Удивительные явления природы

Почему они летают

Леонардо да Винчи, увлеченный полетами и мечтавший создать летательный аппарат для людей, однажды написал в своем дневнике: «Пойти во рвы Миланской крепости, чтобы увидеть летание стрекоз». К. Циолковский считал, что развитие авиации невозможно «без тщательного изучения полета насекомых». Большинство насекомых умеют летать и обладают крыльями. Жуки и бегают, и летают. Кузнечики способны пролететь некоторое расстояние, у них также есть крылья. В определенное время своей жизни летают муравьи. Совершенно нелетающих насекомых на земле не более 1,5 %. Конечно, исследователи знают многое о насекомых, их тщательно изучают, но никто не знает точно, как насекомые поднялись в воздух, почему они летают.

Некоторые исследователи уверены, что насекомые сначала не летали, а лишь планировали, прыгая с высоты вниз. Другие ученые предполагают, что насекомые научились летать с помощью ветра. Воздушные потоки переносили их с места на место, благодаря чему в процессе эволюции у них появились особые приспособления, помогающие дольше держаться на ветру. Впоследствии приспособления эти превратились в крылья. Еще одна версия: насекомые покинули водную стихию, которая изначально была местом их постоянного обитания, и были вынуждены искать новые места для жизни. Крылья в этом случае оказались необходимы.

Но все эти гипотезы не подкрепляются достаточными фактами, и только одно бесспорно: насекомые научились летать не ради удовольствия, полет стал для них одним из условий выживания.

Известно, что первые насекомые были слабыми летунами, они обладали несовершенным аппаратом для полета, который у древних насекомых был медленным и неровным. И только в процессе эволюции, на протяжении многих сотен и тысяч лет, их полет усовершенствовался. Характерно то, что большинство насекомых стало летать с помощью двух крыльев. Те же насекомые, которые пользуются в полете четырьмя крыльями, летают плохо (например, златоглазка или скорпионова муха ). В отличие от них четырехкрылая стрекоза — прекрасный летун. Но у стрекоз особое устройство мускулатуры и, по сути, полет двукрылый. Каждая пара крыльев стрекозы действует на редкость слаженно. У многих четырехкрылых насекомых (бабочек, ос, пчел) крылья сцеплены между собой и в полете действуют слитно.

Интересен и собственно полет насекомых. Кто видел, как летит, скажем, жук, знает, что насекомые не машут крыльями, как птицы. Крыло насекомого постоянно меняет положение, концы крыла описывают восьмерки.

Бабочки с помощью своих огромных крыльев создают воздушную волну и благодаря ей поднимаются вверх. Они способны делать фигуры высшего пилотажа: вырисовывать петли, красиво пикировать и стремительно взмывать вверх. Некоторые виды бабочек совершают перелеты на сотни и тысячи километров со скоростью, превышающей 50 километров в час. Долгое время способность бабочки к полету оставалась загадкой. И только скоростная съемка позволила раскрыть секрет этих красивых насекомых. Исследователи смогли увидеть, что во время полета крылья бабочки сначала поднимаются вверх и смыкаются в пластинку, затем распахиваются и смыкаются под брюшком. Ученые смогли разглядеть и такую особенность: когда крылья бабочки поднимаются вверх, они не смыкаются всей плоскостью, а соприкасаются передними кромками крыльев, которые движутся волнообразно. Между задними кромками крыльев над брюшком бабочки образуется канал с правильным овальным сечением. Именно через него крылья выталкивают сжатую струю воздуха и толкают бабочку вперед.

В настоящее время полет насекомых изучается, однако точная картина до сих пор не выстроена.

Знакомая незнакомка

Кто не знает божьих коровок? Эти яркие насекомые известны каждому. В древности с божьими коровками было связано такое поверье: если божью коровку положить на больной зуб, боль пройдет. Но всем известное насекомое до сих пор не изучено в достаточной степени. А изучать стоит, ведь в его жизни так много интересных фактов.

Например, чтобы не замерзнуть зимой, насекомое еще осенью высыхает, то есть теряет воду, вырабатывает своеобразный антифриз (глицерин с сахаром). На зимовку божьи коровки собираются группами. В тесноте интенсивность обмена веществ падает, и таким образом насекомые экономят силы.

Этот интересный способ зимовки даже нашел свою сферу использования. В США после Второй мировой войны процветало предприятие, занимавшееся заготовкой божьих коровок. Люди собирали зимовавших насекомых, складывали в мешки емкостью 9 килограммов (в них помещалось около 80 000 особей) и хранили при 4–6 градусах тепла. Летом насекомых продавали фермерам. Ведь божьи коровки — хищники, они помогают бороться с сельскохозяйственными вредителями.

А вот еще одна из многочисленных загадок из жизни этих ярких насекомых. Летом божьи коровки собираются в огромные стаи (более 600 тысяч насекомых) и сидят рядышком, ничем на первый взгляд не занимаясь. Словно слетелись на отдых! И самое любопытное, что в подобных «посиделках» принимают участие насекомые нескольких видов.

Шмели-ученики

Биологи из университета Аризоны сделали важное открытие. Они выяснили, что шмели способны учиться друг у друга. Насекомые наблюдают, какие цветы наиболее часто посещают их собратья, и летят к ним. Открытие способности насекомых к обучению сложно переоценить. Конечно, исследования в этом направлении еще только начались и говорить о каких-то перспективах рано. Ученые пока не знают, ни откуда появились у насекомых эти способности, ни каким еще образом они могут проявляться.

Пчелы и шмели — существа социальные. В гнезде или улье они общаются между собой. Раньше исследователи не задавались вопросами о том, происходит ли подобное общение между насекомыми из разных колоний? Обращают ли пчелы внимание на то, что делают другие? Именно это стало предметом новых исследований. Первоначально ученые наблюдали поведение шмелей в поле, в естественных условиях. А затем родилась идея провести эксперимент.

В исследованиях было задействовано несколько искусственных цветков зеленого и оранжевого цвета, со сладкой водой и без нее (в различных комбинациях). Исследователи использовали также прозрачное стекло, которое давало пчелам возможность видеть себе подобных, наблюдать за их поведением, но не позволяло сразу лететь вслед за ними. Чтобы исключить влияние запаха, исследователи провели опыты с искусственными подсадными шмелями. Результаты опытов оказались поразительными.

Давно известно, что пчелы выполняют своеобразный танец, чтобы показать другим пчелам в улье расположение нужных цветов. Шмели так не поступают. Поэтому ученые предположили, что именно для шмелей наблюдение за другими насекомыми может быть особенно важным. Шмели, которые видели себе подобных на зеленых искусственных цветах, чаще всего летели именно туда, игнорируя значительно более привлекательные оранжевые. Конечно, исследования еще только начались, но значение их неоспоримо.

Загадка водяного клопа

Кровеносная система насекомых, в отличие от многих других животных, не играет решающей роли в газообмене. Доставка кислорода к органам насекомого осуществляется с помощью ветвящихся трахей, которые соединяются с внешней средой дыхальцами. Подобная система «пассивного газоснабжения» подходит только для мелких существ. Возможно, именно этим объясняются небольшие размеры насекомых.

Также у большинства насекомых нет специализированных белков (например, гемоглобина), которые отвечают за перенос кислорода. Исключением являются некоторые виды насекомых, в местах обитания которых воздуха недостаточно. Но и у них гемоглобин присутствует лишь на отдельных стадиях развития. Например, личинка комара-звонца, так называемый мотыль, обладает ярко-красной окраской, обусловленной гемоглобином. У этих личинок гемоглобин служит для запаса кислорода впрок.

Единственные насекомые, у которых гемоглобин присутствует на всех стадиях жизненного цикла, — это водяные клопы гладыши. Водяной клоп гладыш — насекомое довольно-таки агрессивное. Иногда его даже называют водяной пчелой. Ныряя, насекомое использует для дыхания кислород из воздушного пузыря. Пузырь при этом уменьшается, что снижает плавучесть. Эти насекомые встречаются в пресноводных водоемах по всему миру. Они плавают с помощью длинных задних ног, покрытых волосками, брюшком вверх. Периодически гладыш подплывает к поверхности и выставляет из воды задний конец брюшка, чтобы набрать в трахеи свежего воздуха. Когда клоп ныряет, он окружен пузырьком воздуха. Исследователи выяснили, что, находясь под водой, гладыш способен регулировать объем воздушного пузыря. Идеальным для хищника-гладыша является состояние нулевой плавучести. В таком состоянии клопу не требуется противостоять силе, стремящейся вытолкнуть его из воды. Гладыш способен поддерживать подобное состояние с помощью гемоглобина. При достижении нулевой плавучести давление кислорода в пузыре падает настолько, что гемоглобин, содержащийся в тканях клопа, начинает отдавать запасенный кислород. Кислород поступает в пузырь — тем самым поддерживается его постоянный объем. Гемоглобин гладыша удерживает связанный кислород очень крепко и начинает отдавать его лишь тогда, когда концентрация кислорода в окружающей среде становится примерно в 5 раз меньше, чем в атмосфере.

Не менее интересное насекомое — водяной скорпион . Этот клоп похож на старый, сгнивший лист. Большую часть своей жизни он проводит на дне. Если рядом с водяным скорпионом появится мелкое насекомое или малек, клоп захватывает добычу длинными сильными ногами. На поверхность водяной скорпион практически не поднимается — он выставляет из воды длинную дыхательную трубку, похожую на жало скорпиона, за которую и получил свое название. Плавать это насекомое не умеет.

Ходящие по воде

Хождение по воде — самое настоящее чудо, на которое способны немногие существа. И среди них — некоторые насекомые. Например, всем известная водомерка может скользить по поверхности рек и прудов. Пизаурид , паук-рыболов, является еще более искусным водоходом. Паук использует целых три способа хождения по воде, при этом спокойно меняет их во время движения. Пизауриды затаиваются на берегах водоемов, а увидев попавшее в воду насекомое, бегут к своей жертве по поверхности воды. Эти пауки могут даже погружать лапки в воду и ловить головастиков и мелких рыбок, сами же при этом не проваливаются в воду. Для этого пауки-рыболовы используют поверхностное натяжение воды. Молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам воздуха. Благодаря такому натяжению, когда паук ставит на воду лапку, вокруг нее образуется «вдавленность», и вода отвечает давлением наружу, стремясь восстановить ровную поверхность. Поверхностное натяжение — не слишком большая сила. Однако пауки весят не более 1 грамма, и к тому же их лапки покрыты воском, который отталкивает воду.

Поверхность воды позволяет паукам держаться на плаву, но при этом затрудняет любое движение. Если на суше насекомые могут отталкиваться лапками от земли, то вода для этого слишком скользкая. Правда, пауки сумели преодолеть и эту сложность. Исследователи выяснили, как действуют насекомые: оказывается, пауки гребут на поверхности воды, а в качестве весел используют «ямочки», которые делают их лапки. Паук гребет двумя средними парами лапок из четырех. Сначала он заводит назад третью пару, потом вторую, затем поднимает их и забрасывает вперед. Первая и четвертая пары держатся неподвижно, они используют поверхностное натяжение, чтобы удерживать паука на плаву.

Динамика движения водомерок изучена не была, но исследователи предполагают, что и они двигаются подобным образом.

У пауков существует определенный предел скорости передвижения по воде. Для ускорения они используют более глубокие «ямки» или двигают лапками чаще. Но при этом давление на воду усиливается и паук может утонуть. Поэтому, если ему требуется развить скорость больше полуметра в секунду, он переходит на так называемый галоп: откидывается назад, задирает высоко лапки, а потом вонзает их в воду. Затем галопирующий паук отталкивается от воды. Пауки прибегают к галопу, чтобы угнаться за быстрой добычей или сбежать от хищника. Когда столь высокая скорость не требуется, пизауриды прибегают к третьему способу передвижения по воде — с использованием ветра. Паук часто машет в воздухе передними лапами, и ветер тащит его по поверхности воды.

Кровососы

Большинством людей не любимы всем известные насекомые — комары и москиты. Сначала их укусы обычно остаются незамеченными, так как слюна этих летающих агрессоров не очень токсична. Однако она содержит как минимум четыре активных компонента (предположительно молекулы белка), которые со временем вызывают аллергическую реакцию — зуд, покраснение места укуса. Реакция может держаться достаточно долго или быстро пройти, если человек постоянно подвергается нападению комаров и успел к ним адаптироваться.

Как ни странно, широко распространенные комары сравнительно мало изучены. Прошлое их неизвестно. Возможно, они появились в тропиках, ориентировочно более 200 миллионов лет назад. Предполагается, что изначально комары питались фруктовым соком и цветочным нектаром. Современные комары также питаются сладким соком, который дает им энергию для полетов. Самцы питаются нектаром постоянно, самки же стали кровососами. Исследователи предполагают, что кровососущими насекомые сделались с появлением теплокровных млекопитающих и птиц. Но некоторые насекомые могли питаться и кровью холоднокровных позвоночных. Кровь содержит ценные белки, сильно повышающие производство яиц. Например, арктический комар, питаясь кровью, откладывает около 100 яиц, сидящий же на «вегетарианской диете», — не более десятка.

Большинство видов комаров обитает в субтропиках и тропиках. Но есть комары и в других областях мира, включая даже Арктику, и в пустынях. Там они вынуждены были приспособиться: во время сезона дождей эти насекомые проходят все стадии развития, чтобы в летний период стать практически неактивными.

До сих пор остается открытым вопрос: почему комары любят кровь, в том числе человеческую. Человеческая кровь обладает значительно меньшей питательностью, нежели кровь других млекопитающих. Исследователи предполагают, что дело лишь в сокращении животного мира, — комары лишены выбора и вынуждены пить кровь человека.

Неизвестно и время, когда насекомые перешли на кровь позвоночных. Ученые предполагают, что произошло это, когда на планете обитали гигантские рептилии. Хищники нападали на травоядных ящеров, оставляя на их шкурах раны. И комары приспособились пить питательную кровь. Наиболее примитивные из современных комаров до сих пор паразитируют на холоднокровных животных — рептилиях, амфибиях, легочных рыбах.

Самое большое количество комаров, вероятно, было в период, когда на нашей планете исчезли ящеры и появились гигантские млекопитающие. Затем млекопитающие вымерли в ледниковый период, а комары выжили, но перешли на «кровавую диету». Ведь условия для обитателей теплого климата стали не слишком благоприятными.

Комары принялись питаться кровью птиц и грызунов. При этом у них выработалась сенсорная система, позволяющая им «чувствовать» свои жертвы и находить их даже ночью.

Основной сложностью для комаров является выбор благоприятного места обитания и питания. Они предпочитают расселяться в местах, близких к водоемам: именно в воде кормятся комариные личинки.

Исследователи взяли пробы крови из желудков диких комаров и выяснили: насекомые сравнительно редко питаются кровью человека. И пожалуй, в атаках комаров на человеческий род виновны сами люди. Они вырубают леса и вытесняют диких животных, а комары вынуждены питаться тем, что предоставляет им сам человек. Между прочим, в сельской местности комары предпочитают кровь домашнего скота.

Как уже было сказано, кровь необходима комарам для выведения потомства. В процессе эволюции у самки комара появился хоботок, которым она может прокалывать кожу позвоночных животных. Чтобы предотвратить свертывание крови, она впрыскивает донору свою слюну, которая содержит вещества, препятствующие свертыванию.

Поведение комаров генетически запрограммировано. Но порой встречаются необычные явления. Например, в тропиках Венесуэлы обитает зеленоглазый москит, который селится в скорлупках плодов какао. После тропических ливней жилища москитов превращаются в маленькие водоемы, удобные для личинок. Самки москитов, сделав кладку, не улетают, а держат яйца лапками на протяжении тридцати часов, ожидая рождения потомства. Это делается для того, чтобы вода не смыла кладку и не уничтожила потомство.

Другой комар откладывает яйца в листья хищного растения, в которых тонут многие насекомые. Каждое растение имеет колпачок, усеянный жесткими волосками. Нектарники у основания колпачка выделяют химические вещества, привлекающие насекомых, а губа на противоположном от колпачка крае служит удобной посадочной площадкой. Жертвы, привлеченные ароматом нектара, тонут в воде, и их трупами питается не только само растение, но и личинки комара.

Изучение комаров и москитов важно по множеству причин. И самая главная — в том, что эти насекомые являются переносчиками многочисленных заболеваний, поэтому борьба с ними проводится повсеместно. Но, борясь с этими насекомыми, не стоит забывать, что комары — опылители некоторых видов растений и пища для птиц. Их ни в коем случае нельзя уничтожать полностью.

Скорпион — древний и современный

Скорпионы издревле считаются одними из наиболее опасных существ в мире. Но при этом они являются и очень интересными созданиями. Скорпионы — удивительный пример существ, способных выживать в самых неблагоприятных условиях. Как им это удается, мы пока не знаем.

Скорпионов относят к древнейшим существам, населяющим нашу планету. Более 400 миллионов лет назад скорпионы обитали в водах Мирового океана. Они достигали метровой длины. Около 300 миллионов лет назад скорпионы одними из первых выбрались на сушу. Размеры их уменьшились, но форма осталась прежней по сей день. Палеонтологам оказалось несложно проследить эволюцию скорпиона с помощью ультрафиолетового света. Как живые скорпионы, так и останки древних особей флуоресцируют, излучая синие, розовые или зеленые цвета. Открытие этого явления было сделало в середине XX века, тогда же ученые и приступили к его изучению. Невооруженным глазом увидеть это свечение сложно.

Ученые еще не пришли к одному мнению в вопросе о том, зачем скорпионы вспыхивают под лучами ультрафиолетового света. Существует несколько версий. Некоторые исследователи считают, что поскольку скорпионы — существа преимущественно ночные, они таким образом привлекают к себе насекомых.

Обитают скорпионы обычно в местах, непригодных для человека, — преимущественно в пустынях, джунглях. Обитатели пустынь почти всю жизнь проводят, закопавшись в песок, стремясь защититься от палящего солнца. Только по ночам скорпионы вылезают на охоту. Они неподвижно ожидают своей добычи. Пустынные скорпионы обладают удивительной сенсорной системой. На ногощупальцах у них есть чувствительные волоски, благодаря которым животное ощущает малейшее сотрясение воздуха. Добыча приближается, — и скорпион, несмотря на полную темноту, ловко хватает ее.

Скорпионы питаются не только различными видами насекомых и мелкими животными, но и себе подобными. Им ничего не стоит «пообедать» более слабыми собратьями и даже собственными детьми. Ученые предполагают, что эта борьба за выживание обусловлена сложными условиями обитания. В пустыне недостаточно пищи, и скорпионы избавляются от конкурентов. Выживает сильнейший, способный уничтожить более слабого. Более крупные самки скорпионов после оплодотворения нередко убивают и съедают самцов. Предполагается, что это спасает потомство от «гастрономического» интереса отца.

Беременность самки скорпиона длится от 3 до 18 месяцев. Скорпионы, в отличие от других беспозвоночных, производят на свет живое потомство.

Исследователи, занятые изучением скорпионов, поражаются приспособляемости этих созданий. Организм скорпиона практически не теряет воду, что чрезвычайно важно при жизни в пустыне. Скорпион очень редко пьет, а необходимую воду получает из пищи; он максимально эффективно перерабатывает и усваивает добытую пищу. Это животное способно обходиться без еды год и даже дольше. Исследователи экспериментально выяснили, что скорпионы без вреда для себя выдерживают голод в течение двух лет. Предполагается, что причина такой выносливости заключается в практически неподвижном образе жизни. Но это пока только гипотеза. У науки нет ответов и на другие вопросы. Например, почему скорпионы обитают в столь неподходящих для жизни местах? Отчего они малоподвижны: потому что пищи не хватает или это их естественный образ жизни?

Организм скорпионов почти не изнашивается. Они живут около 25 лет — дольше, чем другие паукообразные и даже некоторые птицы и млекопитающие. Вероятно, причина долголетия скорпионов кроется в скудном обмене веществ.

Скорпионы относятся к существам, обладающим удивительной чувствительностью к свету. Для того чтобы ориентироваться ночью, им вполне достаточно слабого света звезд.

Скорпионы обитают также в снегах Гималаев на высоте около 5000 метров, в пещерах глубиной около 800 метров, в тропиках и европейских лесах.

Опасность скорпионов немало преувеличена, но и недооценивать этих долгожителей нельзя. Ядовитость скорпионов зависит от климата местности: чем жарче место обитания существа, тем оно опаснее.

Скорпионы-убийцы сильно отличаются от других скорпионов. Они мельче остальных, умирают раньше, зато размножаются значительно быстрее и чаще. Опасные скорпионы могут затаиться на деревьях. Иногда они заползают в вещи, принадлежащие человеку.

Уши… на ногах — и не только

У большинства насекомых планеты не существует слуховых органов в обычном понимании — ушей, расположенных на голове. У сверчков, саранчи, цикад и бабочек есть слуховые органы. Слуховой аппарат насекомых устроен значительно проще человеческого, но при этом обладает гораздо большей чувствительностью. Слух ночных бабочек, например, настроен на звуки, испускаемые летучими мышами во время охоты.

У кузнечиков слуховые органы расположены на ногах, на «коленках». Но выяснилось это сравнительно недавно. Изначально интерес исследователей вызвали издаваемые насекомыми звуки. Например, кузнечики «стрекочут». Исследования показали, что с помощью этих звуков насекомые привлекают существ другого пола. Но появился другой вопрос: чем же слышат кузнечики? Слуховых органов у них исследователи не обнаружили. Предполагалось даже, что кузнечики воспринимают звуки всем телом, улавливая передающиеся земле колебания. Чтобы проверить эту версию, ученые привязали «общающихся» кузнечиков к воздушным шарам. Однако насекомые не обратили на это никакого внимания и не прекратили «беседы».

Загадка слуха кузнечиков долгое время оставалась неразгаданной. И только в 1957 году американский ученый Гэскелл обнаружил «уши» кузнечика. Их роль выполняли две узкие щели на голенях передних ног. Благодаря этому открытию исследователи поняли, что органы слуха у насекомых могут располагаться где угодно. И выяснили: оказывается, дневные бабочки «слышат» основаниями передних крыльев, у ночных бабочек «уши» находятся между грудью и брюшком, у саранчи — на брюшке, у клопов — на груди, а у многих других насекомых — на усиках. Даже на хвостовых нитях порой встречаются «уши». А у термитов слуховые органы под коленками. Гусеницы, как выяснили ученые, «слышат» волосками, покрывающими их тело.

У многих насекомых место расположения органов слуха до сих пор не обнаружено..

Живые фонарики

Все знают, что светлячки светятся в темноте. Дети любят ловить их и любоваться волшебным светом. Почему и как светятся эти насекомые?

Огоньки светлячков не сопровождаются теплом. Такой вид света называется люминесценцией. Свет у светлячков образуется благодаря специальному веществу — люциферину. При соединении его с кислородом образуется свечение. Ученые смогли воспроизвести в лаборатории присущий этим насекомым свет. Однако химикам не удается воссоздать вещества, благодаря которым светлячки излучают сияние. До сих пор это остается загадкой природы.

Не менее интересная загадка заключается в том, зачем они светятся? Существует множество объяснений этого явления. Например, некоторые исследователи полагают, что свет помогает самцам и самкам находить друг друга. Другая версия — отпугивание птиц, опасающихся ночного света. Но все существующие предположения еще не вполне обоснованны. Возможно, свет — это побочный эффект химических реакций, проходящих в теле светлячков. Возможно, он не является жизненно необходимым для этих насекомых.

В тропических лесах существует множество видов светлячков. И им простого свечения уже недостаточно. Световые сигналы тропических светлячков различаются. Одни виды постоянно подают сигналы, у других световые сигналы прерывистые, с различными паузами. Некоторые виды светлячков сигналят поодиночке, другие — собираясь группами. Существуют светляки, которые светятся лишь в момент взлета, а есть и такие, которые вспыхивают, приземляясь. Различается свечение и по форме: широкие и узкие «фонарики», круглые и удлиненные. Правда, до сих пор неизвестно, зачем такое разнообразие фонариков и какую роль они играют в жизни насекомых.

Насекомые и запахи

В XIX веке французский энтомолог Ж. Фабр открыл влияние запахов на насекомых. Самцы реагируют на запах самок, и другие запахи, даже такие, как нафталин и прочие пахучие вещества, не способны сбить их с пути. Фабр проводил опыты с бабочками и убедился в этом. Самка, вылупившись из кокона, выделяет каплю жидкости. Ученый доказал, что именно она привлекает самцов бабочек. И это несмотря на огромные расстояния и маленькие размеры самой капли!

Доказана учеными и сверхчувствительность к запахам жуков-могильщиков. Запах падали, как удалось выяснить исследователям, распространяется по поверхности земли, и жуки его ощущают на значительных расстояниях. Если же мертвого зверька приподнять над землей, жуки не воспринимают запаха.

Вообще, влияние запахов на насекомых исследовалось очень мало и ограничивалось наблюдениями. Советский энтомолог-любитель А. Фабри, проводя опыт с бабочками, выяснил, какое расстояние преодолевают самцы, летящие на запах самки. В зависимости от вида бабочек они способны проделать путь от 300 метров до 3 километров, ориентируясь только по запаху! Причем не останавливают самцов ни ветер, ни дождь, ни ночное время.

Ученые смогли даже рассчитать величину и форму зоны воздействия запаха на бабочек. Если самка находится высоко над землей, зона действия запаха шаровидная, если на земле — полушаровидная. Если дует ветер, зона воздействия запаха вытягивается в направлении ветра. При этом приблизительная концентрация издающего запах вещества — одна молекула на кубический метр воздуха. Такое соотношение смущает ученых. Кое-кто даже выдвинул предположение, что притягивает бабочек вовсе не запах. Существует версия, что это пока не известные науке волны, которые помогают насекомым легко ориентироваться в пространстве и находить друг друга. Однако большинство исследователей продолжают считать, что привлекает насекомых именно запах. Было проведено множество опытов, доказавших, что насекомые летят к предмету, на который нанесена жидкость, выделяемая насекомым противоположного пола. И напротив: на бабочку, у которой была удалена пахучая железа, самцы внимания не обращали.

Не так давно ученые установили, что бабочки подают пахучие сигналы, только когда достаточно взрослеют, — иногда через несколько часов после появления, иногда спустя несколько дней. Некоторые же бабочки сигнализируют о своем появлении, еще не вылупившись из кокона, и самцы терпеливо ожидают их вылупления.

Запах служит насекомым не только для привлечения друг друга. Он играет важную роль в выборе пищи для будущего потомства. Например, бабочка-капустница откладывает яйца в капусте, ориентируясь исключительно на запах. Если смочить капустным соком лист бумаги, бабочка отправится к нему, не обращая внимания на цвет и форму предмета.

Конечно, о запахах и их роли в жизни насекомых известно многое. Но загадочного по-прежнему больше, чем разгаданного. Известно, что муравьи оставляют на дорожках, ведущих к пище, пахучие метки. Некоторые виды муравьев метками указывают и размер добычи. Но как муравьи находят дорогу именно в свой дом, а не отправляются в чужой муравейник, ориентируясь по меткам собратьев? Ученые не исключают, что муравьи различают запахи не только муравьев того же вида, но и могут определить, из какого они муравейника. Каким образом эта информация закрепляется в запахах, пока неизвестно. Некоторые исследователи предполагают, что специфический запах свойствен каждому муравью и служит своеобразным пропуском в муравейник.

Как звучат насекомые

Существование звуков в мире насекомых известно каждому. Кто не слышал, как стрекочут кузнечики или жужжат мухи? Но значение звуков в жизни насекомых еще мало изучено. Исследователи заинтересовались этим вопросом сравнительно недавно.

Они выяснили, что пение насекомых, в частности стрекотание кузнечиков, есть не что иное, как призыв. Несколько тысячелетий назад на Востоке ценилось пение цикад , этих насекомых даже держали в специальных клетках, как держат певчих птиц. Наблюдение за кузнечиками выявило и другой интересный факт. Кузнечики-самцы своим пением не только привлекают самок, но и переговариваются между собой. О чем?

Исследователи выяснили, что многие звуки кузнечиков являются своеобразной меткой территории: стрекотание предупреждает другого кузнечика о том, что место занято.

Кузнечики, кобылки и медведки издают звуки с помощью специального аппарата. На одном крыле этих насекомых есть гладкая прочная перепонка, по краям которой расположены толстые твердые жилки. На другом крыле — жилка с зазубринами. Потирая крыльями, насекомые издают звуки. Благодаря такому аппарату насекомые могут изменять тембр и громкость пения, частоту звуков.

Цикады обладают очень сложным музыкальным аппаратом. В специальной камере на груди насекомого находятся три перепонки. К одной из них подходит сильная мышца. Сокращаясь, эта мышца сгибает перепонку, отчего получается резкий звук. Он усиливается сложной системой резонаторов.

Пение кузнечиков и цикад наиболее известно, но «звучат» не только они. Жуки-усачи скрипят, потирая один сегмент брюшка о другой. Клопы гладыши потирают передние ножки о зазубренный хоботок, производя щелкающие звуки. Некоторые бабочки резко щелкают, ударяя ребром крыла по груди. Многие насекомые издают звуки, размахивая крыльями.

Считается, что у насекомых существует несколько сотен различных звуков и несколько десятков разных песен.

Но зачем эти песни? Некоторые из них привлекают самок, другие оповещают об опасности, третьи «помечают» территорию.

Кузнечик исполняет «зовущую» песню, но не все самки реагируют на нее. Оплодотворенная самка не подчиняется зову кузнечика, даже если находится поблизости. И этот факт еще не объяснен наукой.

Комары, в свою очередь, звучат негромко, поэтому для призыва самок собираются в рой. «Пение» комаров слышат самки и летят на звук. При этом комары далеко не на каждую самку обращают внимание. Исследователи объяснили эту загадку. Оказывается, звуки самок несколько тоньше, нежели звуки, издаваемые самцами. Вот только самки пищат неодинаково, в зависимости от возраста, и по звуку комары отличают молодых «дам» от взрослых и старых. На слишком молодых или престарелых самок комары внимания не обращают.

У некоторых видов комаров призывные звуки издают самки. Комары воспринимают призыв усиками-антеннами. Причем звуки слышит не каждый комар. У слишком молодых комаров усики еще не покрылись волосками, отвечающими за слух, и комары не реагируют на призыв.

Изучая насекомых, ученые выяснили еще один интересный факт. Призывные звуки не заглушаются другими, порой даже более интенсивными, шумами. Почему? Оказывается, слуховые органы насекомых настроены на определенную волну, соответствующую звукам, издаваемым противоположным полом. Так, усики комаров воспринимают исключительно колебания, производимые крыльями самок.

Загадки зрения

Для глаз насекомых характерно общее строение. Глаза их состоят из множества маленьких глазков — омматидиев. Каждый глазок видит определенный маленький участок изображения. Из таких участков складывается целостная картина. В настоящее время ученые обладают значительно большими возможностями для изучения зрения насекомых, чем раньше, однако при этом загадок, связанных с глазами насекомых, становится все больше. Доказано, что изображение насекомых мозаичное, и целостность картины складывается лишь в мозгу. Согласно классической теории, каждый глазок-омматидий имеет сектор обзора в 2–3 градуса, причем лучи света должны падать на глазок под определенным углом. При этом каждое изображение, принимаемое омматидием, вплотную примыкает к изображению соседнего омматидия.

Но современные электрофизиологические опыты показали, что совершенно не обязательно лучи света должны падать на глазок под определенным углом. И сектор обзора каждого омматидия значительно больше, чем предполагала классическая теория. Следовательно, изображения, принимаемые отдельными омматидиями, перекрывают друг друга. Каким образом эти наложенные изображения преобразуются в мозгу насекомого, до сих пор неизвестно.

Опыты показали также, что насекомые преимущественно «близоруки». Самое зоркое из насекомых, стрекоза, видит метра на два. Пчелы — не дальше чем на метр. Шмель видит лишь на полметра. А вот рабочие муравьи способны различать только свет и темноту. Правда, российский энтомолог Г. Мазохин-Поршняков сумел вживить в глаз муравья электрод, благодаря чему выяснил: некоторым муравьям свойственно цветовое зрение.

Единственное, что точно известно касательно зрения, да и прочих способностей насекомых: все они напрямую связаны с местом обитания. Например, живущий в воде жучок вертлячка обладает такой особенностью: у него два разделившихся глаза. (Сначала исследователи предполагали, что жучок этот обладает четырьмя глазами: парой верхних и парой нижних.) Это обусловлено средой обитания. Видимость в воде и воздухе различается, и благодаря этому глаза вертлячки разделились. Жучок с одинаковым успехом видит и под водой, и в воздухе.

Стрекозе приходится охотиться за летающими насекомыми, из-за чего ее зрение отличается рядом особенностей. Прежде всего, насекомое видит лишь на два метра — ведь на большем расстоянии оно вряд ли успеет догнать и поймать жертву. Глаза у стрекозы имеют большой угол охвата: не поворачивая головы, насекомое может видеть едва ли не во всех направлениях. Преследуя добычу, стрекоза видит ее впереди, на фоне неба. Догнав же, она вынуждена подняться над добычей, ведь стрекоза захватывает свою жертву ногами. А на фоне пестрого пейзажа увидеть жертву уже значительно сложнее. Именно по этой причине, как предполагают исследователи, глазки стрекозы разделяются на два типа. В верхней части глаз омматидии крупные, они различают темное и светлое и используются в процессе преследования добычи. Омматидии второго типа находятся в нижней части глаза и способны различать цвета.

Культуристы

Издавна известна людям сила насекомых. Муравьи способны переносить веточки, вес которых в несколько раз больше самих насекомых. Но лишь недавно ученые взялись за исследование силы этих культуристов. Выяснилось, что стрекоза может поднять вес, превышающий ее собственный в 10 раз, богомол — в 16 раз, пчела — в 20, майский жук — в 24 раза. Муравей способен переносить тяжести в 52 раза больше его веса, жук-носорог осиливает вес, превышающий его собственный в 100 раз. Уховертка стала своеобразным рекордсменом в череде этих «тяжеловозов»: она способна перетащить груз, больший ее собственного веса в 590 раз.

Отличаются силой и жуки: бронзовка может тянуть груз, превышающий ее вес в 495 раз, жук-навозник — в 4210 раз.

Таинственные жители муравейников

Муравьи — очень древние насекомые. Согласно последним исследованиям, существовали они уже 160 миллионов лет назад. Видовое различие муравьев, как считают ученые, возникло благодаря растениям.

Исследователи из Гарвардского университета попытались восстановить историю муравьев с помощью генетических часов. Им удалось обнаружить, что первое семейство муравьев возникло на 40 миллионов лет раньше предполагаемых сроков. Но муравьи не разделялись на виды до тех пор, пока не появились растения. Этот факт еще ожидает своего объяснения. Не менее интересно и предположение, что количество подвидов муравьев значительно уменьшилось с появлением покрытосеменных цветущих растений. Такие растения обеспечивали муравьям новые жилища.

В мире насекомых муравьи — наиболее многочисленный вид. Они встречаются практически повсеместно, за исключением разве что полюсов.

Рабочие особи муравьев живут около 7 лет, что для насекомых является долгим сроком. А муравьиные постройки, в которых молодые самки сменяют старых, занимают одно и то же место более сотни лет! И муравьи постоянно работают во благо родного муравейника. Даже солнечное тепло они используют в своих целях: греются на солнце, после чего быстро бегут в муравейник и остывают там. Благодаря этому в муравейнике в прохладную погоду на несколько градусов теплее, чем снаружи. Муравьиные усики способны чувствовать перепады температуры всего в четверть градуса.

Интересны и предпосылки «специализации» муравьев. Каким образом функции насекомых разделяются, скажем, на солдат и рабочих? Ученые выяснили, что зависит это от питания. Если первые пять дней после выхода муравьев из яйца личинка питается твердой пищей, вырастает солдат; если жидкой — рабочий муравей.

Муравьиный род всегда привлекал внимание исследователей. Эти маленькие насекомые способны выстроить огромный муравейник, разводят в нем тлей в качестве домашнего скота. И всегда находят родной дом. Оказывается, у муравьев существует своеобразная физиологическая особенность, позволяющая насекомому просчитывать путь до нужной точки и обратно. До того как ученые смогли понять эту удивительную муравьиную способность, существовало множество версий, но все они оказались несостоятельными. Например, исследователи предполагали, что муравьи обладают прекрасной памятью и способны ориентироваться в пространстве. Но порой эти насекомые забредают очень далеко по однообразной местности, где запомнить какие-либо вехи на пути просто невозможно. Однако каждый раз муравьи спокойно возвращаются обратно.

Существовала еще одна версия, достаточно фантастическая. Муравьи, по мнению ученых, обладают встроенными «часиками». По прибытии на место следования насекомые просто отмечали пройденное время и рассчитывали обратный путь. Но и эта версия, интересная лишь своей необычностью, не получила необходимых доказательств.

Проведенные исследования показали, что муравей способен вернуться в свой муравейник даже в абсолютной темноте. И ученые наконец поняли: муравьи просто отсчитывают свои шаги, таким образом отмеряя пройденное расстояние.

Это открытие, в действительности, лишь подтверждает выдвинутую в начале XX века версию о шагомере внутри муравья. Непонятно только, почему подтверждений этой теории не было найдено раньше.

Впрочем, существует и другая версия безошибочного возвращения муравьев домой. Исследователи давно заметили, что муравьи, где бы ни находились, стараются вернуться домой до заката солнца. Поначалу предполагалось, что муравьи стремятся попасть в муравейник до наступления вечерней прохлады. Но потом исследователи заметили еще одно обстоятельство: домой муравьи возвращаются всегда одной и той же дорогой. Если отнести муравья в сторону, он пойдет по заданному маршруту и пройдет мимо муравейника на таком же расстоянии, на которое его отнесли. Этот факт заинтересовал ученых, и они высказали очередное предположение. Велика вероятность того, что муравьи фиксируют угол солнечного луча. Если, удаляясь от муравейника, насекомое видит солнце слева под определенным углом, то по возвращении солнце должно быть справа под таким же углом. Муравьи, по этой версии, фиксируют положение муравейника по отношению к солнцу.

Было проведено несколько экспериментов. На определенное количество часов муравьев сажали под светонепроницаемый колпак, после чего выпускали. При этом муравьи двигались не к муравейнику, а в том направлении, где, по их предположениям, муравейник должен быть. Правда, некоторые муравьи, принимавшие участие в эксперименте, умудрялись учесть движение солнца, которого не видели, и выбрать правильный путь домой.

Есть ученые, которые считают, что муравьи ориентируются по звездам. Пусть не все, а лишь некоторые из них. Фасетки глаза муравья представляют собой длинные трубки, на которых расположены светочувствительные клетки — по одной на фасетку. Давно известно, что, если смотреть на небо из глубокого колодца, можно увидеть звезды. Именно этот принцип отнесен к муравьям и приводится как доказательство того, что муравьи ориентируются по звездам. Возможно, пустынным муравьям и в самом деле приходится ориентироваться таким образом, только и это еще не доказано.

Возможно также, что ориентироваться муравьям помогает поляризованный свет.

Австралийские исследователи обнаружили новый вид муравьев. Эти насекомые способны не только плавать, но и длительное время находиться под водой, спасаясь от врагов. Длина туловища такого муравья — 1 сантиметр. Это крупное, по муравьиным меркам, насекомое обитает в затопленных районах Австралии.

Открытие нового вида муравьев было сделано совершенно случайно. Биологи готовили научно-популярный фильм о насекомых, обитающих в мангровых зарослях. И в процессе съемки муравьиной колонии исследователи заметили нечто необычное: отдельные муравьи спокойно передвигались в воде и даже ныряли на сравнительно большую глубину.

Дальнейшее изучение водоплавающих муравьев привело к немаловажному открытию. Согласно теории исследователей, серые мангровые муравьи обрели способность находиться под водой в процессе эволюции, защищаясь от хищников-земноводных, обитающих на берегах водоемов.

Науке и раньше были известны факты плавания муравьев. Отдельные виды этих насекомых способны некоторое время проводить в воде, дабы избежать опасности. Но серые мангровые муравьи — на сегодняшний день единственные, использующие и водный, и подводный способы перемещения. И даже в воде они могут переносить пищу для себя и своих сородичей на значительные расстояния. Движения этих муравьев в воде напоминают лягушачьи.

Паук — покоритель воздуха

У некоторых народов существует легенда о том, что паук соткал мир. Конечно, это лишь миф, но пауки, действительно, способны на многое…

В 1883 году море почти полностью затопило маленький островок Кракатау, который находится близ Явы и Суматры. На оставшейся части суши буйствовал вулкан, покрывая все вокруг пеплом и лавой. На островке было уничтожено все живое. Даже через два месяца после трагедии скалы на острове дымились.

Но полгода спустя исследователи обнаружили на острове первое живое существо. Маленький паучок плел свою паутину. Этим первым жителем затопленного острова стал паук линифия треугольная . Паук этот наиболее распространен в умеренных и арктических широтах Земли.

Линифии — великолепные, лучшие среди пауков воздухоплаватели. Их находили на далеких островах, в сотнях километров от материка; ловили на высоте 4,5 тысячи метров. Существует предположение, что все дело в легкости самих паучков, их многочисленности и особых свойствах паутины, играющей роль воздушного шара.

Пауки эти обладают фантастической приспособляемостью. Линифии способны «перекрашиваться» в другой цвет, подобно хамелеонам. Когда пауку грозит опасность, он падает с паутины на землю, и спустя несколько минут светлое тельце темнеет, сливаясь с землей.

Линифии кажутся ученым чрезвычайно умными созданиями. Некоторые виды, особенно обитатели деревьев, сталкиваются с норными животными. Эти пауки научились не заплетать паутиной входы в норки. Подобным образом ведут себя и паучки, обитающие в птичьих гнездах.

Пауки, живущие рядом с муравьями, научились беседовать с этими насекомыми. Если муравей встречается с пауком, последний вскидывает передние лапы и шевелит ими так же, как муравей при встрече с другим муравьем. При этом муравей воспринимает паука то ли как друга, то ли как родственника и уходит.

Муравьи не выбрасывают яйца линифий из муравейника. Но не только они терпимо относятся к маленьким выносливым паукам. Линифии уживаются также с птицами и мелкими грызунами. И подобной приспособляемостью линифии, по предположению исследователей, обязаны составу своей крови. Линифий едят только жабы и некоторые птицы, остальные же предпочитают другую пищу.

Загадки ос и пчел

Одиночные осы — насекомые, еще не вполне изученные, но интересующие многих энтомологов. Некоторые одиночные осы роют гнезда и в разное время откладывают в них личинки. При этом новое поколение насекомых появляется не сразу, а постепенно. Ученые объясняют это тем, что сразу всех личинок осы вряд ли смогли бы обеспечить пищей. Осы — заботливые родители. У них бывает по 6–7 гнезд с личинками, и им приходится заботиться о безопасности потомства. Каждую норку насекомые закупоривают камешками, комочками земли и засыпают сверху песком, успешно маскируя. Но самое удивительное — осы безошибочно находят свои норки. Ученые решили узнать, как они это делают.

Предположив, что осы ориентируются по природным объектам, энтомологи меняли указатели — камешки и палочки, шишки и сухие травинки. Переносили само гнездо. Но около 20 % ос, вопреки примененным людьми хитростям, находили свое потомство.

Прилет ос к месту следования изучен сравнительно неплохо. Одни летят прямо к цели, другие — скачками, поднимаясь невысоко и пролетая пару метров. При этом осы порой забираются на возвышение и осматриваются, выбирая направление. И наконец, еще один вид передвижения: осы волокут добычу по земле и изредка забираются на деревья, чтобы осмотреться. Экспериментально доказано, что многие осы улетают от гнезда и возвращаются одним и тем же путем. Но если ос перенести в противоположную от «проторенного пути» сторону, они найдут точку, расположенную на их постоянном маршруте, и только после этого полетят к гнезду.

Все это исследователи поняли в процессе наблюдений и экспериментов. Но неясным остается одно: каким образом одиночные осы определяют направление?

Не меньше загадок задают человеку пчелы. О «языке» пчел известно многое. Ученые исследовали танцы пчел, значение треска их крыльев, пахучие сигналы. Известно, что в танцах пчелы описывают круги и восьмерки или совершают прямолинейный пробег (когда пчела бежит прямо по вертикальным сотам). Если пчела бежит вверх, значит, ее собратьям следует лететь в ту сторону, где находится солнце, если вниз — в противоположную.

То же относится и к пробежкам по вертикали под определенным углом. Солнце для пчелы служит ориентиром.

Но и отсутствие солнца на небосводе для пчел не становится препятствием. Пчелы способны воспринимать поляризованный свет. Этим насекомым достаточно даже клочка голубого неба среди туч.

Однако еще неизвестно, каким образом пчела определяет время. Ведь солнце движется по небосклону, а следовательно, поляризованный свет меняется на различных участках неба.

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.

Неясным остается не только то, почему термиты располагаются вдоль магнитных линий, но и то, каким образом насекомые обнаруживают магнитное поле. Пока у них не найдено никаких органов или нервных клеток, способных реагировать на магнитное поле. Существует теория, согласно которой роль магнитной стрелки выполняет все тело насекомого. Это предположение подтвердилось таким опытом: в магнитное поле поместили мертвую муху.

Насекомое сразу повернулось, подобно магнитной стрелке компаса, одним концом указывая на юг, другим — на север. При повторении опыта результат всегда был одинаков.

Насекомые умеют не только отыскивать друг друга, но и находить тщательно скрывающуюся пищу. Например, одиночные осы питаются долгоносиками-клеонами. И, хотя насекомые эти хорошо прячутся, для ос охота не является затруднением. Предполагают, что осы находят жуков по запаху. Хотя принято считать, что осы не отличаются особым обонянием. Тогда, быть может, осам помогают какие-то особые волны?

Не так давно возникла гипотеза: некоторые насекомые посылают и воспринимают инфракрасные лучи, благодаря которым и ориентируются, и находят друг друга на расстоянии около километра. Гипотеза эта подтверждается рядом исследований. В 1964 году ученые выяснили, что во время полета у некоторых бабочек повышается температура тела (на 0,5–15 градусов выше окружающей среды). При этом возникает инфракрасное излучение.

Энтомологи наблюдали за «спасательными работами» муравьев. Насекомые откапывали своих сородичей, заваленных землей. В самом этом факте нет ничего удивительного: чувство товарищества у общественных насекомых развито чрезвычайно высоко. Удивительно другое: как насекомые узнали, что их родственники погребены под землей? Они не могли отреагировать на звук. Муравьи издают звуки трением частей тела друг о друга, что под землей, в завале, было невозможно. Не мог помочь и запах: слишком мало времени прошло от завала до «спасательных работ», и запах не успел бы проникнуть сквозь толщу земли. Возможно, причина такой оперативности — неизвестное излучение, электромагнитные колебания?

Проводя опыты, исследователи выяснили следующее. Если муравьев отделить друг от друга деревянным или стеклянным экраном, они легко принимают сигналы собратьев. Если же насекомых поместить в медные сосуды или за свинцовый экран, связь между ними прекращается.

Это и в самом деле весьма похоже на не изученные пока электромагнитные волны.

Почему муха не падает

Наверняка вы не раз удивлялись способности насекомых передвигаться по самым, казалось бы, неприспособленным для этого поверхностям. Мухи с легкостью бродят по вертикальным стенам и даже по потолку, не отстают от них и многие другие насекомые. Долгое время даже специалисты-энтомологи не занимались изучением этого вопроса. Они знали, что на конце лапок у насекомых есть маленькие коготки и мягкие подушечки. Ползая по стене, насекомое цепляется коготками за малейшие шероховатости и не падает. Если же, допустим, муха ползет по стеклу, где коготкам уцепиться не за что, или по потолку, на котором с помощью одних коготков не удержаться, то подушечки плотно прижимаются к поверхности, между ними и поверхностью образуется вакуум, и нога насекомого присасывается.

Казалось бы, никакой тайны не существует. Однако едва люди решили проверить способ хождения мух, они столкнулись со множеством загадок. Во-первых, образование безвоздушного пространства, удерживающего муху на ровной поверхности, возможно в воздушной среде. Но муха так же спокойно перемещается и в разреженной атмосфере. Тщательные исследования не сумели обнаружить у мух никаких клейких выделений, значит, муха не прилипает к поверхности. Вот так муха продолжает нарушать закон земного тяготения, а исследователи по-прежнему ломают головы над этой ее способностью.

Насекомые опережают химиков

Насекомые вызывают интерес и у химиков: например, муха, обладая особым свойством передвижения в пространстве, противоречащим элементарным законам физики, может также различать более 30 тысяч различных веществ. Достаточно насекомому дотронуться до какого-либо предмета или вещества, и оно получает информацию о его составе и свойствах. Маленькие волоски на лапках мухи — одновременно и приборы, и химические реактивы, мгновенно производящие анализ.

Но не только муха интересует ученых. Химики изучают и жука-бомбардира . А связано это с насущной проблемой химиков — хранением перекиси водорода. Перекись водорода обычно быстро разлагается, и долго хранить ее невозможно. А жук-бомбардир считает иначе. Название свое этот жук получил благодаря своеобразной защитной реакции: он стреляет. В теле жука есть три камеры, в одной из них хранится гидрохинон, в другой — перекись водорода. Когда жуку грозит опасность, оба вещества поступают в третью камеру, смешиваются, и в результате химической реакции происходит выделение кислорода. Кислород вспенивает жидкость и с силой выталкивает ее наружу.

Механизм выстрела давно изучен. Однако по-прежнему неясным остается то, как жук хранит перекись водорода высокой концентрации. Исследователи предполагают, что организм жука вырабатывает вещества, препятствующие разложению перекиси водорода. Но что это за вещества?

И еще одной невероятной особенностью обладают жуки-бомбардиры. У жуков — обитателей Южной Америки при выстреле жидкость накаляется до 100 градусов. Но как такое возможно? Каким образом жуку при подобной температуре удается не свариться заживо? И на этот вопрос пока нет однозначного ответа.

Как известно, многие насекомые ядовиты. У одних ядовита кровь, других защищает резкий запах, третьи могут укусить или ужалить, вводя в ранку яд. Есть насекомые, стреляющие в противника ядовитой или дурно пахнущей жидкостью.

Уже установлено, что у многих насекомых имеются специальные железы, вырабатывающие ядовитую жидкость. Однако есть и такие ядовитые насекомые, у которых подобных желез не обнаружено. Яд при этом постоянно находится в их организме. Например, гусеница капустницы в случае опасности выпускает полупереваренную пищу, смешанную с находящимся в организме ядом. Некоторые насекомые запасают яд, поедая растения, его содержащие.

Казалось бы, доказано, что яд насекомых — органическое вещество, существующее в природе. Но не так давно исследователи столкнулись с новой проблемой. Группа ученых обнаружила в организме кузнечика химические соединения, которых раньше у насекомых не было. Кузнечики получили их от людей, быстро усвоив яды, применяемые для борьбы с насекомыми, и спустя какое-то время стали вырабатывать подобные. При этом кузнечики успешно используют «человеческие» яды в борьбе со своими врагами.

Откуда появились вредители

Сейчас мы на каждом шагу слышим о насекомых-вредителях, способных уничтожить урожай. Но как и когда они появились? Ведь изначально большинство насекомых питалось исключительно дикими растениями. На количество пищи насекомых влияли погодные и другие условия, и в зависимости от наличия или отсутствия пищи регулировалось количество насекомых. Но так было до появления человека. Человек стал осваивать природу, приспосабливать ее к своим потребностям. Вырубались леса, уничтожались дикие травянистые растения и культивировались сельскохозяйственные. Разумеется, культурные растения — это прошедшие тщательный отбор дикие, являвшиеся в свое время пищей насекомых. Человек занимался облагораживанием диких растений. И насекомые пользовались этим. А так как культурные растения давали больший урожай, насекомые лучше размножались. Со временем многие насекомые перешли на одомашненные растения. В самом деле, зачем искать дикое растение, если и домашних из того же семейства предостаточно?

В результате насекомые стали врагами людей, «вредителями».

Немаловажной причиной засилья насекомых-вредителей стало и освоение человеком земного шара. Например, до конца XIX века никто, кроме энтомологов, не знал о колорадском жуке , или, как он тогда назывался, десятилинейном листоеде. Жил листоед в отдаленных районах Северной Америки и питался дикими растениями семейства пасленовых.

Когда в места исконного обитания жука пришли люди, они стали возделывать картофель. И наконец листоед понял, что картофель, также относящийся к семейству пасленовых, — замечательная пища. Жук перешел на освоение нового рациона.

Но не только доступность сельскохозяйственных посевов стала причиной появления вредителей. Человек, осваивая дикие земли, вмешивался в естественное существование природных сообществ, изменял ландшафты. Одни насекомые подавлялись, другие оказывались в благоприятных условиях. В итоге естественное, сложившееся веками равновесие нарушалось. И насекомым приходилось осваивать новые виды пищи.

В настоящее время разрабатываются различные виды борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений. Но и здесь человек сталкивается со множеством загадочных и удивительных фактов. Например, с высокой приспособляемостью насекомых. Стоит создать новое отравляющее вещество, как оно вскоре становится слабоэффективным. Против некоторых насекомых приходится обновлять химическое оружие каждые три года. Помимо прочего, химические методы борьбы с насекомыми-вредителями воздействуют и на полезных насекомых, опылителей, а также на сельскохозяйственных животных, рыб, да и на самого человека.

Кроме того, ученые заметили, что при уничтожении ядами одних вредителей интенсивнее размножались другие.

В последние годы все большее значение приобретает метод биологической борьбы с насекомыми-вредителями. Суть этого метода состоит в том, что к «битве за урожай» привлекаются естественные враги того или иного насекомого. Этот метод отличается рядом положительных сторон. Во-первых, он позволяет регулировать численность вредителей, не уничтожая насекомых полностью, а следовательно, не нарушая естественных пищевых цепочек в природе. Во-вторых, биологический метод является экологически приемлемым, безвредным для прочих насекомых и сельскохозяйственных животных.

Например, американские ученые воспользовались открытием значения обоняния в жизни насекомых. Они стали приманивать самцов непарного шелкопряда с помощью запаха самки в определенные места. Это давало возможность не только выяснить, сколько вредителей находится в радиусе 4 километров, но и легко уничтожить самцов. А если даже не уничтожить, то сбить с пути и не дать возможности отыскать самку. Для этого биологам приходилось специально выращивать большое количество бабочек-вредителей, разводить в спирте их пахучие железки и пользоваться этим настоем для привлечения самцов. И лишь совсем недавно химики смогли синтезировать пахучую жидкость непарного шелкопряда.