Każda aktywność owadów wiąże się z ciągłym przetwarzaniem informacji dźwiękowych, węchowych, wizualnych, dotykowych i innych. W tym przestrzenne, geometryczne, ilościowe.

Ważną cechą tych miniaturowych, ale bardzo złożonych stworzeń jest ich zdolność do dokładnej oceny sytuacji za pomocą własnych instrumentów. Wśród nich znajdują się wyznaczniki różnych pól fizycznych, które pozwalają przewidywać trzęsienia ziemi, erupcje wulkanów, powodzie i zmiany pogody. Istnieją wewnętrzne zegary biologiczne, które odmierzają czas, i pewnego rodzaju prędkościomierze, które pozwalają kontrolować prędkość, oraz urządzenia nawigacyjne.

Narządy zmysłów owadów często kojarzone są z głową. Okazuje się jednak, że tylko ich oczy są jedynym organem podobnym do innych zwierząt. Natomiast struktury odpowiedzialne za zbieranie informacji o środowisku znajdują się u owadów w różnych częściach ciała. Potrafią określać temperaturę przedmiotów i smakować jedzenie stopami, wykrywać obecność światła grzbietem, słyszeć kolanami, wąsami, przydatkami ogona, włosami na ciele itp.

Ich delikatny zmysł węchu i smaku pozwala im znaleźć pożywienie. Różne gruczoły owadów wydzielają substancje, które mają zwabić braci, partnerów seksualnych, odstraszyć rywali i wrogów, a bardzo wrażliwy węch potrafi wykryć zapach tych substancji nawet z kilku kilometrów.

Owady są obdarzone doskonałym widzeniem kolorów i przydatnymi urządzeniami noktowizyjnymi. Ciekawe, że podczas odpoczynku nie mogą zamknąć oczu i dlatego śpią z otwartymi oczami.

Zapoznajmy się bardziej szczegółowo z różnymi systemami analizy owadów.

System wizualny

Cały złożony system wzrokowy owadów pomaga im, podobnie jak większości zwierząt, otrzymywać podstawowe informacje o otaczającym ich świecie. Wzrok jest niezbędny owadom podczas poszukiwania pożywienia, aby unikać drapieżników, badać interesujące obiekty lub otoczenie oraz wchodzić w interakcje z innymi osobnikami podczas zachowań reprodukcyjnych i społecznych.

Różnorodność budowy oczu. Ich oczy są złożone, proste lub z dodatkowymi oczami, a także larwalne. Najbardziej złożone są oczy złożone, które składają się z wielu ommatidiów tworzących sześciokątne fasety na powierzchni oka.

W swej istocie ommatidium to maleńki aparat wzrokowy wyposażony w miniaturową soczewkę, system przewodzący światło i elementy światłoczułe. Każda faseta dostrzega tylko niewielką część, fragment obiektu, ale razem dają mozaikowy obraz całego obiektu. Oczy złożone, charakterystyczne dla większości dorosłych owadów, znajdują się po bokach głowy.

U niektórych owadów, na przykład u ważki myśliwskiej, która szybko reaguje na ruch ofiary, oczy zajmują połowę głowy. Każde jej oko składa się z 28 tysięcy faset.

Przyczyniają się do tego oczy szybka odpowiedźłowca owadów, np. modliszka. Nawiasem mówiąc, jest to jedyny owad, który może się odwrócić i spojrzeć za siebie. Duże oczy zapewniają modliszce widzenie obuoczne i pozwalają dokładnie obliczyć odległość do obiektu jej uwagi. Ta umiejętność w połączeniu z szybkim wypychaniem przednich nóg w stronę ofiary czyni modliszki doskonałymi myśliwymi.

A chrząszcze z rodziny wirów, biegające po wodzie, mają oczy, które pozwalają im jednocześnie widzieć ofiarę zarówno na powierzchni wody, jak i pod wodą. Dzięki systemowi analizy wizualnej te małe stworzenia są w stanie stale korygować współczynnik załamania światła wody.

Urządzenia noktowizyjne. Aby wyczuć promienie cieplne, ludzie mają termoreceptory skóry, które reagują tylko na promieniowanie pochodzące z silnych źródeł, takich jak słońce, ogień lub gorący piec. Ale jest pozbawiony możliwości postrzegania promieniowania podczerwonego od żywych istot. Dlatego, aby określić położenie obiektów w ciemności na podstawie własnego lub odbitego promieniowania cieplnego, naukowcy stworzyli urządzenia noktowizyjne. Urządzenia te mają jednak gorszą czułość w porównaniu z naturalnymi „lokalizatorami termicznymi” niektórych nocnych owadów, w tym karaluchów. Mają specjalne widzenie w podczerwieni – własne urządzenia noktowizyjne.

Niektóre ćmy mają również unikalne lokalizatory na podczerwień, które pozwalają szukać „swoich” kwiatów, które otwierają się w ciemności. Aby przełożyć niewidzialne promienie ciepła na widzialny obraz, w ich oczach powstaje efekt fluorescencji. W tym celu promienie podczerwone przechodzą przez złożony układ optyczny oka i skupiają się na specjalnie przygotowanym pigmentze. Fluorezuje, dzięki czemu obraz w podczerwieni zamienia się w światło widzialne. A potem w oczach motyla pojawiają się widoczne obrazy kwiatów, które w nocy emitują promieniowanie w zakresie podczerwieni.

Zatem kwiaty te mają nadajniki promieniowania, a ćmy odbiorniki promieniowania i celowo są do siebie „dostrojone”.

Promieniowanie podczerwone odgrywa również ważną rolę w łączeniu ćm płci przeciwnej. Okazuje się, że w wyniku zachodzących procesów fizjologicznych temperatura ciała niektórych gatunków motyli jest znacznie wyższa od temperatury otoczenia. A co najciekawsze, w niewielkim stopniu zależy to od temperatury otoczenia. Oznacza to, że wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej nasilają się ich procesy wewnątrzorganizmowe, podobnie jak u zwierząt stałocieplnych.

Ciepłe ciało motyla staje się źródłem promieni podczerwonych. Trzepotanie skrzydeł przerywa przepływ tych promieni z określoną częstotliwością. Zakłada się, że samiec poprzez postrzeganie tych pewnych rytmicznych wibracji promieniowania podczerwonego odróżnia samicę swojego gatunku od samic innego gatunku.

Narządy słuchu

Jak słyszy większość zwierząt i ludzi? Uszy, w których dźwięki powodują wibracje błony bębenkowej – mocne lub słabe, wolne lub szybkie. Wszelkie zmiany wibracji dostarczają organizmowi informacji o naturze słyszanego dźwięku.

Jak słyszą owady?

Cechy „uszów” owadów. W wielu przypadkach mają też swoiste „uszy”, jednak u owadów umiejscowione są w nietypowych dla nas miejscach: na wąsach – jak u samców komarów, mrówek, motyli, na przydatkach ogona – jak u karalucha amerykańskiego, na żołądek - jak u szarańczy.

Niektóre owady nie mają specjalnych narządów słuchu. Są jednak w stanie wyczuć różne wibracje powietrza, w tym wibracje dźwiękowe i fale ultradźwiękowe, które są niedostępne dla naszych uszu. Wrażliwymi narządami takich owadów są cienkie włoski lub maleńkie wrażliwe pręciki.

Znajdują się one w dużych ilościach w różnych częściach ciała i są powiązane z komórkami nerwowymi. Tak więc u gąsienic włochatych „uszy” są włosami, a u gąsienic nagich „uszami” jest cała skóra ciała.

Układ słuchowy owadów pozwala im selektywnie reagować na wibracje o stosunkowo wysokiej częstotliwości - wyczuwają najmniejsze drgania powierzchni, powietrza czy wody.

Na przykład bzyczące owady wytwarzają fale dźwiękowe, szybko trzepocząc skrzydłami. Samce odbierają takie wibracje w powietrzu, na przykład pisk komarów, których wrażliwe narządy znajdują się na czułkach. I w ten sposób wykrywają fale powietrzne towarzyszące lotowi innych komarów i odpowiednio reagują na otrzymaną informację dźwiękową.

Narząd słuchu koników polnych znajduje się na goleniach przednich nóg, których ruch odbywa się po łukowatych trajektoriach. Osobliwe „uszy” wydają się orientować lub skanować przestrzeń po obu stronach jego ciała. System analizujący po otrzymaniu sygnałów przetwarza przychodzące informacje i kontroluje działania owada, wysyłając niezbędne impulsy do określonych mięśni. W niektórych przypadkach konik polny jest kierowany do źródła dźwięku precyzyjnymi komendami, w innych zaś, w niesprzyjających mu okolicznościach, ucieka.

Korzystając z precyzyjnego sprzętu akustycznego, entomolodzy ustalili, że wrażliwość narządu słuchu koników polnych i niektórych ich krewnych jest niezwykle wysoka. W ten sposób szarańcza i niektóre gatunki koników polnych mogą odbierać fale dźwiękowe o amplitudzie mniejszej niż średnica atomu wodoru.

Komunikacja krykieta. Krykiet to wspaniałe narzędzie do komunikowania się z przyjacielem. Tworząc delikatny tryl, pociera ostrą stroną jednej elytry o powierzchnię drugiej. A do percepcji dźwięku samce i samice mają szczególnie wrażliwą cienką błonę naskórka, która pełni rolę błony bębenkowej.

Poniższy eksperyment ma charakter orientacyjny: przed mikrofonem umieszczono ćwierkającego mężczyznę, a kobietę w innym pokoju w pobliżu telefonu. Po włączeniu mikrofonu samica, słysząc charakterystyczne dla gatunku ćwierkanie samca, rzuciła się do źródła dźwięku – telefonu.

Ultradźwiękowa ochrona motyli. Owady potrafią wydawać dźwięki i postrzegać je w zakresie ultradźwięków. Dzięki temu niektóre koniki polne, modliszki i motyle ratują im życie.

W ten sposób ćmy otrzymują urządzenie, które ostrzega je o pojawieniu się nietoperzy, które wykorzystują fale ultradźwiękowe do orientacji i polowania. Na przykład ćmy w klatce piersiowej mają specjalne narządy do akustycznej analizy takich sygnałów. Umożliwiają wykrycie impulsów ultradźwiękowych podczas polowań na skórzaste ryby w odległości do 30 metrów.

Gdy tylko motyl odbierze sygnał z lokalizatora drapieżnika, aktywowane są jego ochronne działania behawioralne. Po wyczuciu impulsów ultradźwiękowych nietoperza ze stosunkowo dużej odległości motyl gwałtownie zmienia kierunek lotu, stosując zwodniczy manewr – jakby nurkował w dół. Jednocześnie zaczyna wykonywać manewry akrobacyjne - spirale i „pętle”, aby uciec przed pościgiem. A jeśli drapieżnik znajduje się w odległości mniejszej niż 6 metrów, motyl składa skrzydła i spada na ziemię. A nietoperz nie wykrywa nieruchomego owada.

Ponadto niektóre gatunki motyli wykazują jeszcze bardziej złożone reakcje obronne. Po wykryciu sygnałów nietoperza same zaczynają emitować impulsy ultradźwiękowe w postaci kliknięć. Co więcej, impulsy te działają na drapieżnika tak, że jakby przestraszony, odlatuje. Co sprawia, że ​​takie zwierzęta, które w porównaniu do motyla są dość duże, przestają gonić i uciekają z pola bitwy?

Istnieją jedynie przypuszczenia w tej kwestii. Prawdopodobnie kliknięcia ultradźwiękowe to specjalne sygnały owadów, podobne do tych wysyłanych przez samego nietoperza. Ale tylko oni są znacznie silniejsi. Spodziewając się, że usłyszy słaby odbity dźwięk z własnego sygnału, prześladowca nagle słyszy ogłuszający ryk – jakby naddźwiękowy samolot przełamał barierę dźwięku. Ale dlaczego nietoperz nie jest ogłuszany przez własne potężne sygnały wysyłane w przestrzeń, a jedynie przez trzaski motyla?

Okazuje się, że nietoperz jest dobrze chroniony przed własnym impulsem krzyku swojego lokalizatora. W przeciwnym razie tak potężny impuls, który jest 2 tysiące razy silniejszy niż odbierane odbite dźwięki, mógłby ogłuszyć mysz. Aby temu zapobiec, jej ciało wytwarza i celowo używa specjalnego strzemienia. A przed wysłaniem impulsu ultradźwiękowego specjalny mięsień odciąga strzemień od okienka ślimaka ucha wewnętrznego - a wibracje zostają mechanicznie przerwane. Zasadniczo strzemię również wydaje kliknięcie, ale nie dźwiękowe, ale przeciwdźwiękowe. Po sygnale krzyku natychmiast wraca na swoje miejsce, dzięki czemu ucho jest ponownie gotowe na przyjęcie odbitego sygnału.

Trudno sobie wyobrazić, jak szybko może działać mięsień odpowiedzialny za wyłączenie słuchu myszy w momencie wysłania impulsu płaczu. Podczas pogoni za ofiarą jest to 200-250 impulsów na sekundę!

Jednocześnie system „odstraszania” motyla jest zaprojektowany w taki sposób, że jego niebezpieczne dla nietoperza kliknięcia słychać dokładnie w momencie, gdy myśliwy odwraca ucho, aby dostrzec jego echo. Oznacza to, że ćma wysyła sygnały, które początkowo są idealnie dopasowane do lokalizatora drapieżnika, powodując, że ze strachu odlatuje. Aby to zrobić, ciało owada jest dostrojone do częstotliwości pulsu zbliżającego się myśliwego i wysyła sygnał odpowiedzi dokładnie z nią zgodny.

Takie relacje między ćmami i nietoperze budzą wiele pytań wśród naukowców.

Czy owady mogłyby same rozwinąć zdolność odbierania sygnałów ultradźwiękowych nietoperzy i natychmiastowego rozumienia stwarzanego przez nie zagrożenia? Czy motyle mogłyby stopniowo, poprzez proces selekcji i udoskonalania, opracować urządzenie ultradźwiękowe o idealnie dobranych właściwościach ochronnych?

Postrzeganie sygnałów ultradźwiękowych nietoperzy również nie jest łatwe do zrozumienia. Faktem jest, że rozpoznają swoje echo wśród milionów głosów i innych dźwięków. I żadnych wrzeszczących sygnałów od współplemieńców, żadnych sygnałów ultradźwiękowych emitowanych przez sprzęt nie zakłócających polowań nietoperzy. Tylko sygnały motyli, nawet te sztucznie odtworzone, powodują, że mysz odlatuje.

„Chemiczne” poczucie owadów

Bardzo wrażliwa trąba much. Muchy wykazują niesamowitą zdolność wyczuwania świat, celowo postępuj stosownie do sytuacji, poruszaj się szybko, zręcznie manipuluj kończynami, za co te miniaturowe stworzenia są wyposażone we wszystkie zmysły i żywe urządzenia. Spójrzmy na kilka przykładów tego, jak z nich korzystają.

Wiadomo, że muchy, podobnie jak motyle, oceniają smak jedzenia za pomocą nóg. Ale ich trąba zawiera również wrażliwe analizatory chemiczne. Na jej końcu znajduje się specjalna gąbczasta podkładka – labellum. W bardzo subtelnym eksperymencie jeden z wrażliwych włosków został podłączony do obwodu elektrycznego i posypany cukrem. Urządzenie zarejestrowało aktywność elektryczną, co pokazuje system nerwowy muchy otrzymały sygnał o jego smaku.

Trąbka muchy jest automatycznie łączona z odczytami receptorów chemicznych (chemoreceptorów) nóg. Kiedy pojawi się pozytywne polecenie z analizatorów nóg, trąba wysuwa się i mucha zaczyna jeść lub pić.

W trakcie badań na stopę owada nałożono określoną substancję. Prostując trąbkę, oceniali, jaką substancję i w jakim stężeniu złapała mucha. Dzięki szczególnej wrażliwości i błyskawicznej reakcji owada taka analiza chemiczna trwa zaledwie kilka sekund. Eksperymenty wykazały, że czułość receptorów przednich nóg wynosi 95% czułości receptorów trąby. A w drugiej i trzeciej parze nóg wynosi odpowiednio 34 i 3%. Oznacza to, że mucha nie smakuje jedzenia tylnymi łapami.

Narządy węchowe. Owady mają również dobrze rozwinięte narządy węchowe. Na przykład muchy reagują na obecność nawet bardzo małych stężeń substancji. Ich czułki są krótkie, ale mają pierzaste przydatki, a zatem dużą powierzchnię do kontaktu z chemikaliami. Dzięki takim antenom muchy są w stanie dość szybko i z daleka dolecieć na świeżą kupę nawozu lub śmieci, aby tam spełnić swoją rolę porządkowca natury.

Zmysł węchu pomaga samicom znaleźć i złożyć jaja na gotowym podłożu odżywczym, czyli w środowisku, które później posłuży za pokarm dla larw.

Jednym z wielu przykładów much wykorzystujących swój doskonały węch jest chrząszcz tahini. Składa jaja w ziemi, wyszukując po zapachu miejsca zamieszkałe przez chrząszcze. Nowo wyklute młode larwy, wykorzystując także węch, same poszukują chrząszcza.

Chrząszcze są również wyposażone w czułki typu węchowego. Anteny te pozwalają nie tylko wychwycić zapach substancji i kierunek jej rozprzestrzeniania się, ale także wyczuć kształt przedmiotu pachnącego.

A węch biedronki pomaga znaleźć kolonie mszyc, aby tam zostawić lęgi. W końcu mszyce żywią się nie tylko sobą, ale także swoimi larwami.

Nie tylko dorosłe chrząszcze, ale także ich larwy są często obdarzone doskonałym węchem. W ten sposób larwy chrabąszcza majowego mogą przedostawać się do korzeni roślin (sosna, pszenica), kierując się nieznacznie zwiększonym stężeniem dwutlenku węgla. W doświadczeniach larwy natychmiast trafiały na część gleby, do której nie zostały wstrzyknięte. duża liczba substancja wytwarzająca dwutlenek węgla.

Niektóre błonkoskrzydłe są obdarzone tak wyostrzonym zmysłem węchu, że nie ustępuje on słynnemu zmysłowi psa. W ten sposób jeźdźcy biegnąc wzdłuż pnia lub pnia drzewa energicznie poruszają czułkami. „Wywąchają” wraz z nimi larwy rogatego lub chrząszcza drwala, znajdujące się w drewnie na głębokości od dwóch do dwóch i pół centymetra od powierzchni.

Lub, dzięki wyjątkowej wrażliwości czułek, maleńki jeździec Helis, po prostu dotykając kokonów pająków, określa, co się w nich znajduje - albo słabo rozwinięte jądra, albo nieaktywne pająki, które już się z nich wyłoniły, albo jądra innych jeźdźców ich gatunku.

Nie wiadomo jeszcze, w jaki sposób Helis przeprowadza tak dokładną analizę. Najprawdopodobniej wyczuwa bardzo subtelny specyficzny zapach. Chociaż możliwe jest, że pukając antenkami, jeździec wyłapie jakiś odbity dźwięk.

Wrażenia smakowe. Osoba wyraźnie identyfikuje zapach i smak substancji, ale u owadów wrażenia smakowe i węchowe często nie są oddzielone. Działają jak pojedyncze odczucie chemiczne (percepcja).

Owady posiadające zmysł smaku preferują określone substancje w zależności od charakterystyki odżywczej danego gatunku. Jednocześnie potrafią odróżnić słodki, słony, gorzki i kwaśny. Aby wejść w kontakt ze spożywanym pokarmem, narządy smaku mogą znajdować się na różnych częściach ciała owadów - na czułkach, trąbach i nogach. Za ich pomocą owady otrzymują podstawowe informacje chemiczne o środowisku.

Zatem, w zależności od gatunku, motyle, ze względu na doznania smakowe, preferują ten lub inny produkt spożywczy. Narządy chemoreceptywne motyli znajdują się na łapach i reagują na różne substancje poprzez dotyk. Na przykład u motyla pokrzywkowego znajdują się one na stępach drugiej pary nóg.

Ustalono eksperymentalnie, że jeśli weźmiesz motyla za skrzydła i dotkniesz łapami powierzchni zwilżonej syropem cukrowym, jego trąba zareaguje na to, chociaż sama nie jest wrażliwa na syrop cukrowy.

Za pomocą analizatora smaku motyle potrafią wyraźnie rozróżnić roztwory chininy, sacharozy i kwasu solnego. Co więcej, swoimi łapami potrafią wyczuć stężenie cukru w ​​wodzie 2 tysiące razy mniejsze niż to, które daje nam wrażenie słodkawego smaku.

Zegar biologiczny

Jak już wspomniano, wszystkie zjawiska związane z życiem zwierząt podlegają pewnym rytmom. Regularnie przechodzą cykle budowy cząsteczek, w mózgu zachodzą procesy wzbudzenia i hamowania, wydzielany jest sok żołądkowy, obserwuje się bicie serca, oddychanie itp. Wszystko to dzieje się według „zegara”, który mają wszystkie żywe organizmy. Eksperymenty wykazały, że zatrzymują się one dopiero po nagłym ochłodzeniu do 0°C i poniżej.

W jednym z laboratoriów doświadczalnych badających mechanizmy działania zegara biologicznego zwierzęta doświadczalne, w tym owady, chłodzono przez 12 godzin. To najbardziej optymalny sposób wpływania na upływ czasu w komórkach ich ciała. W tym samym czasie zegar zatrzymał się na chwilę, a następnie po rozgrzaniu zwierząt włączył się ponownie.

W wyniku takiego narażenia na karaluchy zegar biologiczny się zepsuł. Owady zaczęły zasypiać, podczas gdy karaluchy kontrolne pełzały w poszukiwaniu pożywienia. A kiedy zasypiali, badani pobiegli coś zjeść. Oznacza to, że eksperymentalne karaluchy zrobiły wszystko tak samo jak inne, tylko z półdniowym opóźnieniem. Przecież po przetrzymaniu ich w lodówce naukowcy „przekręcili zegar” na 12 godzin.

Następnie przeprowadzono skomplikowaną operację mikrochirurgiczną - karaluchowi kontrolnemu przeszczepiono zwój podgardłowy (część mózgu karalucha), który kontroluje prędkość zegara życia. Teraz ten karaluch nabył dwa centra kontrolujące czas biologiczny. Ale okresy włączania różnych procesów różniły się o 12 godzin, więc karaluch był całkowicie zdezorientowany. Nie potrafił odróżnić dnia od nocy: zaczynał jeść i od razu zasypiał, lecz po chwili budził go kolejny ganglion. W rezultacie karaluch zmarł. To pokazuje, jak niezwykle złożone i niezbędne są urządzenia czasu dla wszystkich żywych istot.

Ciekawym doświadczeniem było małe muszki laboratoryjne, Drosophila. Wyłaniają się z poczwarek we wczesnych godzinach porannych, wraz z pojawieniem się pierwszego promienia słońca. Organizm Drosophila sprawdza swój zegar rozwojowy za pomocą zegara słonecznego. Jeśli umieścisz muszki owocowe w całkowitej ciemności, zegar monitorujący ich rozwój zostanie zakłócony, a muchy zaczną wyłaniać się z poczwarek o każdej porze dnia. Ale ważne jest, aby drugi błysk światła wystarczył, aby ponownie zsynchronizować ten rozwój. Można zredukować błysk światła nawet do pół tysięcznej sekundy, ale efekt synchronizacji nadal będzie widoczny – muchy wyłaniające się z poczwarek będą pojawiać się jednocześnie. Dopiero gwałtowne ochłodzenie owadów do temperatury 0°C i niższej powoduje, jak pokazano powyżej, zatrzymanie zegara życiowego organizmu. Jednakże, gdy tylko je rozgrzejesz, zegar ponownie zacznie się poruszać i będzie opóźniony dokładnie o tę samą ilość czasu, na którą został zatrzymany.

Zdolności owadów do działań celowych

Jako przykład pokazujący doskonałe zdolności owadów do celowych ruchów, rozważ zachowanie muchy.

Zwróć uwagę, jak mucha biega po stole, dotykając wszystkich obiektów ruchomymi nogami. Znalazła więc cukier i łapczywie ssie go trąbką. W rezultacie mucha może wyczuć i wybrać potrzebne jej pożywienie, dotykając jej nóg.

Jeśli chcesz złapać niespokojne stworzenie, nie będzie to wcale łatwe. Ostrożnie zbliżasz rękę do muchy, ona natychmiast zatrzymuje swoje ruchy i wydaje się być czujna. I w Ostatnia chwila, gdy tylko machniesz ręką, aby go chwycić, mucha szybko odlatuje. Zobaczyła Cię, otrzymała pewne sygnały o Twoich zamiarach, o grożącym jej niebezpieczeństwie i uciekła. Ale po krótkim czasie pamięć pomaga owadowi powrócić. W pięknym, dobrze ukierunkowanym locie mucha ląduje dokładnie tam, skąd została wypędzona, aby kontynuować ucztowanie cukrem.

Przed i po posiłku schludna mucha z wdziękiem oczyści głowę i skrzydła nogami. Jak widać, to miniaturowe zwierzę wykazuje zdolność wyczuwania otaczającego go świata, celowego działania w zależności od sytuacji, szybkiego poruszania się i zręcznego manipulowania kończynami. W tym celu mucha jest wyposażona w doskonałe urządzenia do życia i zaskakująco przydatne urządzenia.

Potrafi wystartować bez biegu, natychmiast przerwać szybki lot, zawisnąć w powietrzu, polecieć do góry nogami, a nawet do tyłu. W ciągu kilku sekund może zademonstrować wiele skomplikowanych manewrów akrobacyjnych, w tym pętlę. Ponadto muchy potrafią w powietrzu wykonywać czynności, które inne owady mogą wykonywać tylko na ziemi, takie jak czyszczenie nóg w locie.

Doskonała budowa narządów ruchu zapewnionych muszce pozwala jej szybko biegać i łatwo poruszać się po każdej powierzchni, także gładkiej, stromej, a nawet po suficie.

Noga muchy kończy się parą pazurów i poduszką pomiędzy nimi. Dzięki temu urządzeniu wykazuje niesamowitą zdolność chodzenia po powierzchniach, na których inne owady nie mogą nawet po prostu stanąć. Co więcej, pazurami przylega do najmniejszych nierówności płaszczyzny, a poduszki pokryte pustymi włoskami pozwalają mu poruszać się po lustrzanie gładkiej powierzchni. Przez te mikroskopijne „węże” ze specjalnych gruczołów uwalniana jest tłusta wydzielina. Wytworzone przez nie napięcie powierzchniowe utrzymuje muchę na szkle.

Jak rzucić idealną piłkę? Zdolność jednego z porządkowych natury, chrząszcza gnojowego, do tworzenia z nawozu idealnie okrągłych kulek nie przestaje zadziwiać. Jednocześnie skarabeusz, czyli święta kopra, przygotowuje takie kulki wyłącznie do spożycia. I toczy kulki o innym ściśle określonym kształcie, aby złożyć w nich jaja. Wyraźnie skoordynowane działania pozwalają chrząszczowi na wykonywanie dość skomplikowanych manipulacji.

Najpierw chrząszcz starannie wybiera kawałek odchodów niezbędny do wykonania podstawy kuli, oceniając jego jakość za pomocą układu sensorycznego. Następnie usuwa grudkę przylegającego piasku i siada na niej, ściskając ją tylnymi i środkowymi nogami. Obracając się z boku na bok, chrząszcz wybiera wymagany materiał i rzuca piłkę w jego stronę. Jeśli pogoda jest sucha i gorąca, owad ten działa szczególnie szybko, zwijając kulkę w ciągu kilku minut, gdy odchody są jeszcze mokre.

Podczas robienia piłki wszystkie ruchy chrząszcza są precyzyjne i płynne, nawet jeśli robi to po raz pierwszy. Przecież sekwencja odpowiednich działań zawiera dziedziczny program owada.

Idealny kształt kuli nadają tylne nogi, których krzywizna jest ściśle przestrzegana podczas budowy ciała chrząszcza. Ponadto jego pamięć genetyczna zachowuje w zakodowanej formie zdolność do wykonywania pewnego rodzaju stereotypowych działań, a podczas tworzenia piłki wyraźnie się nimi kieruje. Chrząszcz niezmiennie kończy pracę dopiero wtedy, gdy powierzchnia i wymiary kuli pokrywają się z krzywizną goleni jego nóg.

Po skończonej pracy skarabeusz zręcznie toczy piłkę tylnymi łapami w stronę dziury, poruszając się do tyłu. Jednocześnie z godną pozazdroszczenia cierpliwością pokonuje zarośla i kopce ziemi, wyciąga piłkę z zagłębień i rowków.

Przeprowadzono eksperyment, który miał sprawdzić wytrwałość i inteligencję chrząszcza gnojowego. Piłka została przygwożdżona do ziemi długą igłą. Chrząszcz po wielu męczarniach i próbach poruszenia zaczął kopać. Po odkryciu igły skarabeusz na próżno próbował podnieść piłkę, działając jak dźwignia grzbietem. Chrząszczowi nie przyszło do głowy wykorzystać leżącego obok kamyka jako podparcia. Gdy jednak kamyk został przysunięty bliżej, skarabeusz natychmiast wspiął się na niego i wyjął kulkę z igły.

Czasami chrząszcze gnojowe próbują ukraść sąsiadowi kulkę jedzenia. W takim przypadku złodziej wraz z właścicielem może go rzucić dobre miejsce i gdy zacznie kopać dół, odciągnij ofiarę. A potem, jeśli nie jest głodny, zostaw go, pojeździwszy na nim trochę dla twojej przyjemności. Jednak skarabeusze często walczą nawet wtedy, gdy jest pod dostatkiem odchodów, jakby groziło im ryzyko śmierci głodowej.

Manipulacje utalentowanych fajkarzy. Aby stworzyć przytulne gniazdo „cygarowe” z młodych liści drzew, samice chrząszczy rurkowatych wykonują bardzo złożone i różnorodne działania. Ich „narzędziami produkcji” są nogi, szczęki i łopatka – na końcu wydłużona i poszerzona głowa samicy. Szacuje się, że proces skręcania „cygara” składa się z trzydziestu jasno i konsekwentnie przeprowadzonych operacji.

Najpierw samica ostrożnie wybiera liść. Nie należy go niszczyć, bo nie tylko materiał budowlany, ale także zaopatrzenie w żywność dla przyszłego potomstwa. Aby zwinąć liść topoli, orzecha włoskiego lub brzozy w tubę, samica najpierw przebija ogonek w określonym miejscu. Zna tę technikę od urodzenia, ogranicza ona napływ soków do liścia – po czym liść szybko więdnie i staje się giętki do dalszej manipulacji.

Na zwiędłym liściu samica precyzyjnymi ruchami wykonuje oznaczenia, wyznaczając linię zbliżającego się cięcia. W końcu obcinak do rur wycina z arkusza kawałek o pewnym dość skomplikowanym kształcie. „Rysunek” wzoru jest również zakodowany w pamięci genetycznej owada.

Niegdyś niemiecki matematyk Gaines, zdumiony dziedzicznymi „talentami” małego robaka, wyprowadził matematyczny wzór na takie cięcie. Dokładność obliczeń, w jakie wyposażony jest owad, jest wciąż zaskakująca.

Po wstępnych pracach pluskwa, nawet bardzo młoda, powoli, ale pewnie składa liść, wygładzając jego krawędzie szpatułką. Dzięki tej technice technologicznej z wałków znajdujących się na liściach goździków wydobywa się lepki sok. Błąd oczywiście o tym nie myśli. Wyciskanie kleju w celu mocowania krawędzi liścia w celu zapewnienia niezawodnego domu przyszłemu potomstwu jest z góry określone przez program jego celowego zachowania.

Praca nad stworzeniem wygodnego i bezpiecznego gniazda dla niemowląt jest dość żmudna. Samica pracująca dzień i noc udaje się zwinąć tylko dwa liście dziennie. W każdym składa 3-4 jaja, w ten sposób wnosząc swój skromny wkład w kontynuację życia całego gatunku.

Celowe działania larwy. Klasycznym przykładem wrodzonej sekwencji działań jest larwa mrówki. Jego zachowanie żywieniowe opiera się na strategii zasadzki i obejmuje szereg złożonych operacji przygotowawczych.

Larwa wykluła się z jaja, natychmiast wpełza na ścieżkę mrówek, zwabiona zapachem kwasu mrówkowego. Larwa odziedziczyła wiedzę o tym sygnałowym zapachu swojej przyszłej ofiary. Na ścieżce starannie wybiera suchy, piaszczysty obszar, na którym buduje pułapkę w kształcie lejka.

Na początek larwa z niesamowitą geometryczną precyzją rysuje na piasku okrąg, wskazując wielkość dziury. Następnie zaczyna kopać jedną z przednich łap.

Aby wyrzucić piasek poza krąg, larwa ładuje go na własną płaską głowę. Po wykonaniu tej czynności cofa się, stopniowo wracając do swojej pierwotnej pozycji. Następnie tworzy nowy okrąg i kopie kolejny rowek. I tak dalej, aż dotrze do dna lejka.

Ten wrodzony program przewiduje nawet zmianę zmęczonej „pracującej” nogi przed rozpoczęciem każdego cyklu. Dlatego larwa wykonuje kolejny rowek w przeciwnym kierunku.

Larwa z dużą siłą wyrzuca małe kamyczki na zewnątrz lejka. Larwa zręcznie podnosi na grzbiet duży kamień, często kilkukrotnie cięższy od samego owada, i powolnymi, ostrożnymi ruchami podnosi go do góry. A jeśli kamień jest okrągły i ciągle się cofa, rezygnuje z bezużytecznej pracy i zaczyna budować kolejną dziurę.

Kiedy pułapka jest już gotowa, rozpoczyna się kolejny ważny etap dla owada. Larwa zakopuje się w piasku, odsłaniając jedynie długie szczęki. Kiedy jakiś mały owad znajdzie się na krawędzi dziury, piasek pod jego stopami kruszy się. Służy to jako sygnał dla myśliwego. Używając swojej głowy jako katapulty, larwa powala nieostrożnego owada, najczęściej mrówkę, zaskakująco celnymi strzałami ziarenek piasku. Ofiara stacza się w stronę czekającego „lwa”.

W tym kompleksie behawioralnym wszystkie działania larwy są idealnie spójne i doskonale skoordynowane - jedno ściśle następuje po drugim. Jednak młody owad nie tylko realizuje swoje stereotypowe działania, ale także przystosowuje je do specyficznych warunków związanych z różnym stopniem zachwaszczenia i wilgotnością piaszczystej gleby.

• Niedawno odkryte u owadów nawet zapach „niepokoju”, który wytwarza substancję cytral wytwarzaną przez mrówki obcinające liście. Substancja ta jest wydzielana przez owady stróżujące w chwilach zagrożenia i służy jako sygnał alarmowy w rodzinie mrówek. Jak podkreśla prof. Butenandta działanie cytralu jest tak znaczące, że gdy do eksperymentu zażyje się zbyt dużą ilość tej substancji, mrówki zaczynają nawet atakować się nawzajem. (Sharikov K. E. Niezwykłe zjawiska we florze i faunie).
• Trzy miliony róż Teraz dają tyle samo olejku różanego, co kilka kilogramów zwykłego węgla. Pozyskuje się z niego sztuczne, ale nie do odróżnienia od naturalnego, drzewo sandałowe, olejek cedrowy, a nawet piżmo - cenną substancję, która wcześniej była ekstrahowana kropla po kropli z gruczołów skórnych piżmaka, piżma i krokodyla. (Chemia i życie, 1965)
• Owady przeciwko terroryzmowi: pszczoły już szukają materiały wybuchowe. Naukowcy pracujący dla Pentagonu są pewni, że możliwości pszczół nie ograniczają się do produkcji miodu i szkolą je do poszukiwania materiałów wybuchowych, wierząc, że owady mogą w tej kwestii prześcignąć psy. Szkolą nie jakieś dziwaczne pszczoły do ​​używania materiałów wybuchowych, ale najzwyklejsze pszczoły. Prace te są na bardzo wczesnym etapie, ale już pojawiło się wiele trudności: pszczoły to jeszcze nie psy, nie chcą „pracować” nocą i przy niesprzyjającej pogodzie, trudno też sobie wyobrazić rój sprawdzający bagaż na lotnisku. Ale, jak się okazało, pszczoły mają wyjątkowe zdolności: wyjątkową wrażliwość na „ślady” molekularne i zdolność do zakrywania najbardziej odosobnionych zakątków, jeśli oczywiście pszczoły szukają pożywienia. Urzędnicy Pentagonu twierdzą, że pomysł wykorzystania pszczół do wyszukiwania materiałów wybuchowych stwarza problem PR – jak to ujął jeden z urzędników, „czynnik chichotu”. Jednak chichotanie już od dawna nie przeszkadza amerykańskiej armii, a naukowcy pracujący nad projektem są przekonani, że ten pomysł ma ogromny potencjał: „Wierzymy, że pszczoły, przynajmniej pod względem wrażliwości, są o wiele bardziej zdolne niż psy, ” – powiedział dr Alan S. Rudolph, dyrektor Biura Nauk Obronnych Agencji Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA), która nadzoruje eksperymenty. Laboratorium badawcze Sił Powietrznych w bazie sił powietrznych Brooks przeanalizowało niedawno wyniki testów, które potwierdziły zdolność pszczół do wykrywania materiałów wybuchowych w 99% przypadków. To oczywiście świetnie, ale skąd wojsko będzie wiedzieć, że pszczoła znalazła materiały wybuchowe? Oczywiście istnieją również rozwiązania tego problemu. W ciągu miesiąca zespół naukowców planuje przeprowadzić pierwsze testy terenowe nowego nadajnika radiowego wielkości ziarnka soli, który ma służyć do śledzenia pszczół poszukujących materiałów wybuchowych. Jednak takie złożona technologia nie zawsze będzie używany - nie ma potrzeby stosowania nadajników, aby zatrzymać podejrzaną ciężarówkę obrośniętą specjalnymi pszczołami. Nawiasem mówiąc, „sztuczka” z ciężarówkami została przetestowana już po 11 września. Biolodzy z Uniwersytetu Montana już dawno przestali chichotać, gdzie od kilku lat pszczoły uczą się szukać po zapachu, stosując klasyczną metodę treningową: wykonaj pracę, otrzymaj nagrodę. W nagrodę pszczoły otrzymują wodę i cukier. Słodycze się nie marnują – poznawszy nowy zapach, pszczoła przekazuje swoją wiedzę swoim bliskim. W ten sposób w ciągu kilku godzin można wysłać cały ul na poszukiwanie nowego zapachu, który będzie się roił, szukając zamiast kwiatów dynamitu, nitrogliceryny, 2,4-dinitrotoluenu i tym podobnych. Według przedstawicieli DARPA ule pszczół wyszkolonych do poszukiwania materiałów wybuchowych zostaną umieszczone w pobliżu wszystkich ważnych punktów kontrolnych, aby owady mogły w każdej chwili podjąć działania przeciwko potencjalnym terrorystom. Oczywiście to wszystko nie stanie się jutro – pozostaje wiele pracy do zrobienia, bo naukowcy wciąż nie wiedzą, na ile przewidywalne jest zachowanie pszczół. Nawiasem mówiąc, pszczoły nie są jedynymi, które Pentagon planuje rekrutować do służby antyterrorystycznej: na przykład ćmy są wrażliwe na chemikalia i mają mobilność. Inne rodzaje owadów również nie są objęte rabatem. Od 1998 roku armia amerykańska zainwestowała 25 milionów dolarów w badania mające na celu stworzenie sterowalnych urządzeń systemy biologiczne, wykorzystanie zwyczajów zwierzęcych w technologiach wojskowych i tym podobnych: aby samoloty latały jak ptaki, łodzie podwodne pływały jak ryby i odwrotnie. (13 maja 2002 www.membrana.ru)
• Biolodzy uczyć ćmy poszukiwanie materiałów wybuchowych. Kevin Daly z Ohio State University zrobił kolejny krok w kierunku uczenia owadów wykrywania materiałów wybuchowych. W ramach nowych eksperymentów Kevin i jego współpracownicy wszczepili w głowę ćmy miniaturowe elektrody, które monitorowały aktywność neuronów odpowiedzialnych za rozpoznawanie zapachów. Ponadto elektrody dostarczyły naukowcom danych na temat funkcjonowania trąby owada. Okazało się, że ćma jest w stanie zapamiętać związek pomiędzy losowo wybranym przez badaczy zapachem a podaną owadowi wodą z cukrem. Wciąż jednak wielu biologów wierzy, że nad takimi maleńkimi owadami kierują się wyłącznie instynkty zapisane w genach. Po treningu neurony w głowie ćmy wyraźnie zareagowały na aromat kojarzony z jedzeniem, wśród długiej linii innych obcych zapachów. Naukowcy mają nadzieję, że w końcu uda im się wytrenować ćmy do wykrywania materiałów wybuchowych. Nie bez powodu agencja badawcza Pentagonu DARPA znalazła się w gronie sponsorów projektu. Ciekawe, że Amerykanie wykonują podobną pracę z pszczołami. (13 lipca 2004

Kiedy ludzie zaczynają mówić o węchu u owadów, prawie zawsze pamiętają francuskiego entomologa J. A. Fabre. Często rozmowa zaczyna się na ogół od Fabre'a, a dokładniej od zdarzenia, które mu się przydarzyło i które tak naprawdę posłużyło za odkrycie niezwykłego „zmysłu” u owadów i początek jego badań.

Pewnego dnia w małym ogródku w biurze Fabre’a z poczwarki wyłonił się motyl Saturnia, czyli, jak to się nazywa, duże nocne oko pawia. Oto jak Fabre opisuje to, co wydarzyło się później:

"Z świeczką w dłoniach wchodzę do biura. Jedno z okien jest otwarte. Nie możemy zapomnieć tego, co widzieliśmy. Wokół czapki razem z samicą latają ogromne motyle, delikatnie trzepocząc skrzydłami. Podlatują w górę i odlatują, wznoszą się do sufitu, zejdź w dół. Biegnąc w stronę światła”, gaszą świecę, siadają na naszych ramionach, przylegają do naszych ubrań. Jaskinia czarnoksiężnika, w której jak wichura pędzą nietoperze. A to jest mój gabinet.

I coraz więcej motyli wlatowało do otwartego okna. Rano Fabre policzył – było ich prawie półtora setki. I wszyscy są mężczyznami.

Ale na tym sprawa się nie zakończyła.

„Każdego dnia między ósmą a dziesiątą wieczorem motyle przylatują jeden po drugim. Silny wiatr, niebo jest zachmurzone, tak ciemne, że w ogrodzie ledwo widać rękę podniesioną do oczu. Dom jest ukryty za dużymi drzewami, od północnych wiatrów zasłonięty sosnami i cyprysami, a niedaleko od wejścia rośnie grupa gęstych krzaków. Aby dostać się do mojego biura, do kobiety, Saturnia musi przedostać się w ciemność nocy przez tę plątaninę gałęzi.

Fabre jest zaskoczony, jak mężczyźni dowiedzieli się o obecności samicy motyla w jego biurze. Ale sam odpowiada na to pytanie: "Samców przyciąga zapach. Jest on bardzo subtelny, a nasz węch nie jest w stanie go wychwycić. Zapach ten przenika każdy przedmiot, nad którym samica spędza trochę czasu..."

Aby upewnić się, czy to prawda, Fabre przeprowadził ciekawy eksperyment, próbując zmylić motyle. Jednakże…

"Nie udało mi się ich powalić kulkami na mole. Powtarzam ten eksperyment, ale teraz zużywam wszystkie substancje zapachowe, jakie mam. Do czapki stawiam z tuzin spodków z samicą. Jest nafta, kulki na mole i lawenda , i dwusiarczek węgla śmierdzący jak zgniłe jaja. W środku dnia w moim biurze unosił się tak silny zapach wszelkiego rodzaju ostrych zapachów, że strach było do niego wejść. Czy te wszystkie zapachy zwiodą samców? Nie! Do trzeciej po południu przyszły samce!”

Fabre zobaczył małą kropelkę płynu wydzielanego przez motyla podczas wyklucia i zdał sobie sprawę, że zapach pochodzi z tej cieczy... Ale przecież - to już jest poza rzeczywistością!

W końcu kropelka jest malutka, zapach jest nieuchwytny, a samce nie są w pobliżu miejsca, w którym znajduje się samica - muszą skądś odlecieć. Nasycić dość dużą przestrzeń zapachem i mieć nadzieję, że można go poczuć? „Można by mieć nadzieję na zabarwienie jeziora kroplą karminu” – napisał przy tej okazji Fabre.

Fabre nie mógł uwierzyć w taką „nadwrażliwość” owadów, choć zresztą sam to udowodnił. I nie tylko eksperymenty z motylami.

Fabre przeprowadzał eksperymenty z chrząszczami grzebiącymi, zwłaszcza z chrząszczami grzebiącymi czarnymi. Jeśli ty i ja, będąc w lesie, nie natrafimy na zwłoki zwierząt, to wiemy: to zasługa owadów. Co więcej, ty i ja już wiemy, że owady są bardzo ważnymi porządkowymi na naszej planecie. Chrząszcze grabarskie (w ZSRR jest ich ponad 20 gatunków, a największe są czarne) są jednymi z najaktywniejszych sanitariuszy. Gdy tylko w lesie pojawi się martwy ptak lub zwierzę, wkrótce pojawią się grabarze. Z każdą godziną jest ich coraz więcej, a nowo przybyli od razu biorą się do pracy – zaczynają zakopywać zwłoki. Zakopią go bardzo szybko – w niecałe kilka godzin zwłoki ptaka, myszy, a nawet zająca (ogromnej bestii dla chrząszczy!) zostaną usunięte z powierzchni ziemi.

Chrząszcze wykonują tę pracę oczywiście nie z miłości do czystości i porządku. Tam na zwłokach złożyli jądra, zapewniając przyszłemu potomstwu względne bezpieczeństwo i początkowo nieograniczoną ilość pożywienia. Było to dla ludzi jasne od dawna i Fabre o tym wiedział. Ale w tamtych czasach coś innego było niejasne: dokąd martwy ptak lub zwierzę, pojawiają się owady i to bardzo szybko.

Załóżmy, że jeden chrząszcz może znajdować się w pobliżu i przypadkowo natknąć się na martwą mysz lub ptaka. Powiedzmy, że to samo przydarzyło się dwóm lub trzem kolejnym chrząszczom. Ale kilkadziesiąt nie mogło znajdować się w pobliżu. Oznacza to, że przybyli z daleka; Być może przebyli setki, a nawet tysiące metrów – zapach wskazywał im drogę. Zostało to na pewno wyjaśnione. Odkryto nawet, w jaki sposób rozprzestrzenia się ten zapach. Zarówno Fabre, jak i wielu naukowców po nim przeprowadzili wiele eksperymentów, aby upewnić się, że zapach rozprzestrzeni się po powierzchni ziemi. Ani trawa, ani pniaki, ani drzewa nie przeszkadzają chrząszczom wdychać tego zapachu. Ale jeśli martwe zwierzę zostanie podniesione nad ziemię - przeprowadzono takie eksperymenty - i wydaje się, że zapach może rozprzestrzeniać się bez przeszkód, chrząszcze go nie wyczuwają. Gdy tylko zwłoki zostały opuszczone, chrząszcze otrzymały „wiadomość” i pospieszyły w kierunku zapachu.

Odkrycie Fabre'a nie pozostało niezauważone i nie można powiedzieć, że ludzie nie badali zagadnienia zapachu owadów. Ale pracuj w tym kierunku długie lata Szło to bardzo powoli, badali go poszczególni naukowcy i nie wzbudziło większego zainteresowania.

Nawet prawie pół wieku później, w 1935 roku, kiedy radziecki entomolog-amator A. Fabry (dziwnym zbiegiem okoliczności niemal imiennik słynnego Francuza) opublikował w „Przeglądzie Entomologicznym” wyniki swoich bardzo interesujących eksperymentów i obserwacji, które powinny wzbudził duże zainteresowanie, artykuł pozostał niemal niezauważony. Być może naukowcy wówczas nadal nie potrafili zrozumieć i docenić roli, jaką zapachy odgrywają w życiu owadów, być może ludzkość rozpoczęła już chemiczną bitwę z sześcionożnymi zwierzętami i była tym całkowicie zajęta, ale tak czy inaczej większość entomologów albo nie zauważył artykułu Fabri lub pozostał wobec niej obojętny. A artykuł był wart przemyślenia.

Fabry przeprowadził eksperyment z tym samym motylem Saturnia, a dokładniej z gruszką Saturnia, czyli dużym nocnym okiem pawia, co tak zadziwiło Fabre'a. W pobliżu Połtawy, gdzie mieszkał Fabry, motyli tych nie znaleziono, a przynajmniej nikt ich tam nie znalazł przed Fabrym. Entomolog-amator wyjął tego motyla z poczwarki, umieścił go w klatce i wyprowadził na balkon. On oczywiście nie podejrzewał, co się stanie – po prostu wyciągnął noworodka, żeby odetchnął świeże powietrze. I nagle zobaczyłem dokładnie tego samego motyla obok akwarium. Fabry go złapał – rzadkiego motyla! A po kilku dniach miał już dziesiątki samców gruszek Saturnia, które przyleciały na zapach samicy. Skąd przybyli, skąd przybyli, jaką odległość przebyli? Fabry postanowił się tego dowiedzieć. I tak, zaznaczywszy farbą samce, dał motyle młodym, którzy mu pomogli. Chłopaki zabrali motyle na odległość 6 kilometrów od domu Fabriego i wypuścili je. Pierwszy oznaczony samiec wrócił po 40 minutach, ostatni po półtorej godzinie.

Ale sam Fabre przeprowadził eksperyment z „leśnymi sanitariuszami” - grabarzami i zjadaczami padliny i przekonał się, jak subtelny jest węch u owadów

Zwiększyliśmy dystans do 8 kilometrów, efekt był taki sam – wróciły prawie wszystkie samce. A najciekawsze jest to, że latały zarówno wtedy, gdy wiatr wiał w ich stronę, jak i wtedy, gdy wiatru w ogóle nie było, i gdy wiatr wiał „w plecy”.

Fabry, podobnie jak Fabre, nie potrafił wyjaśnić tego zjawiska. Wyjaśnienie przyszło znacznie później, kiedy naukowcy zaczęli poważnie badać zmysł węchu owadów. Do tego czasu zgromadzono już wystarczającą liczbę faktów - niesamowitych i niepodważalnych; Do tego czasu dokładniej zbadano „zdolności węchowe” owadów. Na przykład stwierdzono, że motyle mniszki latają z odległości 200-300 metrów, jeden z gatunków Saturnia - z 2,4 km, ćma kapustna - z 3 km ćma cygańska jest w stanie wyczuć zapach samicy w odległości 3,8 km, a duże nocne oko pawia (gruszka saturnia) z 8 km. Niezadowoleni z tego naukowcy postanowili „zbadać” motyle perłowe. Po oznaczeniu zaczęto ich wypuszczać z okna jadącego pociągu. Z odległości 4,1 km do klatki, w której przebywała samica, przyleciało 40 proc. samców, a z odległości 11 km – 26 proc.

Amerykańscy naukowcy E. Wilson i W. Bossert obliczyli nawet wielkość i kształt strefy, w której działa zapach przyciągający motyle. Jeśli samica znajduje się wysoko nad ziemią, strefa zapachowa ma kształt kulisty, jeśli na ziemi – półkulisty. Jeśli wieje wiatr, strefa rozciąga się w kierunku wiatru. Rozmiar takiej strefy dla ćmy cygańskiej przy umiarkowanym wietrze będzie wynosić kilka tysięcy metrów długości i około 200 metrów szerokości.

Możesz sobie wyobrazić koncentrację zapachu w tej strefie, jeśli weźmiesz pod uwagę, że gruczoł wydzielający cuchnącą ciecz jest milion razy mniejszy niż waga samego motyla. Kropla jest jeszcze mniejsza. Krótko mówiąc, jedna cząsteczka na metr sześcienny powietrza to stężenie substancji zapachowej wykrywane przez samce. To jest tak niewiarygodne, że dezorientuje wielu naukowców - czy to zapach? Może to coś innego, jakieś niezrozumiałe jeszcze dla ludzi fale, które pomagają owadom tak łatwo i dokładnie poruszać się w przestrzeni i odnajdywać się nawzajem? Na razie są to jednak założenia poszczególnych naukowców. Większość uważa, że ​​owady do odnalezienia się używają węchu, który dla nich jest ważniejszy niż wzroku. Na przykład przeprowadzono wiele eksperymentów potwierdzających, że samce (lub samice, ponieważ u niektórych owadów atrakcyjny zapach wydzielają samce) lecą do przedmiotu, na który nałożony jest odpowiedni płyn zapachowy, i to nawet jeśli obiekt ten jest zupełnie inny na insekcie. I odwrotnie: samce nie zwracały uwagi na motyla, któremu usunięto gruczoł zapachowy.

O tym, jak ważny jest atrakcyjny zapach, świadczy fakt, że system ten został zaprojektowany z niezwykłą precyzją. Na przykład całkiem niedawno naukowcy ustalili, że niektóre motyle nie emitują sygnałów zapachowych samoistnie, gdy jest to konieczne, ale dopiero wtedy, gdy są wystarczająco dojrzałe. Czasami dzieje się to kilka godzin po wykluciu, a czasami po 2-3 dniach.

Inne wręcz przeciwnie, spieszą się i wysyłają sygnały zapachowe jeszcze przed urodzeniem. Przylatują „panowie młodzi” i cierpliwie czekają, aż „panna młoda” wyłoni się z poczwarki.

Istnieje jeszcze bardziej złożona zasada sygnalizacji: niektóre motyle wysyłają sygnały tylko w określonych momentach. Na przykład niektórzy - tylko od 9 do 12 w nocy, inni - od 4 rano do wschodu słońca i tak dalej.

Zapach służy owadom nie tylko do wzajemnego przyciągania się. Odgrywa decydującą rolę w wyborze pożywienia dla przyszłego potomstwa. Na przykład motyle kapuściane składają jaja na kapuście, aby zapewnić gąsienicom pożywienie. Sygnałem wskazującym, że właśnie tej rośliny potrzebują przyszłe gąsienice, jest zapach. Wierzą mu tak bardzo, że jeśli zwilżysz kartkę papieru lub deskę płotową sokiem z kapusty, motyl nie zwróci uwagi na kształt ani kolor przedmiotu i złoży jaja na tej desce lub kartce papieru.

Tak jak owady bardziej wierzą w swój „nos” niż w oczy, potwierdzają to również następujące obserwacje: niektóre rodzaje storczyków wydzielają zapach podobny do tego, jaki wydzielają samice niektórych trzmieli. Zwabione tym zapachem samce lądują na kwiatku. Przekonawszy się o przebiegłości storczyków, odlatują, ale bardzo często ponownie wpadają w przynętę - ponownie lądują na kwiatku. Storczyk „oszukuje” trzmiele, aby zmusić je do przeniesienia pyłku. Ciekawe, że te storczyki nie mają nektaru - przynęta zapachowa całkowicie zastępuje delikatną przynętę.

Niektóre kwiaty również zachowują się w ten sam „przebiegły” sposób, wydzielając zapach zgnilizny. Przyciąga muchy składające jaja na zgniłym mięsie. Podczas gdy mucha zrozumie oszustwo, kwiat przyklei do niej porcję pyłku. Po przelocie do innego kwiatu mucha przeniesie tam pyłek.

Z roku na rok staje się coraz wyraźniejsze wiodące biologiczne znaczenie zapachów w życiu owadów. Co więcej, okazuje się, że zapachy są ściśle ukierunkowane, ściśle wyspecjalizowane. Zmusiło to naukowców do rozpoczęcia ich klasyfikacji.

Radziecki naukowiec profesor Ya.D. Kirshenblat zidentyfikował 12 rodzajów zapachów w zależności od ich biologicznego znaczenia dla zwierząt.

Ale zanim je zrozumiemy, dowiedzmy się, czym w ogóle jest zapach?

Jest taki zabawny żart. Podczas egzaminu profesor zapytał nieostrożnego studenta: co to jest zapach?

Student, który nie zaglądał do podręczników i nie uczęszczał na wykłady, nie znał materiału i patrząc na profesora niewinnymi oczami, odpowiedział: „Zapomniałem, wiedziałem to dopiero wczoraj, ale teraz wyleciało mi to z głowy podniecenia.” - „Szaleniec!” zawołał profesor. „Pamiętaj koniecznie! Jesteś jedyną osobą na świecie, która wiedziała, co to jest zapach!”

To oczywiście żart. Ale mówiąc poważnie, ludzie nadal nie wiedzą dokładnie, czym jest zapach. Oznacza to, że wiedzą dużo, a nawet za dużo - istnieje 30 teorii węchu, ale wszystkie to wciąż teorie, hipotezy.

Jedną z najpopularniejszych obecnie teorii jest teoria „klucza” i „dziurki od klucza”.

Zadziwiające i nieprzeniknione są drogi nauki! Prawie dwa tysiące lat temu rzymski poeta i filozof Tytus Liwia Lukrecjusz Carus wyraził pierwotną koncepcję, że dla każdego konkretnego zapachu narząd węchowy zwierzęcia ma swoje własne, specyficzne otwory, przez które wpadają te zapachy. Trudno powiedzieć, jak Lukrecjusz wpadł na taki pomysł. Jednak po wielu wiekach, uzbrojeni w wiele faktów, najlepszy sprzęt i ogromne doświadczenie, naukowcy powrócili do myśli wyrażonych przez Lukrecjusza. Oczywiście teraz naukowcy, w przeciwieństwie do Rzymian, wiedzą, czym jest atom, czym są komórki, czym są cząsteczki. Jednak zasada dzisiejszej teorii „klucza” i „dziurki od klucza” jest bardzo podobna do tej, o której mówił Lukrecjusz. Polega na tym, że narządy węchowe mają dziury różne kształty. A cząsteczki substancji zapachowej mają ten sam kształt. Amerykański naukowiec Eimur ustalił na przykład, że cząsteczki wszystkich substancji zapachowych o zapachu kamfory mają kształt kulisty, a cząsteczki substancji o zapachu piżmowym mają kształt dysku. Otwory mają dokładnie ten sam kształt. A kiedy cząsteczka pasuje dokładnie do odpowiedniego otworu, zwierzę wyczuwa odpowiedni zapach. Cząsteczka nie dostanie się do „obcego” otworu i nie będzie wyczuwalnego zapachu, tak jak klucz nie wejdzie do „obcego” otworu zamka i zamek nie zadziała – nie otworzy się ani nie zamknie.

Obecnie znane są główne zapachy: kamforowy, eteryczny, kwiatowy, ostry, zgniły i miętowy. Znane są również kształty cząsteczek i odpowiadających im otworów. Na przykład substancje o zapachu kwiatowym mają cząsteczkę w kształcie dysku z ogonem, podczas gdy cząsteczka substancji o zapachu eterycznym jest cienka i wydłużona.

Znany jest również mechanizm działania: na przykład cząsteczka eterycznego zapachu (chemicy wiedzą, że są duże i małe cząsteczki) musi całkowicie wypełnić wąską długą dziurę. Dlatego zapach eteru będzie odczuwalny, jeśli jedna duża lub dwie małe cząsteczki wpadną do odpowiedniej „dziurki od klucza”. A cząsteczki kwiatowego zapachu muszą zmieścić się w ukształtowanej „studni” – jest w niej miejsce zarówno na głowę, jak i długi, cienki, podwinięty ogon. Jeśli cząsteczka mieści się w dwóch lub trzech dołkach, wówczas substancja tworzy kompozycję dwóch lub trzech odpowiednich zapachów.

Wszystko to dotyczy najbardziej rozwiniętego stworzenia - człowieka i stworzeń bardzo prymitywnych w swoim rozwoju - owadów.

Zmysł węchu u ludzi jest słabo rozwinięty w porównaniu do wielu innych ssaków. Uważa się, że przeciętny człowiek może wyczuć 6-8 tysięcy zapachów, maksymalnie 10 tys. Pies rozróżnia dwa miliony. Dlaczego tak się dzieje, stanie się jasne, jeśli weźmiemy pod uwagę, że powierzchnia jamy nosowej psa sięga 100 centymetrów kwadratowych i zawiera 220 milionów komórek węchowych, podczas gdy u ludzi jest ich nie więcej niż 6 milionów i są one zlokalizowane na powierzchni równa około 5 centymetrom kwadratowym. Pod względem liczby komórek węchowych i obszaru ich lokalizacji owady oczywiście nie dotrzymują kroku ludziom - skąd mogą zdobyć pięć centymetrów kwadratowych? Przecież komórki węchowe owadów znajdują się na antenach, a nawet wtedy nie zajmują wszystkich anten, ale tylko ich niewielką część. I jasne jest, że owady mają znacznie mniej komórek węchowych lub nawet nie mają ich wcale. Na przykład ważka, która znajduje pożywienie jedynie poprzez wzrok, nie ma wrażliwych elementów zwanych sensillami. A u muszek żywiących się kwiatami i poszukujących ich zarówno za pomocą węchu, jak i wzroku, takich pierwiastków jest nie więcej niż 2 tysiące. W przypadku much padlinowych zmysł węchu jest znacznie ważniejszy. Dlatego mają więcej komórek węchowych - 3,5-4 tys. Gadfly mają już do 7 tysięcy sensilli, a robotnice ponad 12.

Ale jeśli pod względem liczby wrażliwych komórek owady są znacznie gorsze od ludzi, to pod względem „jakości” w samej swojej wrażliwości ludzie nie mogą nawet równać się z owadami.

Aby poczuć zapach, osoba musi otrzymać co najmniej osiem cząsteczek substancji zapachowej na każdą wrażliwą komórkę. Dopiero wtedy komórki te zaczną wysyłać wiadomości do mózgu. Ale mózg zareaguje na wiadomości tylko wtedy, gdy otrzyma je z co najmniej czterdziestu komórek. Zatem człowiek potrzebuje co najmniej 320 cząsteczek, aby wąchać. Owady, jak wiemy, mogą zadowolić się jedną cząsteczką na metr sześcienny powietrze. Samica komara piszczącego, żywiąca się krwią zwierząt, wychwytuje wydychany przez zwierzęta dwutlenek węgla oraz wydzielane przez nie ciepło i wilgoć w odległości do 3 kilometrów. Trudno powiedzieć, ile cząsteczek do niego „dotrze”, w każdym razie naukowcy jeszcze tego nie obliczyli, ale prawdopodobnie tylko kilka. Owady nie mają luksusu reagowania tylko na dziesiątki lub setki cząsteczek substancji zapachowej; w razie potrzeby muszą zadowolić się kilkoma.

Na długo przed odkryciem Fabre'a ludzie wielokrotnie mieli okazję sprawdzić, czy owady mają zdolność przyciągania własnego gatunku. Ludzie często widzieli duże skupiska owadów – na przykład niebezpieczny szkodnikżółw - ale oczywiście nawet nie przyszło im do głowy, że to ich własny zapach zgromadził robaki w jednym miejscu.

Od dawna zauważono, że pluskwy nie pojawiają się w mieszkaniach od razu, najpierw pojawiają się pojedyncze „skauty”, potem jest ich mnóstwo. Oczywiście pluskwy w odpowiednich warunkach szybko się rozmnażają, ale jeszcze szybciej przybywają z innych miejsc, zwabione zapachem swoich krewnych.

Karaluchy przyciągają swoich krewnych również zapachem, a zdolność much do „przywoływania” własnego gatunku została nawet nazwana „czynnikiem much”. Wiadomo, że gdy tylko jedna lub dwie muchy pojawią się w miejscach, gdzie owady te znajdują obfite pożywienie, natychmiast pojawia się cały rój much. I dopiero niedawno odkryli niesamowite zjawisko: po skosztowaniu odpowiedniego pożywienia mucha natychmiast wydziela odpowiedni zapach, który przyciąga jej krewnych.

I wreszcie zapach, który przyciąga owady płci przeciwnej. To wszystko są atrakcyjne zapachy, jest ich wiele i bardzo się od siebie różnią. Ponieważ jednak wszystkie pełnią jedną funkcję – przyciągają swój gatunek – naukowcy połączyli je we wspólną grupę i nazwali je atraktorami, czyli epagonami, co w tłumaczeniu z greckiego oznacza „przyciągać”.

Trudno przecenić znaczenie atrakcyjnych zapachów w życiu owadów. Bez tych zapachów jest bardzo prawdopodobne, że wiele owadów już dawno przestałoby istnieć na ziemi.

Rozwiążmy to. Bez atrakcyjnych zapachów owady nie mogłyby się odnaleźć na znacznych dystansach (należy pamiętać, że są krótkowzroczne), nie mogłyby się odnaleźć, zwłaszcza w lesie, w trawie czy w ciemności. I nie odnajdując się, nie mogli kontynuować swojej rodziny i stopniowo zanikać. To jest pierwsza rzecz.

Jak już wiemy, wiele owadów stara się zapewnić pożywienie swojemu przyszłemu potomstwu. Bardzo często znajdują to również po zapachu. (Wystarczy pomyśleć o motylu kapuścianym lub zakopujących chrząszczach.) Albo więcej złożony przykład- jeźdźcy składający jaja w larwach drwali lub rogatych. W żadnym wypadku jeździec nie może zobaczyć swojej ofiary – jest ona głęboko w drzewie. A jeździec również odkrywa to tylko poprzez zapach.

Jeśli potomstwo nie otrzyma pożywienia, umrze zaraz po urodzeniu. I w końcu cały gatunek zniknie całkowicie.

To jest drugie.

Ale nie tylko larwy pozbawione atrakcyjnego zapachu – i dorosłe osobniki – przynajmniej wiele – znalazłyby się w krytycznej sytuacji: nie mogąc znaleźć pożywienia, umarłyby z głodu. A to również doprowadziłoby do wyginięcia całego gatunku.

To jest trzeci.

Jednak niezależnie od tego, jak ważne są atrakcyjne zapachy, owady nie mogłyby się bez nich obejść.

Oto tylko jeden przykład. Ty i ja wiemy, że jeźdźcy składają jaja w gąsienicach. Larwy wyłaniają się z jąder i żyją w gąsienicy i żerują na jej tkankach. U niektórych pasożytów z jednego jądra wyłania się jedna larwa, u wielu z jednego jądra wyłania się kilkadziesiąt. Ale bez względu na to, ile larw się pojawi, zawsze mają dość jedzenia. Może się jednak tak zdarzyć: kilku jeźdźców złoży jaja w tej samej gąsienicy. Wtedy będzie dużo więcej larw, nie będzie wystarczającej ilości pożywienia dla wszystkich i larwy umrą. Ale to się nigdy nie zdarza, bo złożywszy jaja w gąsienicy, jeździec zaznacza tę gąsienicę swoim zapachem, jakby wywieszał ogłoszenie: „Miejsce jest zajęte”. Naukowcy nazywają takie zapachowe ślady, znaki „odmichnions” od greckich słów „odmi” - „zapach” i „ichnion” - „ślad”.

Odmychniony odgrywają ważną rolę dla wielu owadów, ale najważniejsze są dla owadów społecznych - mrówek, pszczół, termitów.

Prawdopodobnie każdy widział ścieżki mrówek, ale oczywiście niewiele osób wie, że mrówki biegają tymi ścieżkami dzięki zapachowi, który je wyznacza. Ale nie chodzi tylko o drogi. Po znalezieniu odpowiedniego pożywienia mrówka wyznacza do niego ścieżkę, aby sama się nie zgubiła i aby jej krewni odnaleźli drogę do tego pożywienia. Niektóre gatunki mrówek często używają znaków, aby wskazać rozmiar lub rozmiar swojej ofiary. Dowiedziawszy się o tym, ludzie stanęli przed wieloma innymi tajemnicami. Na przykład, dlaczego mrówki nie podążają zawsze tymi samymi śladami? Albo: jak trafiają do własnego domu i nie trafiają do cudzego, podążając cuchnącym śladem bliźniego?

A potem okazało się, że mrówki rozróżniają zapachy nie tylko swoich bliskich krewnych - mrówek tego samego gatunku, ale potrafią określić, z którego mrowiska pochodzi - własnego czy cudzego. Zatem nie ma zamieszania.

Mrówki nie biegają ciągle i tymi samymi ścieżkami. Oznacza to, że stale biegną swoimi ścieżkami, ale tylko dlatego, że pachnące ślady na nich są stale odnawiane. Jeśli mrówka nie powtórzy swojego zapachu (np. znaleziona gdzieś ofiara zostanie zjedzona lub przeniesiona do mrowiska), zapach szybko zniknie i nie będzie już nikogo wprowadzał w błąd.

Zapach charakterystyczny dla określonego gatunku (niektórzy naukowcy uważają nawet, że jest specyficzny dla każdego mrowiska) służy nie tylko jako wskazówka do domu, ale także jako przepustka do tego domu. Jeśli nagle nieznajomy zdecyduje się zawędrować do mrowiska, zostanie rozpoznany po zapachu i wypędzony. Co więcej, zapach jest jedynym „dokumentem”, jedyną „dowodem tożsamości”: jeśli posmarujesz mrówkę zapachem mrówki innego gatunku, zostanie ona natychmiast wydalona przez własnych braci i będzie mogła wrócić dopiero po obcy zapach wyparował. Co więcej, zapach to nie tylko dokument o „rejestracji”, to dokument w ogóle o prawie do istnienia. Jeśli żywa mrówka zostanie zbrukana zapachem martwej mrówki i umieszczona w mrowisku, zostanie natychmiast wyjęta i wrzucona „na cmentarz”, czyli do miejsca, gdzie mrówki zabierają swoich zmarłych braci. I na próżno żywa mrówka będzie się opierać, na próżno będzie udowadniać wszelkimi dostępnymi jej środkami, że żyje - to nie pomoże. Tak, mrówki widzą, że ciągną nie zwłoki, ale żywego człowieka, ale to ich nie dotyczy - najbardziej wierzą w zapach.

Gruczoły wytwarzające odichniony znajdują się zwykle na odwłoku mrówek, a mrówki zaznaczają czubkiem odwłoka wszystko, czego potrzebują. Trzmiele również mają podobne gruczoły, ale znajdują się na głowie, u nasady szczęk (żuchw). W poszukiwaniu przyjaciela trzmiel wykonuje regularne loty i lekko podgryza liście na drzewach lub krzakach, pozostawiając za sobą nieprzyjemne zapachy. Korzystając z tych znaków, samica trzmiela będzie nawigować i odnajdzie samca trzmiela.

Ta sama zasada obowiązuje wśród trzmieli i niektórych gatunków pszczół, gdy konieczne jest wytyczenie drogi do źródła pożywienia: harcerze, którzy znaleźli Wystarczającą ilość kwiaty, w drodze powrotnej od czasu do czasu skubają liście roślin, jakby wyznaczając punkty orientacyjne. Co więcej, im bliżej celu, tym silniejszy jest zapach.

Uważano, że pszczoły miodne nie potrzebują takich znaczników. Ale słynny rosyjski zoolog N.V. Nasonow w 1883 roku odkrył w nich gruczoły zapachowe, które później otrzymały nazwę gruczołów Nasonowa. Przez długi czas biologiczne znaczenie tego gruczołu było niejasne, a kiedy ludzie poznali tańce pszczół, za pomocą których wskazują swoim bliskim kierunek do źródła pożywienia i podają odległość do niego, znaczenie gruczołu zapachowego stało się jeszcze mniej jasne. Dopiero niedawno udało się poznać znaczenie tego gruczołu.

Na podstawie informacji otrzymanych od tańczącej zwiadowczyni pozostałe pszczoły wybierają kierunek i lecą wzdłuż niego, aż zaczną wąchać kwiaty. Istnieje jednak wiele roślin miodowych, których zapach jest zbyt słaby i nie jest wyczuwalny przez pszczoły. Okazuje się, że tutaj w grę wchodzi zapach wytwarzany przez gruczoł Nasonowa. Pszczoła zwiadowcza wypuszcza do powietrza substancję zapachową, która niejako wyznacza miejsce i służy jako przewodnik i wskaźnik dla pozostałych pszczół: jest tu pożywienie.

Podobnie jak mrówki, zapach służy pszczołom jako przewodnik do domu (tylko mrówki zostawiają go na ziemi, a pszczoły w powietrzu) ​​i służy jako „przepustka” do ula.

Mrówki, pszczoły i niektóre gatunki os mają inny specyficzny zapach, charakterystyczny tylko dla owadów społecznych, sygnał alarmowy - toribones (od greckiego słowa „teribane” - „alarm”). Zrozumiałe jest, dlaczego te zapachy są charakterystyczne tylko dla owadów społecznych: wszak samotniki nie muszą dawać sygnałów, nikogo nie wzywać pomocy ani ostrzegać przed niebezpieczeństwem, a w końcu nie mają czego chronić - z reguły nie mieć domu. Dlatego na przykład osoba może całkowicie bezkarnie złapać dowolnego owada. W skrajnych przypadkach istnieje ryzyko użądlenia lub ugryzienia.

Inną sprawą jest na przykład wtargnięcie człowieka do papierowego gniazda os. I nie chodzi o to, że zostanie użądlony przez jedną lub dwie osy. To ta jedna osa może „nastawić” na człowieka wszystkich mieszkańców gniazda. Przed użądleniem osa społeczna spryskuje wroga małymi kropelkami śmierdzącej „substancji alarmowej”. Substancja ta zmieszana z trucizną służy jako sygnał dla innych os. A im więcej ich jest, tym silniejszy „brzmi” alarm, który z kolei jest sygnałem ataku.

Agresja u pszczół jest jeszcze bardziej aktywna. Wystarczy, że jedna pszczoła wbije swoje żądło w skórę wroga, a dziesiątki innych natychmiast rzucają się na niego, starając się wbić żądło jak najbliżej miejsca ukąszenia poprzedniej.

Żądło pszczoły ma 12 kolców skierowanych do tyłu. Po wbiciu go, powiedzmy, w skórę człowieka, pszczoła robotnica nie może już wyciągnąć żądła. Odchodzi wraz z aparatem kłującym i gruczołem wytwarzającym toribon. W tym przypadku pszczoła umiera, ale trucizna przez pewien czas wnika do ciała wroga i przez pewien czas pozostaje naznaczona toribonem, co powoduje agresję innych pszczół.

Mechanizm i zasada stosowania toribonów u pszczół i os społecznych jest podobna i dość ta sama. Kolejna sprawa to mrówki.

Mrówki uwalniają toribon nie tylko w momencie ataku, znacznie częściej jest to sygnał wstępny, zachęcający i mobilizujący. Lub sygnał, który można przetłumaczyć jako wołanie „ratuj siebie, kto może!”

Wyczuwając niebezpieczeństwo, mrówka wydziela toribon, który szybko się rozprzestrzenia i przybiera kształt kuli. Zwykle ta kula jest mała - nie większa niż 6 centymetrów średnicy. Nie trwa to też długo – kilka sekund. Jednak zarówno wielkość, jak i czas rozprzestrzeniania się zapachu są wystarczające, aby się zorientować. Jeśli alarm będzie fałszywy, nie będzie paniki: tylko owady w pobliżu wyczują zapach alarmu i nie zareagują na niego. Jeśli alarm jest prawdziwy, inne mrówki zaczną wydzielać substancje zapachowe, „kula” zacznie się powiększać, zapach przeniknie do wszystkich zakątków mrowiska i zmobilizuje całą populację.

Mrówki różne rodzaje gdy pojawia się niebezpieczeństwo, zachowują się inaczej: niektóre wyczuwając sygnał alarmowy natychmiast rzucają się do walki, inne, jak mrówki żniwiarki, zakopują się w ziemi, jeszcze inne uciekają, chwytając poczwarki i larwy, a mrówki ścinające liście mają mieszana reakcja na toribon: niektórzy uciekają, zabierając ze sobą cenne brzemię, inni – żołnierze – otwierają szczęki i rzucają się na wroga, a zapach ich tak podnieca, że ​​nawet po przepędzeniu wroga nie mogą się uspokoić i zacząć się wzajemnie dręczyć. Nawet jeśli alarm okaże się fałszywy i wroga nie będzie, żołnierze wycinający liście rozdzierają się nawzajem.

Z podanych przykładów wynika, że ​​biologiczne znaczenie zapachów jest oczywiste i jasne jest, jak ogromną rolę odgrywają one w życiu owadów. Jednak zapachy nie tylko przyciągają owady do siebie nawzajem lub do źródeł pożywienia, nie tylko służą jako punkty orientacyjne i znaki, nie tylko działają jako sygnały alarmowe, ale także regulują zachowanie. Nie bez powodu substancje regulujące zachowanie nazywane są etofionami: od greckiego „ethos” – „zwyczaj” i „fiein” – „tworzyć”. Etofiony wydają się być mniej aktywne niż np. epagony, które zmuszają motyle do latania na wiele kilometrów, czy tori-bony, które błyskawicznie mobilizują cały ul do walki z wrogiem. Niemniej jednak wiele owadów ich potrzebuje. Bez tych substancji owady nie będą wykazywać instynktów życiowych i nie rozwiną potrzebnych im zachowań.

Wiadomo, że mrówki robotnice żerują na larwach. Ale co sprawia, że ​​to robią? Okazuje się, że to same larwy, a raczej wydzielana przez nie substancja zapachowa. Robotnice zwabione zapachem chętnie zlizywają etofiony z osłony larw, co wywołuje reakcję żerowania. Ale coś się stało - larwy przestały wydzielać substancje zapachowe. Wiemy, że tak się stanie, jeśli powietrze stanie się zbyt suche lub pomieszczenie, w którym przebywają larwy, będzie zbyt jasne. Ale robotnice o tym nie wiedzą. Jednak brak wydzieliny i zapachu spowoduje przeniesienie larw w inne miejsce. I w ten sposób oszczędzaj.

Jeszcze bardziej ciekawy jest związek między larwami i dorosłymi osobnikami amerykańskich mrówek koczowniczych. Nie bez powodu te mrówki zostały tak nazwane: ich siedzący tryb życia nieoczekiwanie kończy się i wyruszają na wędrówkę. Mrówki wędrują przez 18-19 dni, poruszając się jednak tylko w nocy, potem znów jest długi pobyt.

Powodem tego niezwykłego zachowania mrówek są larwy. Dokładniej, wydzielane przez nie substancje zapachowe. Te substancje zapachowe są zlizywane przez dorosłe mrówki i powodują, że przemieszczają się tam, gdzie spojrzą. Ale 18 lub 19 dnia larwy przepoczwarzają się, a mrówki natychmiast tracą chęć zmiany miejsca. Mija sporo czasu, a mrówki nie wydają się iść dalej. Wręcz przeciwnie, w ich obozie dzieją się zdarzenia wyraźnie niesprzyjające podróżowaniu: samica składa jaja i z każdym dniem staje się coraz bardziej płodna. Następnie z jaj wyłaniają się larwy i nagle pewnej pięknej nocy mrówki zbierają larwy i cały „obóz” wyrusza. Oznacza to, że larwy zaczęły wydzielać etofion. Mrówki będą się poruszać przez 18 lub 19 nocy, aż larwy przestaną wydzielać substancje stymulujące przejścia. Wtedy na jakiś czas zacznie się osiadłe życie. A potem wszystko powtórzy się ponownie.

Etofiony, które silnie wpływają na zachowanie, są również obecne u szarańczy. Larwy szarańczy, tzw. szarańcza chodząca, lub szarańcza, żyją oddzielnie od swoich rodziców: wykluwają się z jaj, które szarańcza składa w ziemi podczas swoich wędrówek. Ale prędzej czy później szarańcza spotyka swoich rodziców. A potem szarańcza zaczyna się martwić, jej czułki, tylne nogi i części aparat doustny zaczynają szybko wibrować, same larwy kłócą się, denerwują i popychają się nawzajem. I nagle szarańcza zrzuca swoją zieloną skórę, staje się czarna i czerwona i ma skrzydła. W tym momencie szarańcza stała się dorosłą szarańczą, gotową do natychmiastowego startu. A wszystko to stało się z powodu substancji zapachowej wydzielanej przez dorosłe samce, która tak silnie działa na szarańczę. Do tego stopnia, że ​​dosłownie „rosną” na naszych oczach.

W życiu codziennym często można usłyszeć wyrażenie „chemiczny język zwierząt”. Odnosi się to do różnych sygnałów, które zwierzęta przekazują sobie nawzajem za pomocą zapachów. W zasadzie jest to oczywiście prawdą: zapach niepokoju, zapach atrakcyjny oraz różne znaki i ślady - jest to język, polecenia lub rozkazy, ostrzeżenia i tak dalej. W w szerokim znaczeniu wszystkie zapachy można uznać za „język chemiczny”. Naukowcy uważają jednak, że istnieją również specjalne zapachy służące do wymiany określonych informacji. Zauważono np., że spotykając się dwie mrówki, często dotykają się czułkami lub klepią się czułkami po plecach. Następnie zmienia się zachowanie jednej lub obu mrówek - na przykład zmieniają kierunek, w którym wcześniej szły. Naukowcy uważają, że w tym przypadku główną rolę w zmianie zachowania owada odegrał nie dotyk czułków, ale zapach wyczuwany przez owada. Ale jaki to rodzaj zapachu, jaka jest jego natura i cel, nie jest jeszcze jasne. Amerykański naukowiec E. Wilson, który bada tego typu informacje, uważa, że ​​do zapewnienia skoordynowanych działań w ramach jednej rodziny mrówek wykorzystuje się aż 10 różnych zapachów „informacyjnych”. Ale w rzeczywistości jest ich oczywiście znacznie więcej. W każdym razie u pszczół udało się obecnie wykryć ponad trzy tuziny substancji chemicznych, których używają do wymiany informacji. Ale nauka tego rodzaju „języka” dopiero się zaczyna.

Ale dobrze zbadano inne znaczenie zapachów w życiu owadów. Służą do ochrony przed wrogami (substancje wytwarzające ten zapach nazywane są „aminonami”, co po grecku oznacza „odpędzać”). Bo kto chciałby mieć do czynienia np. z tzw. pluskwiakiem leśnym? Ze względu na nieprzyjemny zapach nawet patrzenie na niego jest nieprzyjemne, chociaż jest dość piękne. I to wszystko, czego potrzebuje robak - nie bez powodu pilnie smaruje się przednimi nogami pachnącą cieczą wydzielaną przez gruczoły znajdujące się na klatce piersiowej.

Chrząszcze naziemne, karaluchy i wiele innych owadów lub larw wydzielają nieprzyjemny zapach w przypadku zagrożenia. Jednocześnie są z reguły jaskrawe i chwytliwe, dzięki czemu wrogowie łatwiej je zapamiętają.

O zapachach, które odgrywają ogromną rolę w życiu owadów, możemy mówić dużo więcej, o licznych niesamowitych urządzeniach ich aparatów i narządów, dzięki którym te zapachy są uwalniane lub postrzegane. Ludzie włożyli i wkładają wiele wysiłku, aby to wszystko zrozumieć, zrozumieć znaczenie zapachów w życiu sześcionożnych zwierząt, sposób, w jaki ich używają i jak je postrzegają.

Ale czasami jest to bardzo, bardzo trudne!

Kiedy naukowcy nie tylko postanowili dowiedzieć się, jaki jest zmysł węchu owadów, ale także dzięki rozwojowi technologii zyskali możliwość przeprowadzania eksperymentów w laboratorium, konieczne stało się podkreślenie czysta forma substancja wydzielająca atrakcyjny zapach.

Niemiecki chemik Butenind nagrodzony nagroda Nobla W ramach swojej pracy nad określeniem biologicznego znaczenia zapachów w życiu owadów postanowił wyizolować substancje wydzielające zapach niezbędny owadom. Pracę zawodową rozpoczął w 1938 r., ukończył w 1959 r. W ciągu tych 20 lat zebrał 12 miligramów substancji zapachowej, „wybierając” ją spośród 500 tysięcy samic ćmy cygańskiej. Więcej szczęścia miał amerykański naukowiec M. Jacobson: pracował także z ćmą cygańską, wykorzystał także pół miliona motyli, ale w ciągu 30 lat pracy udało mu się zebrać 20 miligramów tej śmierdzącej substancji!

Było to jeszcze trudniejsze, gdy konieczne było izolowanie substancji zapachowych karaluchów. Aby to zrobić, trzeba było trzymać dziesięć tysięcy samic karaluchów w specjalnych naczyniach podłączonych rurkami do lodówek. Powietrze z naczyń przedostawało się do lodówki, osadzało się tam w postaci mgły, a następnie w wyniku bardzo skomplikowanych manipulacji chemicznych z tej mgły uwolniły się substancje zapachowe.

W ciągu dziewięciu miesięcy uzyskano 12 miligramów tej substancji.

Z ponad 30 tysięcy samic piły sosnowej wyekstrahowano niecałe półtora miligrama substancji zapachowej. Przykładów pracy włożonej w nawet takie eksperymenty możemy podać znacznie więcej. Ale prawdopodobnie pojawiło się już uzasadnione pytanie: dlaczego to wszystko jest konieczne?

Czy rzeczywiście sprawa jest warta takiej pracy i oczywiście znacznych wydatków?

Zacznijmy od tego, że w nauce niczego nie można zaniedbać. A tym bardziej w przypadku tak niesamowitego i znaczącego faktu. Ledwo rozpoczęli badania zdolności węchowych owadów, naukowcy znaleźli praktyczne zastosowania tych zdolności. A raczej znaleźli nowy sposób zwalczania szkodników.

Nawet Fabre, a potem Fabry pokazali, że owady nie tylko pokonują ogromne odległości, słuchając węchu, ale także gromadzą się w dużych ilościach. Dalsze badania potwierdziły to i wyjaśniły wiele rzeczy. Przykładowo obserwacje prowadzone w terenie wykazały, że jedna samica piły sosnowej może zwabić ponad 11 tysięcy samców. Co jeśli...

Oczywiście wydobycie atrakcyjnych substancji jest zadaniem trudnym i czasochłonnym, może to zrobić jedynie nauka. A jeśli chodzi o praktykę, swoje zdanie wyrazili chemicy. Udało im się zsyntetyzować i sztucznie wytworzyć substancje w pełni odpowiadające tym wydzielanym przez owady. A teraz samoloty rozrzucają drobne kawałki nad japońskimi wyspami materiał izolujący nasycony taką substancją.

Nie możemy oczywiście powiedzieć dokładnie, co stało się z muszkami owocowymi, przeciwko którym podjęto to działanie. Ale możemy sobie wyobrazić, jak byli zdezorientowani, jak biegali od jednego kawałka przynęty do drugiego, nie rozumiejąc, co się dzieje. Woleli przynęty, ponieważ wydobywający się z nich zapach był bardziej aktywny niż zapach emitowany przez żyjących krewnych.

Tak, możemy sobie tylko wyobrazić, jak zachowywały się owady. Ale wynik znamy na pewno: liczba much na tych wyspach po takim „ataku” spadła o 99 procent.

To jeden ze sposobów walki. Są też inni. Na przykład pułapki, w których umieszczane są pachnące przynęty. Nie tylko eksperymenty, ale także praktyka pokazały pozytywne aspekty tej metody. Ratuje ludzi od konieczności wytwarzania i rozrzucania ton chemikaliów, które z jednej strony są niebezpieczne dla wszystkich żywych istot, a z drugiej strony nie mogą służyć jako niezawodny środek na szkodniki, ponieważ, jak obecnie wiemy, owady z czasem przyzwyczajają się do trucizn. A owady nigdy nie przyzwyczają się do zapachów.

W praktyce wygląda to tak: w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych rocznie wiesza się około 30 tysięcy takich pułapek. I co roku wpada w nie kilkadziesiąt milionów owadów.

Chemicy i biolodzy mają jeszcze wiele do zrobienia w tym kierunku. Na przykład znane są atrakcyjne zapachy, które działają na kilkadziesiąt gatunków owadów. Ale jak dotąd, pomimo wszelkich wysiłków, udało się sztucznie stworzyć zapachy, które przyciągają tylko 7 gatunków.

Podczas gdy trwają prace nad stworzeniem substancji przyciągających owady jednej płci do drugiej, naukowcy są zainteresowani tworzeniem substancji atrakcyjnych „pokarmowo” i tworzeniem pułapek opartych na tej zasadzie. Eksperymenty polegające na wciąganiu muszek owocowych do pułapek zawierających substancję o zapachu goździków lub świderów drzewnych do pułapek zawierających substancję wydzielającą żywiczny zapach wykazały, że ta opcja zwalczania szkodników jest również całkiem realna.

Wiadomo, jak niebezpieczne są larwy chrabąszczy majowych. I jak trudno z nimi walczyć – w końcu żyją w ziemi. Jednak niedawno odkryto, że nowonarodzona larwa (niekoniecznie wyłaniająca się z jaja w pobliżu przyszłego źródła pożywienia) przedostaje się do korzeni roślin dzięki zwiększonemu stężeniu dwutlenku węgla uwalnianego przez korzenie. A teraz jest już opracowany nowa metoda w celu zwalczania tych larw: dwutlenek węgla wstrzykuje się w określone miejsce do ziemi za pomocą strzykawki. Larwy gromadzą się w tym obszarze i są łatwe do zniszczenia.

A kanadyjski biolog Wright zaproponował proste i skuteczna metoda zwalczaj komary, bazując na ich niesamowitej wrażliwości na zapachy. Wymyślił pułapkę składającą się z kąpieli wodnej i płonącej świecy. Komary, jak już powiedzieliśmy, przyciągają wilgoć, ciepło i dwutlenek węgla. Wilgoć to podgrzana woda; ciepło i dwutlenek węgla zapewnia płonąca świeca. Komary lecą na tę przynętę z daleka. A tutaj możesz z nimi zrobić co chcesz - zatruć je lub zniszczyć mechanicznie.

Metoda zaproponowana przez dra Wrighta jest genialna, ale praktycznie mało stosowana, przynajmniej na dużą skalę. Znacznie bardziej obiecujący jest inny, również oparty na subtelnym i specyficznym węchu komarów. Krew wysysana przez komary ze zwierząt stałocieplnych jest potrzebna do szybkiego dojrzewania jaj. A komary układają je w miejscach, które wskazuje im inny specyficzny zapach. Ludzie dowiedzieli się, że jest to zapach charakterystyczny dla wód stojących i bagien. A teraz jest nadzieja, że ​​uda się sztucznie stworzyć substancję wydzielającą podobny zapach. Jeśli tak się stanie, „problem komarów” zostanie w dużej mierze rozwiązany. W każdym razie możliwa będzie regulacja liczby komarów, zmuszając je do składania jaj w miejscach, w których można je łatwo zniszczyć.

Obecnie wiemy, że dorosłe szarańcze, wydzielając określony zapach, sprzyjają szybkiemu dojrzewaniu, wzrostowi i przemianie w dorosłe owady szarańczy, czyli larwy. Czy wręcz przeciwnie, można spowolnić rozwój jednostek? Zastanawiali się nad tym amerykańscy naukowcy Williams i Waller. I odkryli: tak jak niektóre substancje przyspieszają rozwój owadów, tak inne mogą spowolnić ich rozwój i w ogóle uniemożliwić im wzrost.

Jak widać prace trwają we wszystkich kierunkach. Porażek wciąż jest wiele, głównie ze względu na to, że nie znamy dobrze naszych sześcionożnych sąsiadów na planecie. Na przykład niektóre pułapki zastawione na szkodniki owadzie i wyposażone w zapach, który wabi te konkretne owady, łapią dużą liczbę pszczół. Dlaczego? Nie jest to jeszcze jasne.

Amerykańscy naukowcy od dawna szukają sposobu na walkę z jednym z najgroźniejszych szkodników rolniczych w Stanach Zjednoczonych - ćmą cygańską.

Stosunkowo niedawno amerykańscy naukowcy zaczęli zwabiać samców w określone miejsca zapachem samicy. Dzięki temu, po pierwsze, można było dowiedzieć się, ile szkodników występowało na danym obszarze (samce przylatywały z obszaru w promieniu 4 kilometrów), po drugie, przylatujące samce można było łatwo zniszczyć, a po trzecie, nawet jeśli nie były one zniszczone, czasem sprowadzały mnie na manowce i nie dawały możliwości odnalezienia samicy.

Trudność takiej walki polegała jednak na tym, że chemicy nie byli w stanie stworzyć sztucznie pachnącej substancji z jedwabników. Konieczne było specjalne hodowanie dużej liczby motyli, następnie rozcieńczenie alkoholem części ich brzucha, na których znajdują się gruczoły zapachowe, i użycie tego „naparu” do zwabienia samców. Ale niedawno chemikom udało się wyprodukować sztuczny zapachowy płyn z ćmy cygańskiej. Jeśli naprawdę w pełni odpowiada naturalnemu, otworzy to ogromne perspektywy w walce z niebezpiecznym szkodnikiem.

Niestety ludzie mają smutne doświadczenie: stworzono już sztuczne atraktanty, które nie różnią się od naturalnych ani pod względem chemicznym, ani innymi wskaźnikami. Ale nie mogły konkurować z naturalnymi. A dlaczego nadal nie jest jasne.

W walce z owadami stosuje się również metodę odstraszania za pomocą repelentów. Właściwie nie jest to walka w pełnym tego słowa znaczeniu, ponieważ owad nie zostaje zniszczony, jest po prostu wydalony z określonego miejsca. Ale czasami może to być bardzo ważne.

Kiedyś najbardziej znanym i popularnym środkiem odstraszającym był naftalen, który był powszechnie stosowany do odstraszania niektórych rodzajów ciem. Działał bez zarzutu, ale nagle jego skuteczność spadła. Jednak oczywiście nie nagle - owady stopniowo uodparniały się na ten zapach. A teraz odstrasza ich znacznie mniej. Dla niespecjalistów to pytanie jest niezwykle jasne: ćma jest przyzwyczajona do kulek na mole. Jest to poważny problem dla specjalistów. W końcu repelenty stosuje się nie tylko przeciwko ćmom.

Coś podobnego przydarza się wielu krwiopijcom, którzy się do tego przyzwyczajają; i dość szybko, na różne repelenty. Ale ciągłe tworzenie nowych jest bardzo trudne. Należy to jednak zrobić, dopóki entomolodzy próbują zrozumieć, co dzieje się z owadami, które przyzwyczajają się do repelentów i w jaki sposób to „uzależnienie” jest genetycznie przekazywane z pokolenia na pokolenie. Ogólnie rzecz biorąc, zapachy otwierają kolejną nową, bardzo interesującą kartę w historii relacji między ludźmi i owadami. Na razie ta strona jest tylko uchylona. Ale już teraz wiadomo, jakie perspektywy otwiera badanie zapachów. W końcu jest bardzo możliwe, że za pomocą zapachów ludzie będą w stanie nie tylko zwalczać szkodliwe owady, ale także ogólnie kontrolować zachowanie sześcionożnych zwierząt!

Ogólnie rzecz biorąc, zdaniem naukowców, prawie wszystkie zwierzęta z natury potrafią rozróżniać zapachy znacznie lepiej niż jest to typowe dla nas, ludzi. Czy zastanawiałeś się jednak kiedyś nad zmysłem węchu? O kim można powiedzieć, że jest absolutnym rekordzistą w tej dziedzinie?

Spróbujmy to wspólnie rozwiązać.

W świecie zapachów. informacje ogólne

Wszystkie zwierzęta z klasy ssaków mają dobrze rozwinięty zmysł węchu. Jest on szczególnie wrażliwy u psów, których w nosie jest ich ponad 125 milionów. Trudno w to uwierzyć i zupełnie nierealne jest wyobrażenie sobie takiej liczby. Chociaż właśnie dlatego specjalnie wyszkolone psy myśliwskie potrafią wyczuć zwierzynę z odległości około kilometra.

Niewiele osób zdaje sobie sprawę, że konie potrafią wyczuć nawet niewielkie ilości zanieczyszczeń w wodzie. Nie bez powodu mówi się, że koń nigdy nie będzie pił skażonej wody.

Które zwierzę ma jednak najlepszy węch? Koń wyścigowy? U strażnika? A może kot domowy? Nie, nie i jeszcze raz nie.

Naukowcy udowodnili, że najpospolitsza ćma może otwarcie „pochwalić się” swoim zmysłem węchu. Dlaczego? Faktem jest, że samce potrafią rozpoznać kobietę po zapachu nawet z odległości 11 kilometrów!

Absolutny mistrz

Należy zauważyć, że ćmy, podobnie jak motyle, nigdy nie żywią się dywanami ani futrami. Odbywa się to za pomocą larw gąsienic.

Menu ćmy jest tak różnorodne, że owady te są nawet podzielone Różne rodzaje, których nazwy wskazują na preferencje smakowe: futro, dywan, filc itp. Są nawet tacy, którzy jedzą na siłę folia z tworzywa sztucznego, papieru i tkanin syntetycznych.

Oprócz dobrze znanego zapachu kulek na mole, mole nie lubią zapachu gazet, mydła toaletowego, zwłaszcza o zapachu kwiatowym i skórki pomarańczowej. Chociaż czuje taki zapach z daleka, jest mało prawdopodobne, że ulegnie pokusie.

Szlachetny przedstawiciel zakonu koniowatych

Nasi przodkowie nawet nie zadali sobie trudu poszukiwania odpowiedzi na pytanie, kto ma najlepszy zmysł węchu. Wiedzieli to na pewno. To właśnie patrząc na konia nauczyli się sprawdzać jakość wody pitnej z tego czy innego źródła. Jeśli piła, jej właściciele również bez problemu nabierali wodę.

Generalnie, dzięki doskonałemu węchowi, koń z łatwością potrafi określić najmniejsze podekscytowanie jeźdźca, a także stan jego konia. zatrucie alkoholem. Uważa się, że zapach krwi może dosłownie doprowadzić ją do szaleństwa.

Ale to nie jedyny, który jest doskonale rozwinięty u koni.

Eksperci twierdzą, że każdy koń ma zdolność widzenia świata w kolorach, choć dla większości przedstawicieli królestwa fauny jest to fizycznie niemożliwe.

Słuch konia jest tak czuły, że z łatwością potrafi rozróżnić wszelkiego rodzaju emocje w głosie człowieka. Konie wolą także wesołą lub kojącą muzykę. Ale nie lubią głośnej muzyki, takiej jak muzyka rockowa.

Sekret prawdziwego przyjaciela

Prawdopodobnie nawet dziecko odpowie na pytanie, które zwierzę ma najlepszy węch, jeśli poprosisz go o dokonanie wyboru spośród swoich pupili. Cóż, oczywiście, pies. Ten zwierzak wyczuje zapach kiełbasy lub smacznego kawałka mięsa, nawet jeśli uda Ci się ukryć go na dnie torby.

Ale to nie wszystko. Czy wiesz, że nauczenie psa prowadzenia samochodu jest całkiem możliwe? Brzmi niewiarygodnie, ale okazuje się, że zwierzęta te wzięły udział w jeździe próbnej samochodami, a niektóre z nich po ukończeniu nauczyły się nie tylko jeździć po linii prostej, ale nawet skręcać!

Swoją drogą naukowo udowodniono, że jeśli pies macha ogonem w lewo, informuje w ten sposób swoich bliskich o możliwej niebezpiecznej sytuacji.

Pies, podobnie jak człowiek, rozróżnia określone kolory, na przykład żółty i niebieski. Ale zieleń i czerwień nie są przez nich postrzegane, ponieważ w oczach psów nie ma „stożka” odpowiedzialnego za te kolory.

Uczucie chemiczne

Zwierzęta są obdarzone ogólną wrażliwością chemiczną, którą zapewniają różne narządy zmysłów. W sensie chemicznym owadów najważniejszą rolę odgrywa węch. Według naukowców termity i mrówki mają trójwymiarowy węch. Trudno nam sobie wyobrazić, co to jest. Narządy węchowe owada reagują na obecność nawet bardzo małych stężeń substancji, czasami bardzo oddalonych od źródła. Dzięki zmysłowi węchu owad odnajduje zdobycz i pożywienie, porusza się po terenie, dowiaduje się o zbliżaniu się wroga oraz realizuje biokomunikację, gdzie specyficznym „językiem” jest wymiana informacji chemicznych za pomocą feromonów.

Feromony to złożone związki wydzielane w celach komunikacyjnych przez niektóre osoby w celu przekazywania informacji innym osobom. Taka informacja jest zakodowana w konkretnych substancjach chemicznych, zależnych od rodzaju żywej istoty, a nawet od jej przynależności do konkretnej rodziny. Percepcja poprzez układ węchowy i dekodowanie „przekazu” powoduje u odbiorcy określoną formę zachowania lub procesu fizjologicznego. Znana jest obecnie znacząca grupa feromonów owadów. Niektóre z nich mają na celu przyciągnięcie osobników płci przeciwnej, inne służą do śledzenia, wskazują drogę do domu lub źródła pożywienia, inne służą jako sygnał alarmowy, inne regulują pewne procesy fizjologiczne itp.

„Produkcja chemiczna” w organizmie owadów musi być naprawdę wyjątkowa, aby wyzwolić w odpowiedniej ilości i w określonym momencie całą gamę potrzebnych im feromonów. Obecnie znanych jest ponad sto tych substancji o złożonym składzie chemicznym, ale nie więcej niż kilkanaście z nich zostało sztucznie odtworzonych. Przecież do ich uzyskania potrzebne są zaawansowane technologie i sprzęt, dlatego na razie można się tylko dziwić ułożeniu ciał tych miniaturowych bezkręgowców.

Chrząszcze wyposażone są głównie w czułki typu węchowego. Pozwalają uchwycić nie tylko zapach samej substancji i kierunek jej rozprzestrzeniania się, ale nawet „poczuć” kształt przedmiotu pachnącego. Przykładem doskonałego węchu są chrząszcze zakopujące, które oczyszczają ziemię z padliny. Potrafią wyczuć zapach z odległości setek metrów i zebrać się w dużą grupę. A biedronka Korzystając ze zmysłu węchu, odnajduje kolonie mszyc, aby tam pozostawić lęgi. W końcu mszyce żywią się nie tylko sobą, ale także swoimi larwami.

Nie tylko dorosłe owady, ale także ich larwy są często obdarzone doskonałym zmysłem węchu. W ten sposób larwy chrabąszcza majowego mogą przedostawać się do korzeni roślin (sosna, pszenica), kierując się nieznacznie zwiększonym stężeniem dwutlenku węgla. W doświadczeniach larwy natychmiast przenoszą się na obszar gleby, do którego wprowadzono niewielką ilość substancji wytwarzającej dwutlenek węgla.

Niezrozumiała wydaje się wrażliwość narządu węchu, na przykład motyla Saturnia, którego samiec jest w stanie wykryć zapach samicy swojego gatunku z odległości 12 km. Porównując tę ​​odległość z ilością feromonu wydzielanego przez samicę, uzyskano wynik, który zaskoczył naukowców. Dzięki swoim czułkom samiec bez wątpienia odnajduje wśród wielu substancji zapachowych jedną cząsteczkę dziedzicznie znanej substancji w 1 m3 powietrza!

Niektóre błonkoskrzydłe mają tak wyostrzony węch, że nie ustępuje on dobrze znanemu zmysłowi psa. Dlatego jeźdźcy biegnąc po pniu lub pniu drzewa energicznie poruszają czułkami. Za ich pomocą „wywąchają” larwy rogacza lub chrząszcza drwala, znajdujące się w drewnie w odległości 2–2,5 cm od powierzchni.

Dzięki wyjątkowej czułości czułków maleńki jeździec Helis, już poprzez dotknięcie ich kokonów pająków, określa, co w nich się znajduje – czy są to słabo rozwinięte jądra, nieaktywne pająki, które już się z nich wyłaniają, czy też jądra innych jeźdźcy swojego gatunku. Nie wiadomo jeszcze, w jaki sposób Helis dokonuje tak dokładnej analizy. Najprawdopodobniej wyczuwa bardzo subtelny specyficzny zapach, ale być może dotykając czułków, jeździec wychwytuje jakiś odbity dźwięk.

Percepcja i analiza bodźców chemicznych działających na narządy węchowe owadów odbywa się za pomocą wielofunkcyjnego systemu – analizatora węchowego. Podobnie jak wszystkie inne analizatory, składa się z działu percepcyjnego, przewodzącego i centralnego. Receptory węchowe (chemoreceptory) odbierają cząsteczki substancji zapachowych, a impulsy sygnalizujące określony zapach są wysyłane włóknami nerwowymi do mózgu w celu analizy. Tam następuje natychmiastowa reakcja organizmu.

Mówiąc o węchu owadów, nie możemy nie wspomnieć o węchu. Nauka nie ma jeszcze jasnego zrozumienia, czym jest zapach, a istnieje wiele teorii dotyczących tego naturalnego zjawiska. Według jednego z nich analizowane cząsteczki substancji stanowią „klucz”. A „zamkiem” są receptory węchowe zawarte w analizatorach zapachu. Jeśli konfiguracja cząsteczki odpowiada „zamkowi” określonego receptora, analizator odbierze z niego sygnał, rozszyfruje go i przekaże informację o zapachu do mózgu zwierzęcia. Według innej teorii określa się zapach właściwości chemiczne molekuły i rozkład ładunków elektrycznych. Najnowsza teoria, która zyskała wielu zwolenników, główny powód wyczuwa właściwości wibracyjne cząsteczek i ich składników. Każdy aromat jest powiązany z określonymi częstotliwościami (liczbami fal) zakresu podczerwieni. Na przykład zupa cebulowa, tioalkohol i dekaboran, są chemicznie zupełnie różne. Ale mają tę samą częstotliwość i ten sam zapach. Jednocześnie istnieją substancje podobne chemicznie, które charakteryzują się różnymi częstotliwościami i inaczej pachną. Jeśli ta teoria jest poprawna, to zarówno substancje zapachowe, jak i tysiące typów komórek wyczuwających zapachy można ocenić za pomocą częstotliwości podczerwieni.

„Instalacja radarowa” owadów

Owady są wyposażone w doskonałe narządy węchu i dotyku - anteny (anteny lub anteny). Są bardzo mobilne i łatwe do kontrolowania: owad może je rozsunąć, zbliżyć do siebie, obrócić każde z osobna wokół własnej osi lub razem na wspólnej. W tym przypadku oba zewnętrznie przypominają i zasadniczo są „instalacją radarową”. Elementem czułym na nerwy jest czułka. Z nich impuls jest przekazywany z prędkością 5 m na sekundę do centrum „mózgu” analizatora w celu rozpoznania obiektu stymulacji. I wtedy sygnał odpowiedzi na otrzymaną informację natychmiast dociera do mięśnia lub innego narządu.

U większości owadów na drugim odcinku czułka znajduje się narząd Johnstona - urządzenie uniwersalne, którego przeznaczenie nie zostało jeszcze do końca wyjaśnione. Uważa się, że wyczuwa ruchy i wibracje powietrza i wody, kontakt z przedmiotami stałymi. Szarańcza i koniki polne charakteryzują się zaskakująco dużą wrażliwością na wibracje mechaniczne, które są w stanie zarejestrować każde drganie o amplitudzie równej połowie średnicy atomu wodoru!

Chrząszcze mają również narząd Johnstona w drugim segmencie czułków. A jeśli chrząszcz poruszający się po powierzchni wody zostanie uszkodzony lub usunięty, zacznie wpadać na wszelkie przeszkody. Za pomocą tego narządu chrząszcz jest w stanie wychwycić fale odbite od brzegu lub przeszkody. Wykrywa fale wodne o wysokości 0,000 000 004 mm, czyli organy Johnstona pełnią funkcję echosondy lub radaru.

Mrówki wyróżniają się nie tylko dobrze zorganizowanym mózgiem, ale także równie doskonałą organizacją ciała. Czułki są dla tych owadów niezwykle ważne, niektóre służą jako doskonały narząd węchu, dotyku, poznania otoczenia i wzajemnych wyjaśnień. Mrówki pozbawione czułków tracą zdolność odnajdywania drogi, pobliskiego pożywienia i odróżniania wrogów od przyjaciół. Za pomocą anten owady mogą ze sobą „rozmawiać”. Mrówki przekazują ważne informacje, dotykając swoimi czułkami określonych segmentów czułków drugiej osoby. W jednym z odcinków behawioralnych dwie mrówki znalazły ofiarę w postaci larw różnej wielkości. Po „negocjacjach” z braćmi za pomocą anten udali się na miejsce odkrycia wraz ze zmobilizowanymi pomocnikami. Jednocześnie mrówka odnosząca większe sukcesy, której za pomocą czułków udało się przekazać informację o znalezionej większej ofierze, zmobilizowała za sobą znacznie większą grupę mrówek robotnic.

Co ciekawe, mrówki są jednymi z najczystszych stworzeń. Po każdym posiłku i śnie całe ich ciało, a zwłaszcza czułki są dokładnie czyszczone.

Wrażenia smakowe

Osoba wyraźnie identyfikuje zapach i smak substancji, ale u owadów wrażenia smakowe i węchowe często nie są oddzielone. Działają jak pojedyncze odczucie chemiczne (percepcja).

Owady posiadające zmysł smaku preferują określone substancje w zależności od charakterystyki odżywczej danego gatunku. Jednocześnie potrafią odróżnić słodki, słony, gorzki i kwaśny. Aby wejść w kontakt ze spożywanym pokarmem, narządy smaku mogą znajdować się w różnych częściach ciała owadów - na czułkach, trąbach i nogach. Za ich pomocą owady otrzymują podstawowe informacje chemiczne o środowisku. Na przykład mucha, dotykając łapami interesującego ją przedmiotu, niemal natychmiast rozpoznaje, co znajduje się pod jej stopami - napój, jedzenie lub coś niejadalnego. Oznacza to, że jest w stanie przeprowadzić natychmiastową analizę kontaktu substancji chemicznej ze stopami.

Smak to wrażenie, które pojawia się, gdy roztwór substancji chemicznej działa na receptory (chemoreceptory) narządu smaku owada. Komórki receptorów smaku stanowią peryferyjną część złożonego systemu analizatora smaku. Odbierają bodźce chemiczne i to tam następuje pierwotne kodowanie sygnałów smakowych. Analizatory natychmiast przesyłają salwy impulsów chemoelektrycznych wzdłuż cienkich włókien nerwowych do ich ośrodka „mózgu”. Każdy taki impuls trwa krócej niż tysięczną sekundy. A następnie centralne struktury analizatora natychmiast określają doznania smakowe.

Wciąż trwają próby zrozumienia nie tylko pytania, czym jest zapach, ale także stworzenia jednolitej teorii „słodyczy”. Do tej pory nie było to możliwe – może Wam, biologom XXI wieku, się to uda. Problem w tym, że zupełnie różne substancje chemiczne, zarówno organiczne, jak i nieorganiczne, mogą wywoływać stosunkowo identyczne odczucia smakowe słodyczy.

Narządy dotyku

Badanie zmysłu dotyku u owadów jest chyba najtrudniejsze. Jak te chitynowe stworzenia odziane w muszle postrzegają świat? Tym samym dzięki receptorom skóry jesteśmy w stanie odbierać różne doznania dotykowe – niektóre receptory rejestrują ciśnienie, inne temperaturę itp. Dotykając przedmiotu, możemy stwierdzić, że jest on zimny lub ciepły, twardy lub miękki, gładki lub szorstki. Owady mają również analizatory, które określają temperaturę, ciśnienie itp., Jednak wiele na temat mechanizmów ich działania pozostaje nieznanych.

Dotyk jest jednym z najważniejszych zmysłów zapewniających bezpieczeństwo lotu wielu owadów latających, ponieważ wyczuwa prądy powietrza. Na przykład u muchówek całe ciało pokryte jest sensillami, które pełnią funkcje dotykowe. Szczególnie dużo jest ich na halterach, które wyczuwają ciśnienie powietrza i stabilizują lot.

Dzięki zmysłowi dotyku muchę nie jest tak łatwo pacnąć. Jego wzrok pozwala mu dostrzec zagrażający obiekt już z odległości 40 – 70 cm, ale mucha jest w stanie zareagować na niebezpieczny ruch ręki, który wywołał nawet niewielki ruch powietrza, i natychmiast wzbić się w powietrze. Ta zwykła mucha domowa po raz kolejny potwierdza, że ​​w świecie żywych nie ma nic prostego - wszystkie stworzenia, młode i stare, wyposażone są w doskonałe systemy sensoryczne do aktywnego życia i własnej ochrony.

Receptory owadów rejestrujące ciśnienie mogą mieć postać pryszczy i włosia. Wykorzystywane są przez owady do różnych celów, m.in. do orientacji w przestrzeni – zgodnie z kierunkiem grawitacji. Na przykład przed przepoczwarzeniem larwa muchy zawsze wyraźnie porusza się w górę, czyli wbrew grawitacji. Przecież musi się wyczołgać z płynnej masy pokarmowej, a tam nie ma innych wytycznych niż grawitacja Ziemi. Nawet po wyjściu z poczwarki mucha nadal przez jakiś czas stara się wspinać w górę, aż do wyschnięcia, aby móc latać.

Wiele owadów ma dobrze rozwinięte poczucie grawitacji. Na przykład mrówki potrafią oszacować nachylenie powierzchni na 20. Natomiast chrząszcz wędrowny kopiący pionowe nory potrafi określić odchylenie od pionu na 10.

Prognozy pogody na żywo

Wiele owadów ma doskonałą zdolność przewidywania zmian pogody i tworzenia długoterminowych prognoz. Jest to jednak typowe dla wszystkich żywych istot - czy to rośliny, mikroorganizmu, bezkręgowca czy kręgowca. Takie zdolności zapewniają normalne funkcjonowanie w zamierzonym środowisku. Są też rzadko spotykane Zjawiska naturalne– susze, powodzie, chłody. A następnie, aby przetrwać, żywe istoty muszą z wyprzedzeniem zmobilizować dodatkowe środki ochronne. W obu przypadkach korzystają ze swoich wewnętrznych „stacji pogodowych”.

Dzięki ciągłej i uważnej obserwacji zachowań różnych istot żywych można dowiedzieć się nie tylko o zmianach pogody, ale nawet o nadchodzących klęskach żywiołowych. Przecież ponad 600 gatunków zwierząt i 400 gatunków roślin znanych dotychczas naukowcom może służyć jako barometry, wskaźniki wilgotności i temperatury, predyktory burz, wichur, tornad, powodzi i pięknej bezchmurnej pogody. Co więcej, wszędzie, gdziekolwiek jesteś - nad stawem, na łące, w lesie, są obecni na żywo „prognozy”. Na przykład przed deszczem, gdy niebo jest jeszcze czyste, zielone koniki polne przestają ćwierkać, mrówki zaczynają szczelnie zamykać wejścia do mrowiska, a pszczoły przestają latać po nektar, siadają w ulu i nucą. Próbując ukryć się przed zbliżającą się złą pogodą, muchy i osy wlatują do okien domów.

Obserwacje jadowitych mrówek żyjących u podnóża Tybetu ujawniły ich doskonałą zdolność do tworzenia prognoz długoterminowych. Przed nadejściem ulewnych opadów mrówki przenoszą się w inne miejsce o suchej, twardej glebie, a przed nadejściem suszy mrówki wypełniają ciemne, wilgotne zagłębienia. Skrzydlate mrówki potrafią wyczuć nadejście burzy w ciągu 2–3 dni. Duże osobniki zaczynają biegać po ziemi, a małe roją się na małych wysokościach. Im bardziej aktywne są te procesy, tym silniejszych można się spodziewać złej pogody. Okazało się, że w ciągu roku mrówki poprawnie zidentyfikowały 22 zmiany pogody, a myliły się tylko w dwóch przypadkach. Wyniosło to 9%, co wygląda całkiem nieźle w porównaniu do średniego błędu stacji pogodowej wynoszącego 20%.

Właściwe działania owadów często zależą od długoterminowych prognoz, a to może być bardzo przydatne dla ludzi. Dla doświadczonego pszczelarza pszczoły zapewniają dość wiarygodną prognozę. Na zimę uszczelniają wejście do ula woskiem. Nadchodzącą zimę można ocenić po otworze wentylacyjnym ula. Jeśli pszczoły opuszczą dużą dziurę, zima będzie ciepła, ale jeśli jest mała, należy spodziewać się silnych mrozów. Wiadomo też, że jeśli pszczoły zaczną wcześnie wylatywać z uli, możemy spodziewać się wczesnej, ciepłej wiosny. Te same mrówki, jeśli zima nie jest sroga, pozostają przy powierzchni gleby, a przed mroźną zimą osiadają głębiej w ziemi i budują wyższe mrowisko.

Oprócz makroklimatu dla owadów ważny jest także mikroklimat ich siedliska. Na przykład pszczoły nie dopuszczają do przegrzania w ulach i po otrzymaniu sygnału od żywych „instrumentów” o przekroczeniu temperatury zaczynają wietrzyć pomieszczenie. Niektóre pszczoły robotnice są rozmieszczone w sposób zorganizowany na różnych wysokościach w całym ulu i poruszają powietrzem, szybko trzepocząc skrzydłami. Tworzy się silny przepływ powietrza i ul się ochładza. Wentylacja to długi proces, a gdy zmęczy się jedna grupa pszczół, przychodzi kolej na drugą, i to w ściśle określonym porządku.

Zachowanie nie tylko dorosłych owadów, ale także ich larw zależy od odczytów żywych „instrumentów”. Na przykład larwy cykady rozwijające się w ziemi wychodzą na powierzchnię tylko przy dobrej pogodzie. Ale skąd wiesz, jaka jest tam pogoda? Aby to ustalić, nad podziemnymi schronami tworzą specjalne ziemne stożki z dużymi otworami - rodzaj konstrukcji meteorologicznych. W nich cykady oceniają temperaturę i wilgotność przez cienką warstwę gleby. A jeśli warunki pogodowe nie są sprzyjające, larwy wracają do nory.

Zjawisko opadów i prognozowanie powodzi

Obserwacja zachowania termitów i mrówek w sytuacjach krytycznych może pomóc ludziom przewidzieć obfite opady deszczu i powodzie. Jeden z przyrodników opisał przypadek, gdy przed powodzią plemię indiańskie żyjące w dżunglach Brazylii pośpiesznie opuściło swoją osadę. A mrówki „opowiedziały” Indianom o zbliżającej się katastrofie. Przed powodzią te owady społeczne stają się bardzo pobudzone i pilnie opuszczają swoje siedliska wraz z poczwarkami i zapasami pożywienia. Trafiają tam, gdzie woda nie dotrze. Miejscowa ludność z trudem rozumiała pochodzenie tak niesamowitej wrażliwości mrówek, ale poddając się ich wiedzy, ludzie uniknęli kłopotów, podążając za małymi prognostykami pogody.

Są doskonali w przewidywaniu powodzi i termitów. Zanim się zacznie, cała kolonia opuszcza swoje domy i biegnie do najbliższych drzew. Przewidując wielkość katastrofy, wznoszą się dokładnie na wysokość, która będzie wyższa od spodziewanej powodzi. Tam czekają, aż błotniste strumienie wody, pędzące z taką prędkością, że czasami pod ich naciskiem padają drzewa, zaczną opadać.

Ogromna liczba stacji pogodowych monitoruje pogodę. Znajdują się one na lądzie, w tym w górach, na specjalnie wyposażonych statkach naukowych, satelitach i stacjach kosmicznych. Meteorolodzy są wyposażeni w nowoczesne instrumenty, aparaturę i technologię komputerową. W rzeczywistości nie sporządzają prognozy pogody, ale obliczenia, obliczenia zmian pogody. A owady w podanych przykładach rzeczywistości przepowiadają pogodę, korzystając ze swoich wrodzonych zdolności i specjalnych żywych „urządzeń” wbudowanych w ich ciała. Co więcej, mrówki prognostyki pogody określają nie tylko czas nadejścia powodzi, ale także szacują jej zasięg. Przecież dla nowego schronienia zajmowali tylko bezpieczne miejsca. Naukowcom nie udało się dotychczas wyjaśnić tego zjawiska. Termity przedstawiały jeszcze większą tajemnicę. Faktem jest, że nigdy nie znajdowały się na drzewach, które podczas powodzi porwały burzliwe strumienie. Z obserwacji etologów wynika, że ​​podobnie zachowywały się szpaki, które wiosną nie zajmowały niebezpiecznych dla osadnictwa budek dla ptaków. Następnie zostały zdmuchnięte przez huraganowy wiatr. Ale tutaj mówimy o stosunkowo dużym zwierzęciu. Być może ptak, kołysząc budką dla ptaków lub innymi znakami, ocenia zawodność jego mocowania. Ale w jaki sposób i za pomocą jakich urządzeń bardzo małe, ale bardzo „mądre” zwierzęta mogą dokonywać takich przewidywań? Człowiek nie tylko nie jest jeszcze w stanie czegoś takiego stworzyć, ale też nie potrafi odpowiedzieć. Te zadania są dla przyszłych biologów!