированы: одни виды подают постоянные сигналы, другие — прерывистые, причем паузы могут быть и в несколько секунд и в несколько миллисекунд; у одних — долгие паузы и короткие вспышки, у других — наоборот. Одни сигналят в одиночку, другие — собираясь в стаи; одни включают и выключают фонарики на земле, другие — в полете, причем есть такие, которые светятся лишь при подъеме, и такие, которые делают это только спускаясь. Наконец, очень разнообразны сами фонарики: есть круглые и удлиненные, широкие и узкие; разнообразно их количество — от одного до нескольких десятков, фонарики могут находиться в самых разных местах: и на голове, и на боках, и на спине, и на груди. Наконец, они бывают разнообразны по цвету: и синие, и красные, и желтые, и зеленые.
Светляков в мире насекомых много, и все-таки в какой-то степени это частный случай. Однако этот частный случай может натолкнуть на мысль, что зрение у насекомых вообще очень острое и что они прекрасно различают цвета. Но прежде чем говорить о том, как видят насекомые, давай поговорим о том, чем они видят, то есть о глазах наших шестиногих соседей по планете.
Глаза насекомых так же разнообразны, как и они сами. Однако у всех есть сходство — многочисленность глаз. Каждый, кто видел вблизи стрекозу или муху, бабочку или пчелу, обращал внимание, что глаза у них занимают относительно большую площадь, но далеко не все знают, что глаз насекомого состоит из множества (иногда нескольких десятков тысяч) маленьких глазков — омматидиев. И каждый глазок видит какой-то маленький определенный участок. Затем крошечные изображения складываются в общее целое, как мозаичное панно.
Впервые люди смогли взглянуть на мир глазами насекомого в 1918 году, когда немецкий ученый Экснер сфотографировал окно и видневшийся за окном собор сквозь глаз светляка, помещенный на предметное стекло микроскопа. Эта и опубликованная вскоре знаменитая фотография человека, сделанная сквозь глаз насекомого, наглядно показали, что насекомое действительно видит маленькие участки каждым глазком в отдельности и что маленькие участки складываются в одно большое целое. Такая теория даже получила название «мозаичной» и стала классической. Ученые, конечно, понимали, что увиденное ими изображение окна или человеческого лица — вовсе не то же самое, что видит насекомое: ведь изображение передается в мозг, и как оно там обрабатывается, какими становятся образы, было неизвестно. Конечно, рано или поздно люди бы узнали это — ведь Экснер сделал только первый шаг и пользовался он весьма примитивной, с нашей точки зрения, аппаратурой. Сейчас, когда ученые имеют возможность использовать новейшие достижения техники, когда в дело включились биофизики и электроники, когда в глаз насекомому удается вживить самые тончайшие электроды, когда люди научились проникать в мозг насекомого и получать от него нужную информацию, вопрос этот мог бы быть как-то прояснен. Но как ни парадоксально, именно достижения науки, новая техника и аппаратура не только не прояснили вопрос, что и как видит насекомое, но и значительно усложнили его.
По классической теории «мозаичного видения» считалось, что каждый глазок-омматидий имеет «сектор обзора», равный 2–3 градусам, причем лучи света должны падать прямо на глазок под одним определенным углом. Таким образом, получилось, что каждое изображение, принимаемое омматидием, вплотную примыкает к изображению соседнего омматидия, и так далее.
Сегодняшние электрофизиологические опыты показали: совсем не обязательно, чтоб лучи падали на глазок под определенным, одним-единственным, углом — углы могут быть разные, а главное, сектор обзора каждого омматидия по крайней мере в десять раз больше, чем предполагает классическая теория. Таким образом, каждый глазок видит гораздо больше, и изображения, принимаемые отдельными омматидиями, перекрывают друг друга. И как они преобразуются в мозгу насекомых, пока еще совершенно не ясно.
Классическая теория оказалась несостоятельной, новая пока еще не набрала достаточных фактов, чтоб сделать обобщения и выводы. Но это вовсе не значит, что люди вообще ничего не могут сказать о зрении насекомых. Напротив, по другим направлениям, изучавшим различные аспекты зрения насекомых, сделано немало интереснейших открытий, которые позволяют судить и о «дальнозоркости», и о «близорукости» насекомых, и об остроте их зрения, о реакции на цвет и форму предметов.
Начнем с того, что насекомые в большинстве своем «близоруки». Конечно, среди них есть и такие, как муха диопсида, способная видеть на расстоянии 135 метров, но это как раз то исключение, которое подтверждает правило. Обычно же насекомые не видят дальше двух метров. Так видит самая зоркая из наших насекомых — стрекоза, а пчела уже на расстоянии метра ничего не увидит. Для шмеля в данном случае предельное расстояние — полметра. Но и это хорошо по сравнению с другими насекомыми. Некоторые из них, как, например, рабочие муравьи, проводящие большую часть жизни в муравейнике, вообще способны различать лишь свет и темноту.
(Правда, советский ученый Г. А. Мазохин-Поршняков, сумевший вживить в глаз муравья электрод толщиной в один микрон, выяснил, что некоторым из этих насекомых — конечно, не тем, кто проводит жизнь в темноте, — свойственно цветовое зрение!)
Такое различие в способностях видеть на расстоянии не случайно.
Мы теперь точно знаем, что все строение, все действия, все повадки животных прочно связаны с образом их жизни и со средой, в которой они живут. Именно среда и образ жизни создали все, чем располагают животные, и определили их «способности».
Классическим примером тому может служить жучок, живущий в воде и за свою манеру плавать по поверхности кругами прозванный вертячкой. Люди заметили, что у этого жука не два, а четыре глаза, стоящие друг от друга на расстоянии, — как бы пара верхних и пара нижних. Потом выяснили, что это все-таки не четыре, а два глаза, но разделившиеся. Зачем это вертячке?
Известно, что видимость в воде и в воздухе различная. Если глаз приспособлен видеть в воде, то в воздухе он будет беспомощен, и наоборот. А вот вертячка может с одинаковым успехом смотреть и в воде и над водой, потому что пара «верхних» глаз у нее приспособлена видеть в воздушной среде, «нижняя» — в водной.