КУДА? и КАК?

Планария принюхивается

авно уже волнует людей необъяснимая интуиция животных, их «сверхъестественное» (так многим казалось) чутье, помогающее безошибочно находить дорогу, умение видеть невидимое, слышать неслышное.

Науке принадлежало решающее слово, но она долго не могла произнести его. И тайна оставалась тайной.

Тогда заговорило суеверие. Много нелепых домыслов породило это неведомое, необъяснимое и непонятное «шестое чувство», как принято было называть не разгаданные еще способности животных безошибочно ориентироваться в окружающем их мире вещей. Исследование «шестого чувства» или, вернее, «шестых чувств» охватывает широкий круг биологических проблем от простейших химических реакций до таких сложнейших средств, как природные сонары, эхолокаторы, радиолокаторы, поляроиды, физиологические часы, солнечные компасы и замысловатые «хореографические» методы передачи информации, открытые у пчел.

Лет двадцать назад одно лишь предположение о том, что такое возможно, посчитали бы пустой фантастикой.

А между тем такое действительно возможно, оно существует, оно доказано. От летучих мышей к рыбам, от рыб к китам, насекомым, птицам, крысам, обезьянам, змеям переходили экспериментаторы со своими исследовательскими приборами, всюду обнаруживая присутствие удивительных, неведомых прежде органов чувств.

Поиск направления с помощью химического чувства, пожалуй, самое простейшее из методов ориентировки, открытых в природе.

С него мы и начнем наш рассказ о том, как животные ориентируются.

Если зачерпнем со дна реки вместе с водорослями и тиной немного воды, то среди ручейников, поденок, стрекозиных личинок и других обитателей этих подводных дебрей мы, может быть, увидим и маленького плоского червя с головой, похожей на ромбик. Это планария, существо, заставившее недавно ученых жестоко спорить о его странностях — о наследовании условных рефлексов молодыми планариями.

Сейчас речь пойдет о другом — о поисках планарией пищи. А это ее искусство не вызывает никаких споров.

Планария медленно скользит по дну. Путь ее прямолинеен. Вдруг струи воды донесли до нее запах пищи. И планария покачала головой, словно усомнилась в реальности известия, ползет дальше, подбираясь все ближе и ближе к лакомому кусочку, но не прямой дорогой, а окольной и все время покачивает головой вправо и влево. Если пища справа и она туда голову повернула, то обонятельные нервы червя получают более сильное раздражение, чем когда голова отклоняется в обратную сторону. Червь ползет туда, где вода более насыщена, так сказать, запахом.

Опять качает головой — берет новую пробу воды — и снова поворачивает в сторону более сильного запаха. И так, пока спираль поиска не приводит планарию в нужную точку.

Так же выслеживают «дичь» и некоторые морские улитки, правда с той разницей, что из стороны в сторону вертят они не головой, а сифоном. Это особая трубка, которой улитки затягивают в себя воду, а там, внутри улитки, обонятельные органы определяют, в какой порции воды больше соблазнительных для вкуса моллюсков веществ и куда, следовательно, надо ползти.

Конечно, у планарии и улиток химическая ориентировка очень примитивна. Более сложная ее разновидность у пчел и муравьев.

В жизни улья запахи играют очень важную роль. Они дают дополнительные разъяснения к танцам, о чем узнаем позднее.

Но мало этого: пчелы с помощью запаха намечают даже маршрутные трассы в воздухе! И вот каким образом. На конце брюшка у каждой пчелы есть небольшой «карманчик». Он наполнен пахучими железами. Обычно карман закрыт и запах, как злой джин в бутылке, прочно закупорен. Но, подлетая к богатым нектаром цветам, пчелы открывают свои карманы — за ними тянется теперь пахучая дорожка. Она как бы говорит другим пчелам из улья: «Иди сюда тропой этого запаха!»

Векторы запахов

Муравьи тоже метят трассы. В их богатой скитаниями жизни это одна из главных примет, по которым они находят дорогу домой.

Подобно мальчику с пальчику в известной сказке муравьи тоже помечают свой путь, но не белыми камешками, а капельками пахучей жидкости.

Эта жидкость не обычная их кислота, как о том иногда пишут: у муравьев много всевозможных желез, вырабатывающих феромоны, то есть вещества, которые служат химическими средствами общения между «согражданами» одного муравейника.

Муравей, метя трассу, то и дело прижимается брюшком к земле и оставляет на ней свой запах. Другие муравьи, когда спешат за ним, не всегда бегут точно по намеченной дороге: иногда, как и хорошие гончие, идут по следу стороной, сбоку от него, потому что запах достаточно силен. Потеряв след, кругами вновь находят дорогу и прямиком спешат по ней.

Муравьиные трассы бывают протяженностью до нескольких метров.

Каким простым опытом можно доказать, что муравьи действительно метят тропы?

Возьмите лист бумаги и положите на пути муравья, возвращающегося домой с известием о богатой находке. Когда он проползет по нему, пометьте его путь легким штрихом карандаша и поверните бумагу на небольшой угол. Муравьи, вызванные из гнезда разведчиком, добегут до края бумаги, упрутся в то место, где раньше трасса с земли переходила на лист, но тут обрыв: дальше нет меченой тропы. Начнут суетиться у разрыва, искать и, когда найдут ее в стороне, снова побегут по прямой. Вы увидите, что путь их будет совпадать с отмеченной карандашом линией.

Можно в небольшой шприц посадить много муравьев и, когда они наполнят его запахом своих опознавательных желез, выдавливая пахучую жидкость через иглу, нарисовать на земле узоры — искусственные трассы. Муравьи побегут по этим фальшивым дорогам еще азартнее, чем по тропе разведчика, потому что пахнут они сильнее.

Трассы, которыми муравьи постоянно пользуются, превращаются в своего рода столбовые дороги. Они расходятся во все стороны от муравейников, и на них даже простым глазом можно иногда увидеть капельки оставленных муравьями меток. Непрерывный поток шестиногих пешеходов бежит по этим хорошо убеганным шоссе. Там, где они кончаются и за пределами муравьиной «цивилизации» начинается бездорожье травяных джунглей, муравьи разбегаются в разные стороны. А там, где стихийные бедствия разрушают вымощенные запахом магистрали, например ботинок человека, создаются заторы, как на улицах в часы «пик». Но они вскоре устраняются муравьями, и новые их колонны спешат через наведенные саперами мосты в разрывах.

Запах меток муравьи распознают, ощупывая и обнюхивая их своими усиками, или антеннами.

Антенны не зря так названы: они воспринимают из внешнего мира и сообщают нервным центрам муравья основные сведения об окружающем его пространстве. На их кончиках расположены многочисленные рецепторы (приемники) самых важных для муравья органов чувств — обоняния и осязания. У лесного муравья на каждой антенне можно насчитать, если набраться терпения, 211 обонятельных бугорков и 1720 осязательных щетинок.

А у слепых от рождения разновидностей муравьев их еще больше.

Антенны очень подвижны, муравей без конца ощупывает и обнюхивает ими все предметы вокруг. Поскольку впечатления о форме и запахе осязаемо-обнюхиваемого предмета муравей получает одновременно, ему трудно, наверное, разделить эти два представления, то есть запах и форму, и они сливаются в его ощущениях в одно комплексное топохимическое чувство.

Иначе говоря, муравей, по-видимому, воспринимает мир вещей в таких необычных для нас категориях, как круглый или квадратный запах, запах шершавый или гладкий, мягкий или твёрдый.

И вот что даже подозревают: муравьи, возможно, распознают еще и… форму запаха! Вернее, форму вещества, его распространяющего. Нам трудно это себе представить: ведь наше чувство обоняния очень несовершенно. Основные впечатления мы получаем с помощью других органов — глаз и ушей. Но ведь и мы глазами различаем цвет и форму предмета одновременно. Эта наша способность совершенно недоступна очень многим животным, лишенным цветового зрения. Для них красный и синий шары выглядят одинаково.

Так и муравей, обнюхивая с разных сторон своими антеннами распространяющее запах вещество, может узнать, по-видимому, где у пахучей капли более узкий, а где более широкий конец, даже когда вещество это невидимо и на ощупь его концы неразличимы, если оно, например, жидкое или очень вязкое.

Впервые идея об объемном обонянии муравьев пришла в голову известному швейцарскому энтомологу Августу Форелю.

Он задумался над тем, как муравьи-фуражиры узнают, какой конец трассы ведет к муравейнику, а какой — от него, к найденной в чаще трав пище. Почему с ношей они всегда бегут в гнездо, а без нее — от гнезда и никогда не путают направления.

Форель рассуждал так: метка, которую муравей оставляет на тропе, сзади всегда шире, а впереди уже, как и мазок краски, нанесенный кисточкой на полотно, или, например, паста, выдавленная из тюбика. Муравей ведь «выдавливает» капли пахучей жидкости по существу тоже из тюбика — из брюшка, которое в этом случае действует как тюбик.

Недавно сделанные фотографии показали, что и в самом деле муравьиные метки всегда заострены спереди и, как стрелы указателей, направлены в сторону движения.

Возможно, муравей как-то угадывает форму меток и поэтому всегда знает, где начало и где конец его пути.

Однако теория эта имеет одно очень слабое место. Дело в том, что муравьи метят трассу, не только когда бегут из дому за добычей, но и когда возвращаются с ней домой. Значит, более или менее исхоженная муравьиная тропа усеяна стрелками, указывающими в оба противоположных конца, а муравьи тем не менее отлично разбираются, в какой стороне их дом.

По той же причине была отвергнута и другая гипотеза, предполагавшая, что муравьи, идущие по следу, узнают о его направлении по возрастанию интенсивности запаха, если бегут правильно. Интенсивность падает, когда они начинают гнать, что называется, в пяту.

Едва ли муравьи различают отпечатки своих следов — некоторые и такое допускают. Смешно, конечно, говорить всерьез об отпечатках муравьиных «ступней». Да и отпечатки, если они остаются на травах и комьях земли, тоже направлены в разные стороны.

И все-таки муравьиная тропа носит явные следы поляризации: оба ее направления для муравьев не равнозначны.

Убедиться в этом можно на таком простом опыте. Расстелим около гнезда листы бумаги. Муравьи скоро проложат по ним свою трассу. Тогда повернем на сто восемьдесят градусов один средний лист. Муравьи, дойдя до переложенного вверх ногами листа, не побегут дальше: ведь на нем теперь метки направлены «стрелками» в обратную сторону. Муравьи в растерянности начнут рыскать вокруг и, если найдут неперевёрнутый лист за листом перевернутым, побегут снова, как по ниточке, уже без колебаний.

Какие указатели были нарушены этим поворотом? Положение солнца в небе от поворота листа, конечно, не изменилось, если допустить, что дополнительные коррективы в ориентацию по запахам вносит солнечный компас (о нем речь пойдет дальше).

О природе этих указателей мы по существу ничего еще не знаем. Возможно, что они и в самом деле имеют отношение к химии.

В пользу этого говорит, например, эксперимент Мак-Грегора. Он наблюдал за возвращением муравьев в искусственное гнездо и заметил, что почти все муравьи, повернув к дому, обязательно проходят через одну определенную точку в окрестностях гнезда. Пройдут её — и безошибочно уже прямым курсом бегут ко входу.

Муравьи же, которые пробежали мимо этой точки, долго блуждают в поисках дома и находят его лишь случайно.

Мак-Грегор решил, что загадочный пункт на муравьиных «путях сообщения» действует как сигнальный пост, указывающий направление к дому.

Экспериментатор стал наблюдать за слепыми муравьями и не заметил в их отношении к «сигнальному посту» никакой разницы по сравнению со зрячими муравьями. Значит, решил он, указатель этот не зримый, а обоняемый и запах его каким-то непонятным образом указывает муравьям направление!

Чтобы решить, в чем тут дело, биологам придется еще основательно поработать.

Кто в море метит трассы?

В море тоже есть дорожки, размеченные запахами. За рыбами труднее наблюдать, чем за птицами или насекомыми. Каждую осень и весну огромные косяки морских рыб подобно перелетным птицам устремляются в далекий путь. Кочуют они по морским просторам не где придется, а плывут путями, давно ими избранными и постоянными.

Откуда, куда и зачем идут многие из них — мы еще не знаем. Ихтиологи за последние годы уже пометили тысячи рыб металлическими кнопками, надетыми на плавники. И туманная картина стала проясняться. Нет сомнений теперь в том, что лососи, например, возмужав и откормившись в море, плывут отдать дань богине плодородия в те же реки, в которых несколько лет назад вывелись сами.

Решили проверить: это знание родных берегов врожденное у них или рыбы приобретают его, после того как выберутся из икринок и поживут немного в реке?

Перенесли лососиную икру из ручьев, где она была отложена самками, в другие реки. Когда мальки вывелись, их некоторое время откармливали в особых питомниках. Молодых лососей затем метили и выпускали в чужую для них реку.

И что же? Через несколько лет, поплавав в море, они вернулись в те реки, в которых резвились мальками (а не туда, где родители произвели их на свет), и здесь нерестились.

Значит, знание нерестилищ не врожденное. Оно приобретается в течение первых лет жизни и бережно хранится в памяти еще по крайней мере два — четыре года, пока лосось живет в море.

Какие же приметы запоминает рыба? Думают, что приметы эти химические: она помнит запах родных мест, вкус речной воды, в которой прошла ее молодость.

Опыты доказали, что у многих рыб очень тонкое обоняние. Пескарь, например, в 250 раз более чувствителен к запаху розового масла и в 512 раз к растворенному в воде сахару, чем человек. Он отличает также и воду одной реки от другой. Это тоже доказано.

Когда лососям заклеивали ноздри и пускали в море, они не могли так точно, как прежде, отыскать родные реки. Плыли по большей части наугад.

Значит, обоняние в поисках пути играет очень важную роль, но, видно, не единственную, потому что оно всей проблемы не решает. Ведь, уходя в море, лососи заплывают очень далеко от устьев рек, в которые потом возвращаются. Так далеко, что никакой уже запах родных мест не поможет им, когда тронутся они в обратный путь.

Что же тогда помогает? Этого еще никто не знает.