Петр Образцов - Удивительные истории о существах самых разных
Принцип устройства фасеточных глаз мухи использован в «органах зрения» роботов, а изучение способности той же мухи и других насекомых держаться на потолке дает возможность создавать особо качественные скотчи.
Самые близкие нам насекомые — тараканы — послужили, впрочем, и поводом для издевательства над научной методологией. Выдвигается гипотеза: органы слуха тараканов находятся в их ногах. Для проверки гипотезы стучим по столу, на котором сидит несчастный инсект, и видим, что таракан убегает. Далее естествоиспытатель отрывает таракану ноги, стучит по столу и отмечает, что насекомое не шелохнется. Гипотеза доказана и превращается в работающую теорию. Не исключено, что среди энтомологов имеются и такие исследователи, но у них «тараканы» находятся скорее не в экспериментальной кювете, а в голове, — психологи считают, что такое наблюдается у каждого десятого жителя планеты Земля.
Что же касается тимпанальных (от «тимпан» — барабан) органов — «ушей» насекомых, — то действительно: у многих из них они находятся в голенях передних ног и способны улавливать даже ультразвук, испускаемый летучими мышами с целью эхолокации и поедания этих самых насекомых. Сей совершенно достоверный факт установили другие, серьезные энтомологи, причем отрывать ноги у тараканов им не пришлось.
Это покажется странным, но на самом деле ученые испытывают к тараканам довольно теплые чувства: — эти насекомые — идеальные существа для различных биологических экспериментов. Тараканы быстро размножаются и дают большое потомство, они неприхотливы и могут по месяцу обходиться без воды и пищи, они легко противостоят даже очень суровым условиям проживания, — впрочем, все эти свойства мы и сами, увы, отлично знаем.
В 2007 году студенты Воронежской государственной медицинской академии имени Н. Н. Бурденко поставили эксперименты с рыжими тараканами на биоспутнике «Фотон-М3». Предстояло выяснить влияние невесомости на способность насекомых к продолжению рода и на качество потомства. Первый вопрос решен положительно — у одной из космических самочек после возвращения из космоса уже здесь, на Земле, появилось более 30 малышей. Были сделаны и некоторые важные наблюдения: земные тараканы появляются на свет с полупрозрачным хитиновым покровом, который впоследствии медленно темнеет, а вот у космических насекомых хитин темнеет гораздо быстрее.
Космонавт-испытатель и куратор образовательных экспериментов на биологическом спутнике Сергей Рязанский сообщил, что тараканы впервые путешествуют в космосе, хотя эксперименты с оплодотворением уже проводились на станции «Мир» — тогда подопытными были тритоны, которые откладывают удобную для изучения крупную икру Бывали и случаи появления потомства у млекопитающих — в космос отправляли беременных крыс. Хотя зачатия на станции не происходили: испытывавшим сильный стресс крысам было не до любви.
Бабочки летают с умомБританские исследователи выяснили, что бабочки не бессмысленно порхают по саду, а выбирают определенные маршруты движения. Ученые прикрепили к насекомым миниатюрные датчики, показания которых отражались на экране радиолокатора. При этом удалось не только зафиксировать траектории полетов, но и определить скорости передвижения насекомых.
Один из авторов эксперимента, Лиззи Кант, работающая на Ротамстедской испытательной станции близ города Харпенден (это один из старейших сельскохозяйственных исследовательских полигонов в мире), говорит, что раньше проследить за полетом протяженностью более километра не было никакой возможности. Передатчики весом 12 миллиграммов сделали это реальностью. Их установили на спинки бабочек павлиний глаз (Inachis io) и крапивница (Aglais urticae). Убедившись, что приборы не влияют на поведение насекомых, ученые выпустили 33 особи на поле размером 500 на 400 метров — это поле они и сканировали с помощью радара. В результате были получены траектории полетов почти всех бабочек — точнее, тридцати из них.
Проанализировав записи, ученые пришли к выводу, что есть два типа движения: быстрое прямолинейное — со скоростью 2,9 метра в секунду и медленное, кругами, при сборе нектара — со скоростью 1,6 метра в секунду. Очевидно, что медленное кружение помогает бабочкам находить цветы, идентифицировать их и определять место для зимовки. Бабочки еще за 200 метров распознавали неподходящую среду обитания, например плотный ряд деревьев, и не приближались к ней. А за 100 метров они уже находили места кормежки.
Ранее с помощью радара отслеживали движение шмелей и медоносных пчел. При том, что эта работа кажется далекой от практики, она может пригодиться специалистам по охране природы и фермерам.
Панамские мандибулыЕсли английским пчелам, как мы помним, грозит опасность от клещей, то есть членистоногих, принадлежащих к совершенно другому классу — классу паукообразных, — то иным насекомых следует опасаться своих же собратьев, иначе говоря, самих себя. Это выяснили английские энтомологи, которые вместе со специалистами из США и Панамы изучали панамских термитов. Оказалось, что термит из касты солдат может выбрасывать свои мощные грызущие мандибулы («клешни»), расположенные на голове, с фантастической скоростью — 70 метров в секунду. Штормовое предупреждение объявляется в городах России, когда прогнозируемая скорость ветра превышает 18 метров в секунду, а ураганом считается ветер со скоростью больше 33 метров в секунду.
Термиты — самые примитивные из общественных насекомых, они значительно уступают муравьям и пчелам по социальной организации. Термиты наносят большой урон деревянным строениям в тропиках и странах с теплым климатом, поскольку умеют переваривать основной компонент дерева — целлюлозу. Своим оружием — мандибулами — они пользуются при обороне термитника от главных естественных врагов — муравьев, а также — вот она, братоубийственная война! — для решения личных проблем, возникающих между самими термитами.
Сейчас ученые пытаются выяснить, с помощью каких мышц и каким образом термитам удается поставить свой рекорд. «Человеческий» рекорд зафиксирован у мастеров карате, но они наносят удар рукой со скоростью всего лишь 15 метров в секунду.
Манна небесная сама себя съелаВпрочем, не только термиты опасны сами себе. Энтомологи из Оксфордского, Сиднейского и Принстонского университетов считают, что нашли объяснение странному поведению саранчи — эти прожорливые насекомые зачем-то перемещаются вместе огромными стаями, хотя при этом они очень скоро начинают испытывать недостаток в пище. Стая саранчи в состоянии уничтожить за день десятки тысяч тонн растительной пищи и поэтому представляет собой буквально кару небесную для крестьян и фермеров.
«Саранча летела, летела и села, сидела, сидела, все съела и вновь полетела», — писал коллежский секретарь Александр Пушкин, посланный графом Воронцовым на юг с целью изучения вредоносности этих насекомых.
Университетские энтомологи предположили, что как раз при недостатке растительной пищи более зрелые особи не брезгуют каннибализмом и нападают на неопытный молодняк, который при этом в ужасе сбивается в стаи и коллективно спасается бегством. Такое поведение закрепляется на уровне инстинкта, и повзрослевшие саранчата летают вместе уже постоянно, причем за день стая преодолевает расстояние в десятки километров.
Кстати, коллежский секретарь Александр Пушкин поручения графа Воронцова не выполнил, в чем его впоследствии упрекал знаменитый биолог Александр Любищев.
Космические тихоходкиПожалуй, самые удивительные способности демонстрируют существа еще более мелкие, чем насекомые. Например, оказалось, что некоторые многоклеточные организмы способны выжить в открытом космосе.
Первым человеком, побывавшим в открытом космическом пространстве, был наш космонавт Алексей Леонов. Разумеется, он вышел за пределы корабля не в тренировочном костюме, а в специально созданном для этой цели скафандре. Не защищенный от вакуума организм мгновенно погибнет, его просто разорвет внутреннее давление. Поэтому сцена падения Куэйда на поверхность Марса в фильме «Вспомнить все» сильно затянута — герой Шварценеггера не прожил бы и секунды. Однако недавно было продемонстрировано, что в жутких космических условиях все-таки может выжить (и даже впоследствии дать потомство) многоклеточное существо, причем без скафандра и кислорода.
Эксперименты проводились в 2007 году международной группой ученых на российском спутнике «Фотон-МЗ», а испытателями стали тихоходки видов Richtersius coronifer и Milnesium tardigradum. Эти маленькие существа (не более полутора миллиметров в длину) относятся к типу членистоногих и известны своей поразительной устойчивостью к изменениям условий существования. Так, тихоходки в состоянии часами находиться в жидком гелии при температуре минус 271 градус Цельсия, выживать при уровне радиации 500 тысяч рентген (человек умирает при 500 просто рентген), могут целый час продержаться в кипятке. В эту «годину тяжелых испытаний» тихоходки погружаются в состояние анабиоза, их тела высыхают и покрываются особым воском. Неудивительно, что именно тихоходки были выбраны для, казалось бы, совершенно бесчеловечных экспериментов.
