Многие из нас с детства привыкли относиться к насекомым не совсем доброжелательно. И по прошествии лет они зачастую продолжают ассоциироваться у нас с назойливыми мухами, комарами, мокрицами и другими неприятными с виду существами. В тоже время такие полезные для человека насекомые, как медоносные пчелы, шмели-опылители или хозяева леса – муравьи, а также красивые бабочки и стрекозы, вызывают уважение и интерес.

В школе мы подробно изучали строение этих беспозвоночных животных. Еще кое-что узнали об их месте в природе, оставив в памяти главным образом то, как много среди них вредителей растений и переносчиков возбудителей опасных заболеваний. В общем, школьные знания совсем немного прибавили доброго в наше отношение к миру насекомых.

И что удивительно – все эти сведения из десятилетия в десятилетие не покидают традиционного русла школьных учебников и занятий. Причем часто мы даже не подозреваем, что получали узкие, односторонне подобранные сведения об удивительном мире живого.

Чтобы поколебать устойчивое и привычное отношение к насекомым нужно только захотеть познакомиться с их сложными, порой трудно объяснимыми поведенческими проявлениями. И тогда экспериментальные данные и наблюдения ярко продемонстрируют уникальную наследственную деятельность и способность к обучению этих членистоногих животных, откроют, что насекомые владеют элементами логического мышления, причем довольно высокого уровня даже по сравнению с приматами, которых считают наиболее развитыми существами.

 

Об инстинктивном поведении насекомых

Насколько генетически предусмотрено даже в мельчайших деталях инстинктивное поведение насекомых, наиболее наглядно можно представить на примере жизнедеятельности жуков.

Врожденные «таланты» трубковертов. Самка трубковерта наделена всем необходимым для создания гнезда, которое имеет вид сигары, плотно свернутой из свежих листьев деревьев. «Орудиями производства» этих жуков являются ножки, челюсти и расширенная на конце головы самки специальная лопатка.

Подсчитано, что инстинктивный процесс сворачивания «сигары» состоит из тридцати последовательно проводимых операций. Вот некоторые из них.

Жук тщательно подбирает неповрежденный лист, который послужит не только материалом для домика, но и запасом пищи для будущего потомства. Прежде чем свернуть трубочкой лист тополя, ореха или березы, самка прокалывает в определенном месте его черешок, чтобы уменьшить приток соков в лист. Тогда лист быстро становится податливым. Далее идет разметка листа для линии предстоящего разреза. Ведь трубковерт выкраивает из листа лоскут определенной, довольно замысловатой формы по «чертежу», который содержится в его генетической памяти.

Когда-то немецкий математик Гейне, пораженный наследственными талантами маленького жучка, вывел математическую формулу такого раскроя. Точность, с которой насекомое способно производить свои расчеты, не перестает вызывать зависть. Ведь человеку для вычисления формы надрезов, обеспечивающих плотное свертывание листа, потребовалось бы применение некоторых законов высшей математики.

После этих предварительных операций самка, хотя и медленно, но точными и уверенными движениями сворачивает листок, приглаживая его края лопаткой, даже если делает это впервые. Благодаря такому технологическому приему из валиков на зубчиках листа выделялся клейкий сок, который прочно скрепляет стенки жилища для будущего потомства.

Работая днем и ночью, самка за сутки сворачивает два листа. В каждый она откладывает по три-четыре яичка, внося тем самым свой скромный вклад в продолжение жизни всего вида.

Инстинктивные действия жука-навозника. Само название «жук-навозник» говорит о назначении и задачах этого насекомого в жизни живой природы. Благодаря уникальному инстинктивному поведению этот жук способен создавать из навоза идеально круглые шары. Он не справился бы со своей задачей, если бы не был наделен особой формой задних ног, с помощью которых скатывает шарик. Параметры кривизны его голеней заложены в наследственной программе создания организма и неукоснительно соблюдаются в процессе построения его конечностей.

Кроме того, в генетической памяти жука существует в закодированном виде способность к определенным видам стереотипных действий. Поэтому при создании шара он четко следует получаемым «инструкциям». Жук неизменно заканчивает работу только тогда, когда поверхность и размеры шара совпадут с кривизной его голеней.

 

Гибкость реального поведения

Реальное поведение насекомых является довольно пластичным, иными словами, ему свойственны изменяемость, податливость и обучаемость.

Это как нельзя лучше можно увидеть на примере муравьев-строителей. Именно комбинированное поведение позволяет им выбирать наиболее подходящие для постройки муравейника место и время, судить о целесообразности того или другого способа действий.

В одном из экспериментов колонию муравьев с царицей и многими личинками поместили в стеклянную бутыль с садовой землей. Муравьи тотчас принялись копать в ней галереи и комнаты для своих личинок. Объем работы, проделанной за довольно короткое время, был поразителен. Восемнадцати часов хватило, чтобы муравьи и личинки были удобно размещены «по номерам». Причем это происходило в совершенно незнакомом, стесненном стеклянными стенками пространстве. Очевидно, муравьи выработали в самое короткое время план действий, при котором сотни рабочих могли выполнять его сразу, не мешая друг другу.

Когда все было обустроено, муравьи из множества первоначальных ходов, которые позволяли всем одновременно вести работы, оставили только один. А 19 дней спустя, после завершения всех внутренних построек, насекомые-трудяги организовали массовые походы за насыпанными для них зернами, видимо, окончив к этому времени строительство своих складов.

В приведенном примере в основу реального поведения муравьев заложены инстинктивные строительные приемы, которые практически одинаковы в рамках каждого вида. Индивидуальное же освоение новой среды эти насекомые осуществили путем оценки ситуации, выработки плана целенаправленных действий, за счет приобретения опыта и элементарной рассудочной деятельности. Такое реальное поведение муравьев позволило им адекватно ответить на непредвиденные изменения привычных условий.

Далее мы еще сумеем оценить по достоинству необыкновенные способности муравьев, да и многих других насекомых, поведение которых все больше и больше удивляет этологов и зоопсихологов. И это несмотря на то, что справляться с такой нагрузкой приходится совсем маленьким головкам с крохотным мозгом, который все еще остается для нас «черным ящиком».

 

Как насекомые защищаются?

Несмотря на малые размеры, слабосилие и многочисленных врагов насекомые занимают на земле свои устойчивые ниши. Связанно это с тем, что подобно любым живым существам насекомые генетически наделены всем необходимым для сохранения жизни. Это целесообразное строение организма и оборонительное (защитное) поведение. Такое поведение включает пассивно-оборонительные реакции и активную защиту себя, своего жилища и территории.

Защитных средств и действий у насекомых много. В зависимости от вида это могут быть маскировочная окраска и форма тела, производство ядовитых веществ, едкой или пахучей жидкости и органы их выделения. Насекомые в защитных целях также используют бег (например, у жужелиц даже личинки имеют бегательные ноги), прыжки (земляные блошки), быстрый взлет (скакуны, златки), падение с растений с подогнутыми конечностями и способность притворяться мертвыми (многие жуки). Часто насекомые используют все данные им возможности для комбинированной защиты от хищников (божьи коровки).

Маскировка. Часто насекомые скрываются от глаз хищников с помощью покровительственной окраски. Она делает их менее заметными в местах обитания, позволяя слиться с фоном.

Например, окраска и форма тела гусениц тесно связаны с их образом жизни. Покровительственная окраска дана тем из них, которые ведут его открыто. Она гармонирует с окружающим фоном, и эффективность окраски часто повышается за счет добавления рисунка. Так, у гусениц бражника по зеленому или серому фону

проложены косые полоски. Они как бы делят тело гусеницы на отрезки, позволяет ей «растворяться» на фоне пестрой зелени.

Порой сходство с частями растений, на которых обитает гусеница, возрастает благодаря сочетанию покровительственной окраски с характерной формой тела. Например, гусеница пяденицы походит на сухой сучок.

Насекомые, наделенные покровительственной окраской и формой тела, которые сходны с листьями, веточками или даже птичьим пометом, зачастую сочетают это с особым инстинктивным поведением. Они способны оценивать ситуацию и в соответствии с ней принимать различные маскирующие позы. Так, напоминающий лист кузнечик в целях защиты от хищников либо сидит неподвижно с плотно сжатыми крыльями, имитируя стебель, либо держит крылья расправленными, становясь похожим на лист.

Демонстрационная окраска. Насекомые некоторых видов наделены пестрой демонстрационной (угрожающей) окраской. Она является сигналом для их врагов: «Не трогай меня! Опасно для жизни!». Например, птица, отведав несъедобную божью коровку или жалящее насекомое, хорошо запоминает неприятный урок и яркую окраску насекомого.

Не только взрослые насекомые, но и многие гусеницы наделены демонстрационной окраской тела и даже волосяного покрова, свидетельствующей об их несъедобности. Среди них -гусеница античной волнянки. У нее довольно причудливый вид за счет ярких красных и черных пятен по светлому фону и пучков черных и желтых волосков различной длины.

Предупреждающая окраска может быть у насекомого или постоянной, как у жалящих насекомых, или появляться в опасный момент -«вспыхивать», когда насекомое принимает угрожающую позу.

Мимикрия и демонстрационное поведение. Мимикрия – это зачастую эффект подражательного сходства по форме и окраске тела представителей незащищенных видов насекомых с более защищенными. Мимикрия – еще одна из множества загадок непостижимой сложности и целесообразности устройства организмов и поведения особей. Многие ученые признают, что это свойство никак не могло появиться в результате «проб и ошибок».

Это подтверждают особенности мимикрии у бабочек белянок некоторых видов. Они внешне подобны геликонидам, разновидностям южноамериканских булавоусых бабочек. Многие из геликонид обладают резким запахом и неприятны на вкус, благодаря чему их не трогают птицы. А безобидные бабочки белянки наследственно обладают целым комплексом подражательных возможностей, чтобы напоминать своих внешних прототипов, сохраняя тем самым себе жизнь. Они «не задумываясь» держатся вблизи летающих или отдыхающих геликонид, имея не только подобную форму и окраску крыльев, но даже характер полета. В Южной Америке на одном кусте могут располагаться бабочки пяти видов практически одинаковой окраски. И хотя ядовиты представители только одного вида, птицы не трогают никого.

У бабочек некоторых видов на крыльях имеются яркие пятна в виде глаз, отпугивающие хищников. Обычно крылья сидящей бабочки сложены, но при самом легком прикосновении они мгновенно раскрываются. Тут-то и вспыхивает рисунок больших глаз, отпугивая мелких птиц.

Гусеница, например, мотылька-ястреба тоже имеет ложные глаза. Кроме того, она очень похожа на небольшую змейку и наделена способностью по-змеиному извиваться всем телом. Такое демонстрационное поведение гусеницы обычно отпугивает от нее птиц и других хищников.

Вполне съедобный мотылек-медвежонок обладает другим способом защиты – ультразвуковой мимикрией. Этот мотылек наделен способностью «подражать» щелкающим высокочастотным звукам, которые издают для своей защиты тигровые ночные мотыльки. Ведь летучие мыши, которые охотятся по принципу эхолокации, избегают насекомых со щелкающими звуками. Их наследственные знания, иногда дополняемые приобретенным опытом, подсказывает им, что, как правило, «звучащая» добыча ядовита или имеет отвратительный вкус.

Пассивно-оборонительное поведение. Чтобы избежать хищников, насекомые используют и различные пассивно-оборонительные реакции – бегство, замирание, укрытие в убежищах и другие целесообразные поведенческие приемы.

Например, для того чтобы быстро уйти от врага и остаться невредимыми, многие насекомым даны специальные органы движения. Они так совершенны и так гармонично связаны со всем организмом, что обеспечивают невероятные возможности.

Например, сильные грудные мышцы и специальный механизм на нижней стороне груди позволяют жуку-щелкуну в случае опасности высоко подбросить себя в воздух. Жук размером в один сантиметр подпрыгивает на высоту около десяти сантиметров. При этом он издает громкий щелчок, отпугивающий хищника.

А расстояние, на которое прыгает в таких случаях блоха, в 350 раз превышает длину ее тела. В пересчете на рост человека – это прыжок в высоту на 600 метров!

Защитные живые приборы. Большинство насекомых скрывается или затаивается, увидев или услышав приближающегося врага. А если враг невидим в темноте или бесшумен? И на это случай предусмотрены особые защитные устройства.

Например, летучие мыши охотятся в темноте и совершенно бесшумны в полете. Услышать их приближение и спастись смогут лишь те, кому дана способность улавливать ультразвуковые сигналы. Как же тогда быть ночному сверчку? Конечно, можно было бы прятаться ночью в укрытии, не попадаясь на пути этих хищников. Хотя тогда сверчок не был бы ночным.

Но это красиво поющее в ночи насекомое, как и все живущее на земле, не оставлено беспомощным. В его организме предусмотрено важное устройство – крошечный одноклеточный и необыкновенно чувствительный рецептор. Этот миниатюрный живой прибор встроен в нервную систему сверчка. Он реагирует на частоту звука, издаваемого летучей мышью для ее ориентации в пространстве. Рецептор сверчка, приводимый в действие этой частотой, испускает импульсы -сигналы тревоги, которые заставляют насекомое стремительно удаляться от источника звука.

Такой уникальный рецептор обладает еще одним свойством, удивившим энтомологов. Оказывается, он включается только тогда, когда сверчок находится в полете и становится уязвим для ночных хищников. А в то время, когда насекомое пребывает в безопасности – отдыхает, питается или заботится о потомстве, – рецептор «молчит», не беспокоя напрасно своего владельца. Стоит только сверчку взлететь и стать потенциальной жертвой летучих мышей, как одноклеточный живой прибор вновь готов отреагировать на ультразвуковые сигналы хищника и спасти насекомое.

Здесь проявляется идеальная целесообразность и изящество защитных механизмов и устройств насекомого.

Рефлекс обтирания. Многие насекомые способны в случае опасности замирать или, как принято говорить, притворяться мертвыми.

Так, если потревожить жучка яблоневого долгоносика, он мгновенно складывает ножки, падает с ветки на землю и некоторое время лежит там неподвижно. Этот рефлекс обмирания вызван важным для жизни жучка инстинктивным защитным механизмом. Падение с дерева обеспечивает более быстрое, чем передвижение с помощью лап, ускользание от врага. А серая окраска неподвижно лежащего со сложенными ножками маленького долгоносика делает его неотличимым от комочков почвы.

Существует даже семейство жуков-притворяшек, которые обладают подобными защитными способностями и мгновенным проявлением рефлекса обмирания.

Комбинированные методы защиты. Рефлекс обмирания характерен и для божьей коровки. Она является активным охотником за тлями, регулируя количество вредителей растений, и при этом сама прекрасно защищена от посягательств любых хищников.

Важным способом ее самозащиты является способность притворяться мертвой. Если этому жучку грозит опасность, он, прижимая к телу усики и ножки, падает на землю и лежит там недвижимо. Как только опасность минует, жучок мгновенно оживает. Но если угроза остается, божья коровка выделяет желтоватую жидкость с неприятным запахом и вкусом, которая отпугивает врага. И тогда ее пестрая окраска служит подтверждением того, что яркокрылый жучок в пищу не годен.

Активная защита. Защита насекомых от многочисленных врагов осуществляется не только с помощью пассивно-оборонительных реакций и различных видов окраски. В случае опасности многие из них наделены способностью активно защищаться. Хотя обычно насекомые используют комплекс самых разных защитных приемов.

Например, жук полевой скакун в момент опасности в первую очередь проворно убегает или пугливо вспархивает и стремительно улетает. Его практически невозможно поймать. Но если все же полевого скакуна удастся схватить пальцами, он начинает отчаянно вырываться и яростно кусаться своими серпообразными челюстями. Все это вынуждает скорее отпустить жука, который мгновенно скрывается в безопасном месте.

Защита с помощью выделений. Многие насекомые активно защищаются с помощью неприятных на вкус и запах или же ядовитых и едких выделений. Биохимические средства для этой цели в нужный момент производит организм насекомого. За этим «следит» наследственная программа, управляющая комплексом защитных средств и поведенческих механизмов, направленных на выживание особи.

Одним из основных средств для защиты и нападения в мире живого являются яды. Это выделения специальных желез, способные отпугнуть, парализовать или убить противника.

Среди насекомых много ядовитых видов, хотя понятие ядовитости относительно. Для крупных животных укусы одних насекомых проходят почти безболезненно, а яд других (жуки-нарывники, жалящие насекомые) вызывает у них болевой эффект и сильные аллергические реакции. Тот же яд для мелких животных может оказаться смертельным.

Взрывная реакция на опасность. Прекрасной системой самозащиты наделен жук-бомбардир из семейства жужелиц. В случае опасности он умело направляет на врага из конца своего брюшка струю буквально кипящей (100° С) едкой жидкости. В воздухе она с треском испаряется, образуя облако из неприятно пахнущего химического вещества. А самое главное – такая взрывная реакция жука со скорострельностью 500-1000 выбросов в секунду оставляет на теле нападающего серьезные ожоги.

Интересна особая технология, с помощью которой уникальный организм бомбардира производит ядовитую смесь. Жук вырабатывает и хранит химические компоненты смеси в раздельных камерах, иначе сразу же пойдет бурная реакция. Смесь образуется только тогда, когда органы чувств жука дадут сигнал о приближении постороннего объекта. С помощью анализаторов, сравнивающих полученную информацию с извлеченными из памяти эталонами поведения, бомбардир мгновенно оценивает опасность и готовит смесь к бою. Химические компоненты как по команде поступают в специально предназначенную для этого камеру, где и образуется взрывная комбинация. Она с большой скоростью вырывается наружу через особое сопло, и жук-бомбардир метко стреляет в нужном направлении.

Можно ли представить последовательное появление (даже за миллиарды лет) в организме жука всех элементов этой технологической цепочки?

Скажем, первыми у него развились бы процессы синтеза сложных соединений, которые при смешении дают взрывную смесь, а производство разделительных емкостей отстало бы по времени. Тогда химические вещества, не успев появиться, хотя бы в небольших количествах, тотчас соединились бы в его теле, образовав взрывоопасную смесь. Для бомбардиров это закончилось бы плачевно.

Правильнее было бы, чтобы и химические вещества и отдельные камеры для их производства и хранения создавались множеством поколений параллельно. Но тогда жукам с самого начала необходимо было обладать разумом. Ведь путем запрограммированных мутаций им следовало создать целесообразный комплекс из устройств организма, технологических процессов и защитного поведения. В общем, всего того, чем жуки-бомбардиры обладают сейчас.

 

Каково пищевое поведение насекомых?

Благодаря малым размерам удовлетворить свои потребности в воде и пище насекомым гораздо проще, чем крупным животным. Ведь многим малышам для пиршества достаточно крошки еды и капли росы. Для них съедобным является огромное разнообразие объектов. Кроме традиционной в нашем понимании растительной и животной пищи они, в зависимости от видовой принадлежности, могут питаться кожаными и шерстяными изделиями, бумагой и табаком, перцем и многим-многим другим.

Не едят в основном только те насекомые, у которых весьма коротка жизнь, – поденки, ручейники, самцы комаров и некоторые бабочки, как, например, большой ночной павлиний глаз. У них и рта для этого нет. Ведь главное предназначение этих насекомых – произвести потомство, которое будет жить дольше своих родителей и при этом активно питаться.

Стратегии добывания пищи. Она зависит от того, являются ли насекомые растительноядными, плотоядными или всеядными.

У растительноядных насекомых специальные системы организма и особенности поведения позволяют им питаться листьями, корой, корнями, семенами и плодами растений. Например, большинство насекомых, обитающих в почве, наделены прекрасными сенсорными системами для ориентации по концентрации веществ, которые растворены в почвенной влаге. Они воспринимают буквально молекулы углекислого газа, выделяемого корнями растений. Этот газ привлекает к растительным пищевым источникам личинок хрущей, проволочников и многих других насекомых.

Плотоядные насекомые наделены в основном стратегией активной охоты или поджидания добычи в засаде, как богомол. Есть даже такие насекомые, которые пробираются за добычей в чужой стан, «нарядившись» предварительно в одежду друзей и т. д. Всеядные же насекомые обладают довольно большим диапазоном приемов добычи пищи.

Заготовка пищи. В связи с тем, что в течение года количество пищи, как правило, неодинаково, некоторым насекомым приходится ее запасать.

У общественных насекомых наследственная программа поведения позволяет им собирать природные дары, чтобы сделать запасы на период бескормицы, и определяет все целесообразные действия по их сохранению. Кроме того, существуют муравьи, которые способны сеять зерна в подготовленную ими землю и собирать жатву, как настоящие земледельцы.

А муравьи некоторых видов выращивают и собирают грибы, тем самым обеспечивая себя круглогодичной пищей, богатой белками и витаминами.

Скатывание шара. Выше уже говорилось, что жук-навозник скатывает идеальные шары из навоза. Жук скарабей, или священный копр, одни шары особой формы делает для откладывания своих яиц, а другие, округлые, использует в пищу. Такого шара размером с плод крупного абрикоса, а порой и с кулак, скарабею достаточно для непрекращающейся 12-часовой трапезы. После чего он отправляется скатывать следующий пищевой шар.

Инстинктивное поведение позволяет жуку выполнять довольно сложные манипуляции. Он тщательно подбирает необходимый для основы шара кусочек навоза, предварительно оценив его качество с помощью своей сенсорной системы. Затем жук очищает его от налипшего песка и усаживается на комок, обхватывая его задними и средними ножками. Поворачиваясь из стороны в сторону, он катит шар в сторону материала для постройки этого шара. Если стоит сухая жаркая погода, жук работает с огромной скоростью. Он скатывает шар за считанные минуты, пока навоз еще влажный.

Все движения жука по изготовлению шара отличаются четкостью и отлаженностью, даже если он делает это впервые. Ведь последовательность целесообразных инстинктивных действий имеется в наследственной программе насекомого. А управлять ими помогают анализаторы, образующие широкую сеть в его организме.

После окончания работы скарабей катит шар задними ногами к своей норке, двигаясь задом наперед. При этом жук проявляет завидное упорство, штурмуя заросли растений и холмики земли, вытаскивая шар из ложбинок и канавок.

Для проверки упорства и сообразительности навозника был поставлен эксперимент. Шар прикололи к земле длинной иглой. Жук после долгих мучений и попыток сдвинуть его с места стал делать подкоп. Обнаружив иглу, скарабей тщетно пытался приподнять шар, используя в качестве рычага спину. Рядом лежал камушек, но использовать его как опору жук не догадался. Когда же камушек придвинули ближе, скарабей тотчас на него взобрался и снял свой шар с иглы.

Навозники делают пищевой ком самостоятельно, не помогая, друг другу. А иногда они даже ухитряются похитить чужой пищевой шар у соседа. При этом грабители могут докатить шар до нужного места вместе с хозяином, а пока тот копает норку утащить добычу. Если воришки не голодны, они могут, немного покатав шар «ради удовольствия», бросить его. Возможно, из-за такой склонности у скарабеев часто случаются потасовки даже там, где в изобилии навоз и участникам вовсе не грозит голодная смерть.

Охота в обманном обличье. Эта стратегия требующая тщательной предварительной подготовки, наглядно проявляется у зеленых сетчатокрылых личинок. Они охотятся за мохнатой ольховой тлей, которая своими сладкими выделениями кормит муравьев и находится под их защитой.

Чтобы обмануть муравьев, личинки собирают с тлей воск и ловко наносят себе на спину. Удерживают его там специальные крючочки. Облачившись в наряд тли с ее запахом, личинки беспрепятственно охотятся в чужом стане. Иначе они были бы изгнаны муравьями.

Несомненно, личинка не знает психологии муравьев, не продумывает стратегии охоты в обманном наряде, не разрабатывает технологии снятия с тли и нанесения на себя защитного воска. Эта генетическая программа обеспечивает создание организмом целесообразных устройств и системы управления всем комплексом ее инстинктивных поведенческих действий.

Воздушная охота. Стрекозы – мастера воздушной охоты в воздухе. Это настоящие виртуозы молниеносной атаки, не имеющие себе равных среди представителей класса насекомых. Ведь их добычей являются такие подвижные двукрылые кровососущие насекомые, как комары, мошки, мухи.

Способность стрекоз постоянно парить в воздухе обеспечена особым устройством их крыльев и мускулатуры. Крылья с сильно расширенной к основанию передней парой представляют собой совершенные летательные механизмы. Мощная мускулатура позволяет этим необыкновенно изящным и быстрым насекомым отдыхать непосредственно в полете.

Особым образом устроены и огромные глаза стрекозы, состоящие из тысячи и более фасеток. Вместе с тонкой гибкой шеей они служат насекомому для обзора сразу всего вокруг, чтобы быстро реагировать на изменение обстановки.

Охота в воде. У насекомых, которые обитают в пресных водоемах, тоже своя стратегия добывания пищи. Так, прекрасный пловец гребляк наделен для этого широкими плоскими задними ногами. Работая ими как веслами, насекомое очень быстро догоняет добычу – личинок комаров и водяных моллюсков. У жуков-плавунцов ноги тоже действуют наподобие весел. Причем и левая и правая нога гребут одновременно, подобно тому, как это делает гребец в лодке.

А некоторые насекомые используют для подводной охоты ловчие сети. Так, личинки ручейников некоторых видов искусно плетут специальные тенета. Они имеют вид тонких, едва заметных под водой прозрачных мешочков, или сачков, прикрепленных к растениям. Эта сеть с маленькими ячейками определенного рисунка служит для ловли мелких личинок, приносимых течением.

 

О репродуктивном поведении

Одной из основных функций каждого из представителей живого мира является продолжение рода. Поэтому животные наделены для этого, во-первых, всеми необходимыми механизмами, процессами и устройством организма и, во-вторых, – надежным репродуктивным поведением. Благодаря этому самки и самцы обязательно находят друг друга и место для выведения потомства, а если такая функция заложена в их генетической программе, то выкормят и даже воспитают его.

Брачная сигнализация. Репродуктивное поведение включает разные периоды, каждый из которых следует один за другим согласно программе развития животного. Эти периоды создают последовательную цепочку действий, подчиняющихся определенным внутренним и внешним сигналам. Они предопределяют встречу полов и согласовывают поведение супругов. При кажущемся сходстве врожденных брачных сигналов у каждого вида есть своя характерная система кодов, которая передается типичными для него звуками, окраской и телодвижениями.

Сигнализация может идти по нескольким каналам: оптическому, звуковому и химическому. Оптический канал (зрение) передает определенную гамму красок, поз и движений. По звуковому каналу (слух) идут специфичные для конкретного вида звуки. А химический канал (обоняние) передает сигналы со свойствами пахучих веществ, оставленных самцами или самками.

Сигнализация пахучими веществами. В мире живого распространено привлечение партнеров запахом определенных веществ. Поэтому часто насекомые первоначально обнаруживают особей противоположного пола с помощью обоняния. Например, самки бабочек, жуков, тараканов многих видов наделены железами, выделяющими пахучие вещества – феромоны. Этот секрет выделяется самками в период размножения и улавливается самцами. У насекомых каждого вида феромоны имеют свой запах, то есть сигнализация происходит видоспецифическими пахучими веществами.

Особенно наглядно действие феромонов у тутового шелкопряда. Чтобы показать свою готовность к спариванию, самка выделяет небольшое количество феромона бомбикола. Даже если это всего лишь одна миллионная грамма, самец способен расшифровать такое важное для продолжения его рода сообщение.

Поскольку вещества феромонов, определяющие запах, разносятся ветром, то летящий самец наделен тончайшей способностью учитывать при ориентации движение воздуха. В отсутствие запаха самец свободно летает, не выстраиваясь против ветра. Но стоит ветру принести нужный аромат, угол полета тотчас изменяется. В зависимости от концентрации запаха насекомое меняет направление полета – начинает двигаться против ветра зигзагами, в границах запаха: от одного края струи до противоположного.

Это типичное поисковое поведение с движением в сторону более высокой концентрации феромона. Оно связано с наличием в организме насекомого внутреннего эталона для сравнения с ним полученной информации.

Звуковая сигнализация. Сигнальная информация бывает закодирована и в акустических образах. Разнообразные, но строго определенные сигнальные звуки, издаваемые сверчками, кузнечиками, саранчой или цикадами каждого вида, играют важную роль в их репродуктивном поведении – при ухаживании и для привлечения самок. Между призывным сигналом самца, его восприятием и распознаванием самкой существует генетическая связь. В сигналах можно выделить звуковые элементы – пульсы. Периодически повторяющиеся группы акустических пульсов образуют определенные серии, а те в свою очередь объединяются в ритмически повторяющиеся музыкальные фразы.

Самцы сверчков своими призывными сигналами способны привлекать самок на большом расстоянии. Их звуковой сигнал образуется при ритмичном раскрытии и складывании специальных надкрылий, на которых находится особый фрикционный механизм. Призывные сигналы у сверчков разных видов резко различны, особенно по характеристикам звуковых импульсов. Самки соответствующих видов

реагируют только на конкретные видотипичные призывные сигналы самцов. Некоторые сверчки способны издавать оригинальные чирикающие звуки – именно таких «музыкантов» иногда держат в домах.

Особые сигналы самцы издают во время борьбы за самку и при защите территории.

Некоторые сверчки даже наделены способностью усиливать призывные звуки. Так, сверчки-кроты роют норку определенной формы, которую используют во время брачного пения. Наследственные знания подсказывают им, что норка должна иметь V-образную форму, чтобы стенки ее служили усилителем и призывные песни самца разносились дальше.

Кузнечики-самцы для привлечения самок издают сигнальные звуки, как бы водя своим смычком по «скрипке». Короткоусый кузнечик водит по крыльям задними лапками, а длинноусый потирает одно крыло о другое.

Стрекотание зеленого кузнечика можно услышать в дневное, вечернее и даже ночное время (до двух-трех часов ночи). А утром он отлеживается, принимая «солнечную ванну». Ожидая самку, кузнечик подставляет бока солнечным лучам, переворачиваясь время от времени с одной стороны на другую.

Зрительные сигналы. У некоторых видов насекомых средством распознавания особей своего вида и привлечения особей противоположного пола является свечение. В темную ночь холодновато-зеленоватый свет, испускаемый светящимися насекомыми, виден за сотни шагов. Причем зачастую все особи, слетевшиеся вместе, вспыхивают светом и гаснут одновременно. Для наблюдателей устраиваемая этими насекомыми иллюминация представляет собой сказочное зрелище. А для ученых это очередная загадка. Кто же обеспечивает синхронность действий множества насекомых и дирижирует прекрасным световым оркестром?

Брачные сигналы светляков служат как бы маячками друг для друга. Самцы производят специфичные вспышки света, а самки определенной вспышкой реагируют на эти сигналы. Отвечая на сигналы подруг, самцы движутся к ним. Приблизившись к самке на несколько метров, самец вновь посылает сигнал. Получив на него ответ, он уточняет направление движения к подруге.

В тропических странах обитает много светящихся жуков, а в Европе их всего шесть видов, в том числе жуки-светляки и жуки-щелкуны. Бразильские жуки светят так ярко, что один светлячок позволяет читать газету, а несколько «фонариков» способны осветить целую комнату. Сила излучаемого света бывает настолько велика, что на темном горизонте его можно спутать со светом звезды. Испускают слабый свет даже отложенные яички светляков, однако он скоро гаснет.

Такая люминесценция не только радует глаз, но еще и еще раз восхищает и заставляет задуматься над совершенством и целесообразностью организма каждого живого существа.

Ведь свечение вызывается сложнейшими окислительными процессами, которые происходят в предназначенных для этого органах насекомого. А свет испускают специальные фотогенные клетки или выделяемое ими вещество. Под ними находятся особые отражатели света. Это клетки, заполненные кристаллами определенных химических соединений. В организме предусмотрены и особые воздухоносные трубочки, по которым к фотогенным клеткам поступает кислород, необходимый для процесса свечения.

Все эти уникальные устройства способны обеспечить необычайно высокую эффективность живого свечения. В свет превращается 98 % всей затраченной энергии. А для электрической лампочки, созданной человеком, этот показатель составляет всего лишь 4 %.

Образование брачных пар. Взаимодействия самцов и самок одного и того же вида могут быть очень сложны и красивы. Часто они сопровождаются чрезвычайно разнообразным ритуальным поведением, преимущественно инстинктивным. Это ухаживание, брачные игры, танцы, пение и даже бои за самку.

В ритуал ухаживания, например, разных видов плодовых мушек входит дрожание ножек, вибрация крыльев, сигнализация крыльями, кружение и даже облизывание.

У некоторых насекомых ухаживание не обходится без подарков. Так, тропический клоп приносит самке в подарок семечко фикуса. А ухаживание самцов мух ктырей сопровождается вручением пойманных мушек. Мухи плясуньи (толкунчики) известны тем, что изготавливают специальные шелковые «баллоны», равные им по размеру. Затем они образуют рой, из которого самка выбирает себе партнера. Он и преподносит ей этот подарок, зачастую с мушкой внутри.

А вот самец биттаки из отряда скорпионниц кормит самку пойманной мушкой или другой мелкой добычей не во время ухаживания, а во время спаривания.

Брачный танец. Этот процесс обычно представляет собой последовательность сигналов при взаимодействии партнеров друг с другом.

Красив и даже по-своему романтичен брачный ритуал поденок. Эти легкие и нежные насекомые с прозрачными крыльями живут только один день или даже несколько часов. Они все одновременно выходят из личинок, развивающихся в воде 2-3 года, чтобы станцевать в небе свой брачный танец и умереть. Их характерный полет можно наблюдать тихим погожим вечером. Вначале, быстро взмахивая крыльями, поденки взмывают вверх. Затем они замирают и благодаря большой поверхности крыльев медленно, как на парашюте, спускаются вниз. Такой танец из взлетов и плавных падений поденки совершают в период размножения, когда самец встречается с самкой.

Организм поденок создан с учетом того, что эти насекомые, живущие такой короткий период, не нуждаются в питании. Рот у них мягкий, а вместо кишечника – воздушный пузырь. Он уменьшает массу насекомого и способствует такому легкому его парению во время брачного танца.

Брачный танец бабочек данаид включает приближение самца к самке, их «знакомство» и тоже не менее прекрасный, чем у поденок, полет. Во взаимоотношениях между ними отражается управляемая наследственной программой сложная цепь стимулов и реакций.

Бои за самку. Самцы насекомых способны не только красиво ухаживать, но и биться с самцами своего вида за благосклонное внимание подруги. Этим славится, например, один из самых крупных рогачей нашей фауны – жук-олень. Он обладает мощными верхними челюстями в виде так называемых рогов, которые и применяет как турнирное оружие.

Во время боя жуки встают на дыбы, высоко поднимаясь на передних и средних ногах. Широко раскрывая челюсти, они бросаются друг на друга и дерутся нередко до увечий кого-либо из бойцов.

Родительское поведение. Насекомое каждого вида к появлению потомства относится по-своему – согласно врожденной программе поведения. Да и организму появляющихся на свет малышей дана разная степень готовности к самостоятельной жизни – тоже в зависимости от их видовой принадлежности. При всей кажущейся простоте или сложности репродуктивного поведения насекомых -это всегда весьма целесообразный комплекс инстинктивных действий. Он связан с сохранением видовой жизни животного.

Например, большинство насекомых наделено высокой плодовитостью, поэтому они не проявляют особой заботы о потомстве. Самки одних видов беспорядочно рассеивают яйца (как, например, поденки, некоторые жуки), других – откладывают их вблизи источника пищи или непосредственно на пищу. В связи с этим лишь часть предоставленной самой себе молоди сохраняет жизнь.

Во всем этом есть определенный смысл. Ибо огромное количество молоди включается в пищевые цепи для участия в поддержании экологического равновесия, что, несомненно, целесообразно. Подсчитано, сколько потомства дала бы за год всего лишь одна пара плодовых мушек при условии выживания всех родившихся особей. За это время размножившиеся особи двадцати пяти поколений образовали бы шар размером от Земли до Солнца.

И все же часть насекомых способна проявлять родительское поведение различного вида сложности. В него входит процесс создания жилищ для потомства, обеспечение молоди кормом и ее вскармливание, ухаживание за ней и защита. Родительские заботы осуществляются самкой, брачной парой или же группой родственных животных, как у общественных насекомых.

Например, самки жуков-навозников, одиночных пчел, ос и других насекомых откладывают яйца в специальное укрытие или вырытое гнездо, снабжая их запасом пищи. Так, осы обеспечивают потомство и норкой, и кормом в виде парализованных или убитых насекомых. В дальнейшем уходе личинки не нуждаются, превращаясь в ос без родительской помощи.

Осы-бембексы не только постоянно носят мух для своих личинок, но и по ночам в дождливую погоду находятся при своем потомстве в гнезде. Самки уховерток, некоторых сверчков, клопов-щитников тоже остаются на некоторое время с яйцами или молодыми личинками, охраняя их.

А у общественных насекомых – термитов, муравьи, пчел – потомство живет в гнезде с матерью и выращивает следующие поколения особей. Для этого, например, муравьи строят сложное жилище с многофункциональными детскими комнатами, кормят своих детенышей изо рта и окружают их попечением в течение многих недель, пока потомство не станет самостоятельным.

Рассмотрим родительское поведение на некоторых примерах.

Кладка яиц к объектам питания. Божья коровка, используя сложную систему поиска, находит колонию тлей и оставляет там свою кладку, поскольку этими насекомыми питается не только она сама, но и ее личинки.

Золотоглазка также откладывает яички среди колонии тлей, но делает это особо хитрым способом. У нее генетически предусмотрен четко воспроизводимый из поколения в поколение процесс прикрепления яиц к ниточке-ножке, чтобы тля их не затоптала. Вначале золотоглазка выпускает из брюшка капельку специально подготовленного организмом клея и ловко прижимает его к листу. Затем она поднимает брюшко на заданную высоту, в полтора сантиметра, и вытянутая в ниточку капелька застывает. А на ее вершину приклеивается яичко. После окончания работы целая бахрома из яичек на ниточках качается на листе среди колонии тлей.

Такое родительское поведение насекомых представляет собой комплекс разнообразных целенаправленных действий. Все они тщательно подогнаны друг к другу и служат решению одной важной цели – нормальному развитию потомства, полноценному пополнению популяции и сохранению вида.

Защита кладки яиц. Сложнейшим родительским поведением наделена и южноамериканская бабочка – полисадовая моль. Она сама не защищает кладки своих яиц, но строит с этой целью специальную ограду. Забор состоит примерно из трех тысяч «колышков» с заостренными концами, чтобы ни одно насекомое не преодолело ограду и не полакомилось яйцами. «Строительным материалом» ей служат ворсинки из собственного хвоста, которые бабочка вытаскивает и сажает на специально выделяемый клей.

Еще более удивительное инстинктивное поведение проявляют гусеницы – детки этой моли. Появившись на свет, они сразу же начинают двигаться к ограде. Чтобы ее преодолеть, гусеницы плетут шелковые нити и укладывают их на острия ограды. Шаг за шагом, по мере изготовления шелковой дорожки, они все переползают через забор. При этом малыши могут инстинктивно оценивать сложившуюся ситуацию. Если гусеница, оказавшись на самом верху ограды, устанавливает, что в этом месте отсутствует острие, так как оно уже закрыто мягкой подушкой, она спокойно движется по ней, не плетя собственной нити.

Исследования показали, что программа управления физиологическими возможностями и поведением этих гусениц позволяет им плести шелковую дорожку только один раз. Если их посадить внутрь огороженного участка, после того как они оттуда выбрались, то вновь сплести спасительную нить гусеницы не смогут. Ведь организм уже исчерпал заданные ему возможности для эвакуации.

Заботливые отцы. Интересен способ охраны потомства у гигантских водяных клопов некоторых видов. Самки откладывают яйца на спину самца, приклеивая их специально вырабатываемым для этого веществом. Затем они покидают воду и улетают, а самцы остаются, пока из яиц не вылупятся малыши.

«Вынашивать яйца» помогает своей самке и клоп краевик-листо-вик, вся поверхность тела которого покрыта длинными шипами. Отложенные самкой на поверхность его спины яйца застревают между этими шипами. Клоп-отец носит их на себе, пока не появятся личинки.

Интересен способ заботы о своем потомстве, которым наделены самцы бабочки-моли некоторых видов. Соответственно генетической программе их организм готовится к этому заранее. Еще в стадии гусеницы эти самцы предпочитают использовать для питания стручки бобов, содержащих сильный яд. На гусеницу он воздействия не оказывает, а проявляется лишь в виде сильного запаха уже у взрослой моли. И тогда самки предпочитают самцов с наиболее сильным запахом. Это связано с тем, что самец покрывает отложенные яйца небольшим количеством безвредного для них яда, из-за которого хищники теряют к ним интерес. Причины своего пристрастия к пахучему самцу сама бабочки не знает, но врожденный репродуктивный механизм вынуждает ее «мудро» выбирать партнера по определенному запаху яда.

У некоторых других видов бабочек самцы для этих целей накапливают яд иначе, заимствуя его у растений, которые так спасаются от насекомых-фитофагов. Эти бабочки не приносят вреда растениям, и яд для фитофагов им не опасен. Но, скопившись в нужном количестве в организме самца, он послужит во благо его потомству. Самки благодаря целесообразному репродуктивному инстинкту и тут предпочтут наиболее «ароматных», а значит, более ядовитых и полезных для потомства самцов и проигнорируют плохо подготовленных.

Совместная забота родителей о потомстве. Генетической программой совместного родительского поведения объединены усилия самок и самцов, например, пластинчатоусых жуков-навозников. Они вместе скатывают специальную грушу из навоза, обеспечивая жильем и кормом свое будущее потомство. А самец и самка лунного копра после этого живут в пещерке, где содержатся груши с развивающимися малышами. Они верно охраняют свое потомство до вылупле-ния молодых жучков.

Довольно своеобразно и сложно совместное родительское поведение кравчиков, тоже относящихся к семейству пластинчатоусых жуков. Весной самец и самка роют в земле глубокие норки, и в ячейки по их сторонам самка откладывает по одному яичку. Далее ячейки плотно забиваются зелеными частями растений, которые жуки заготавливают с помощью своих челюстей. После этого норки закапываются, и в спрессованной зеленой массе происходит процесс брожения. Образуемый силос служит прекрасной пищей для быстро растущих личинок.

Общение личинок и родителей. Инстинктивное совместное родительское поведение демонстрируют и сахарные жуки, близкие по строению к рогачам. Самцы и самки выкармливают беспомощных личинок пережеванной ими древесиной. Она смачивается слюной и проходит ферментацию при участии особых грибов. Родители ухаживают за личинками, охраняют куколок и появившихся на свет юных жучков, пока те окончательно не окрепнут.

Самое удивительное, что личинки и родители все время переговариваются, издавая определенные чирикающие звуки. Чтобы друг друга «понимать», частота звуковых колебаний, издаваемых личинками и жуками одного вида, почти одинакова, несмотря на резкие различия в строении звукового аппарата.

Разведение грибниц для питания личинок. Некоторые жуки, например короеды-древесинники, успешно развиваются в толще древесины. А чем же питаются их личинки?

Оказывается, многие насекомые-родители, чтобы обеспечить свое потомство пищей, используют симбиотические грибы определенных видов. Самки, а иногда и самцы, выгрызая в древесине галерею для личинок, дают начало грибнице. «Грибные сады» покрывают стенки ходов и служат питанием для молоди. Удивительно, что тело родителей для перенесения спор грибов на новое место оснащено специальными карманами-выемками.

Когда подросшие жуки покидают прежний материнский ход, эти карманы набиты спорами грибов, полезных уже для их потомства. Это один из примеров симбиотических отношений между насекомыми и грибами с тесно переплетенными жизненными циклами. Жуки расселяют эти грибы в своих ходах и временных жилищах, создавая наиболее благоприятные условия для их развития. А взамен часть грибов идет в пищу личинкам.

Подобные взаимовыгодные союзы для нормальной жизнедеятельности организмов встречаются в мире живого довольно часто. Целенаправленные действия и заранее подготовленные возможности организма представителей этих симбиотических видов осуществляются благодаря взаимоувязанное™ их генетических программ.

Все это лишь отдельные примеры из множества феноменов репродуктивного поведения, которыми изобилует мир насекомых.

 

Социальное поведение

Насекомые в основном индивидуалисты, но для определенных их видов свойственно врожденное социальное (внутривидовое и межвидовое) поведение. Оно характеризуется такими проявлениями, как территориальность, иерархичность сообщества, массовые миграции и др.

Защита территории. Охраняемый участок местности называют территорией особи или группы особей, а освоенный животными более обширный участок – участком обитания.

В основе такой территориальности лежит конкуренция за обладание пространством со всеми его ресурсами – убежищами, пищей, а также особями противоположного пола. Она характерна для многих насекомых, в том числе сверчков, стрекоз, бабочек, общественных насекомых.

Территорию чаще всего устанавливают самцы либо группы особей (например, рабочие муравьи, трутни у пчел). Интересно, что для некоторых бабочек, например бабочки-хвостатки, характерно не только патрулирование территории, но и ее активная защита. Со своих участков самцы отгоняют других бабочек своего вида, а также представителей чужого вида – ос и даже миниатюрных птичек колибри.

Сложным территориальным поведением отличаются и стрекозы-дозорщики. Самцы делят охотничью территорию на определенные участки. И покинуть ее они могут лишь в поисках самки или пищи. Нарушитель границы тотчас выдворяется, причем у этих стрекоз сильную защитную реакцию вызывают самцы только своего вида. Представители других видов воспринимаются менее воинственно.

Стрекозы-дедки также ревностно охраняют свою территорию. Они постоянно облетают несколько точек-ориентиров, чтобы подтвердить границы своего участка и заодно обследовать охотничьи угодья. В случае нарушения границы самец использует устрашающие действия. Он демонстрирует сопернику «фигуры высшего пилотажа», сопровождая это щелканьем челюстей и угрожающим шорохом крыльев.

Улетая иногда за километры от водоема на луга и лесные поляны за добычей, стрекозы благодаря своей прекрасной памяти и способности к ориентации изо дня в день возвращаются только на свой маленький родной участок.

Даже личинки, например равнокрылой стрекозы, проявляют территориальное поведение. В эксперименте они расселялись в различных частях аквариума, держась своих участков при перемещениях и охраняя их.

Угрозы и драки. Многие территориальные животные во время пограничных споров не только демонстрируют друг другу угрожающие позы, но и отчаянно дерутся. Среди насекомых особенно отличаются богомолы. Обычно они затевают между собой драки, отстаивая свое право на определенные охотничьи угодья. Но прежде богомолы стараются устрашить соперника: расставляют крылья и шуршат ими, ставят на изготовку ловчие ноги, шипят и щелкают ими. Если один из соперников испугается грозного вида и звуков другого, он спешно покидает опасное место. А если нет, то начинается настоящий бой. А поскольку богомолы весьма драчливые существа, они способны драться и с другими животными – например, ящерицами и даже воробьями.

У полевых сверчков, которые ведут скрытый образ жизни, идет непрерывная борьба за обладание убежищем. Сверчки роют свои норки на сухих, освещенных солнцем местах, чтобы производить потомство и прятаться внутри в случае опасности или ненастья. Но между ними часто происходят стычки за право обладания готовой норкой. При вторжении соперника хозяин издает устрашающие сигналы. Если это не помогает, происходит поединок. Насекомые бросаются друг на друга, «бодаясь» своими «толстолобыми» головами. И случается так, что более сильный соперник выгоняет из жилища более робкого хозяина.

Иерархические взаимоотношения. Иерархия – это инстинктивная система поведенческих связей, присущая многим живым существам, в том числе насекомым. Она состоит в доминировании (господстве) одних особей над другими, подчиненными, которые в свою очередь могут доминировать над третьими, и т. д.

Своеобразная иерархия существует, например, у тех же полевых сверчков. Когда встречаются два самца одного вида, они сразу же затевают драку, и тот сверчок, который по «понятиям» насекомых ниже рангом, долго не сопротивляется и поспешно оставляет поле боя. Но если встречаются два относительно равных соперника, то их противоборство затягивается надолго.

В сложноорганизованных группировках, например у общественных насекомых, более важное значение имеет не иерархия как таковая, а внутригрупповая четко управляемая структура, функциональные роли особей. Так, чрезвычайной организованностью отличается сообщество муравьев. Ученых до сих пор поражает то, что по результатам их исследований, значительную роль в социальной жизни семьи играют именно отдельные особи. Причем между индивидуальными способностями у муравьев даже одного вида существуют значительные различия. Например, работу лучше выполняют более опытные муравьи.

Биокоммуникация и ее «язык». Трудно представить себе общественное поведение без информационного обмена или же индивидуальной системы передачи информации между членами сообщества.

Такой обмен информацией между насекомыми одного или разных видов с помощью сигналов называют биокоммуникацией. Биокоммуникационный обмен облегчает поиск пищи и защиту от врагов, встречу разнополых особей при размножении, взаимоотношения родителей и их потомства, регуляцию взаимоотношений между особями и брачными парами.

Посланные химические, оптические, акустические (звуковые), электрические и другие сигналы воспринимаются органами зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания, термо– и электрорецепторами. Они обрабатываются анализаторами и затем формируется ответная, иногда очень сложная реакция организма.

Химическое общение. Одним из множества способов коммуникации является общение живых существ на химическом уровне. Разнообразное химическое общение позволяет им узнавать своих соплеменников, сообщать закодированную в химических веществах информацию, находить партнеров даже на огромном расстоянии друг от друга.

У насекомых в качестве средства общения тоже существуют пахучие вещества. Одни из них привлекающие – аттрактанты, или другие -отталкивающие, отпугивающие, или репелленты, воспринимаемые системой обоняния. К аттрактантам относятся феромоны и гормоны. Например, пахучие выделения клопов-черепашек или божьих коровок помогают встречаться самцам и самкам, а также обеспечивают скопление зимующих особей в определенные группы. Примером репеллента может служить пахучий сигнал от первого комариного поколения: «Подождите расти, корма на всех не хватит». И тогда личинки комаров следующего выплода будут ждать приказа-сигнала для превращения их во взрослых насекомых.

Общение с помощью света. В разделе о репродуктивном поведении говорилось о брачной сигнализации светляков. Световые сигналы, которые они испускают, являются важным средством их коммуникации. Они представляют собой настоящую языковую систему.

Существует более двухсот видов светляков, и у каждого из них -свой «язык». Эти «языки» различаются интенсивностью сигналов и продолжительностью интервалов между ними. Благодаря этому светлячки каждого вида способны читать сообщения других светлячков. Такая сигнализация может нести в себе несколько смысловых сообщений. Это и информация о том, принадлежит ли отправитель сигнала к тому же виду, самец ли он или самка, а если самка, то свободна ли она или занята.

По характеристике вспышек, генерируемых этими насекомыми, можно отличить даже близкие их виды. Наблюдения показали, что светляки ряда видов понимают «язык» особей других видов и умеют на нем общаться. Так, некоторые вероломные самки светлячков способны имитировать световые сигналы представителей других видов. Они привлекают чужих самцов и съедают их.

Звуковые сигналы. У некоторых видов насекомых крылья, помимо своего основного назначения, исполняют и другие функции -в том числе обеспечивают звуковую сигнализацию. Каждое насекомое имеет свой код жужжания.

Например, самцов комаров привлекают звуки с частотой 500-550 колебаний в секунду – именно в таком темпе трепещут крылышки комариных самок. Но иногда на этой же частоте жужжат высоковольтные трансформаторы. На такое подобие брачных сигналов устремляются самцы, находя свою гибель. А когда комар, спасаясь от врагов, увеличивает скорость, то его жужжание становится на тон выше. Этот высокий звенящий звук является сигналом для мгновенного реагирования и «бегства» других комаров.

Именно эти наблюдения позволили разработать прибор, имитирующий сигнал тревоги, который предназначен для отпугивания насекомых.

«Язык» насекомых. «Язык» насекомых, как и большинства других животных, – это совокупность конкретных сигналов, которые действуют в определенных обстоятельствах. Сигналы в основном ви-доспецифичны: в общих чертах они одинаковы у всех особей данного вида, их особенности определены генетически, а сигнальный набор не подлежит расширению.

Чаще всего сигналы непроизвольно отражают состояние животного в данный момент, то есть они не имеют непосредственного адресата. И даже подавая сигнал тревоги, подавляющее большинство особей не может понять, чего именно оно испугалось и для кого предназначался сигнал.

Только общественные насекомые способны сообщать друг другу что-то конкретное.

Так, муравьи с помощью «языка прикосновений усиками» и пчелы «языком танца» достаточно точно передают информацию о месте нахождения, расстоянии и пути до пищевых объектов. И воспринявшие ее соплеменники сразу же отправляются за добычей.

А в какой степени можно сравнивать сигнальную деятельность, например, пчел и муравьев с языковым поведением?

По мнению ученых, существуют несколько ключевых свойств языка. Языку танцев у пчел приписывается максимальное число свойств. В то же время в отношении муравьев долгое время считали, что их информационная система полностью инстинктивна и генетически обусловленное сигнальное поведение постоянно для всех особей данного вида. Но исследования показали, что у муравьев, как и у других общественных насекомых, имеются два типа коммуникативных систем – инстинктивные и лабильные. Инстинктивные системы обеспечивают выполнение согласно наследственной программе таких важных для жизни семьи функций, как защита гнезда, обмен пищей, организация групповой фуражировки. А лабильные коммуникативные системы основаны на врожденной способности насекомых к обучению и установлению логических связей.

Именно благодаря обеим системам общественные насекомые обладают удивительно сложной индивидуальной коммуникацией с использованием «языка».

Сложность социального поведения общественных насекомых. Общественные насекомые способны создавать наиболее сложную форму организации – индивидуализированные сообщества.

В таком сообществе, во-первых, существует четкое разделение репродуктивных функций. При этом одни особи являются плодовитыми и участвуют в размножении, другие, которых большинство, – рабочими, которые бесплодны и выкармливают потомство плодовитых особей.

Во-вторых, между членами сообщества наблюдается кооперация -совместное добывание пищи, выкармливание потомства, строительство, защита гнезда, что сопровождается внутривидовой коммуникацией.

В-третьих, особи не менее двух последовательных поколений (материнского и дочернего) живут вместе. Так организованы сообщества термитов, а также перепончатокрылых – муравьев, ос, пчел. Подобная социальность обнаружена еще у ряда японских тлей, у одного вида австралийских жуков и у представителей позвоночных – голых землекопов (родственников морских свинок и дикобразов). Они тоже делят между собой все групповые заботы и обязанности.

Члены одного сообщества узнают своих собратьев, и ключевую роль в основном здесь играет специфический запах особей. Однако муравьи многих видов наделены способностью не просто опознавать членов своей семьи по признаку «свой – чужой», а непосредственно знать друг друга, составлять небольшие группы и совместно действовать на своем кормовом участке.

 

Особенности поведения медоносных пчел

На сегодня уже накоплены обширные сведения о поведении общественных насекомых, основанные на наблюдениях в естественных и в лабораторных условиях. Особое внимание привлекают к себе пчелы. В настоящее время их поведение изучают с использованием ульев с прозрачными стенками. Для наблюдения за контактами особей на них ставятся индивидуальные и групповые метки в виде разноцветных точек, наносимых на разные части тела, которые позволяют знать насекомых «в лицо».

Деятельность всех пчел в улье целиком направлена на то, чтобы обеспечить благосостояние семьи. Искусственно изолированная от семьи пчела оказывается нежизнеспособной и вскоре погибает.

Внешняя и внутренняя деятельность. Сообщество медоносных пчел строится на строгом разделений труда. Одни из особей добывают и приносят в улей пищу, другие – забирают ее и складывают в соты, третьи – чистят ячейки, четвертые – крыльями как вентилятором проветривают улей, пятые – несут караульную службу, дежуря у входа и не пропуская врагов.

В семье пчел существуют разведчики для поиска пропитания, няни для ухода за малышами, пчелы-уборщики, могильщики, которые уносят из улья мертвых собратьев. Пчелы-солдаты организованы в специальные подразделения, которые несут службу по защите улья от похитителей меда. Они смело набрасываются на врага – будь то медведь или человек.

Деятельность пчел четко распределяется на внешнюю и внутреннюю. Причем старшие особи занимаются внешними делами семьи, а младшие обычно выполняют внутренние работы. Возраст пчел можно различить по окраске – молодые пчелы покрыты тонким беловатым пушком.

Такое распределение обязанностей связано с тем, что молодежь физически слабее и менее опытна, а домашняя работа не требует особого напряжения и навыков. Более опасной, сложной и тяжелой внешней работой загружены те пчелы, которые сильнее и опытнее. Однако некоторая их часть остается в улье для руководства и обучения молодых, и трудно понять, каким образом осуществляется такое распределение обязанностей среди старших пчел.

Процессы перестройки организма и поведения. Каждая рабочая пчела своевременно обеспечивается всем необходимым для выполнения перечисленных выше функций. В ее организме точно в определенное время и в заданной последовательности включаются процессы перестройки. Эти процессы у каждой особи дополняются поведенческими механизмами, определенными для каждого этапа. Именно благодаря череде таких перестроек организма вышедшие из яичек молодые пчелы проходят путь от чистки сот до самой сложной работы – сбора нектара и пыльцы.

В самом начале трудовой жизни рабочая пчела, подчиняясь «указаниям» наследственной программы, приступает к чистке старых ячеек. Она вылизывает и выглаживает их до блеска, «со знанием дела», хотя ее этому никто не обучал.

После развития у пчелы желез, выделяющих «молочко», включаются инстинктивные действия по уходу за маткой и потомством. Пчела начинает кормить молочком царицу, молодых личинок и личинок маток.

Потом пчела переходит на работу по кормлению пергой взрослых личинок. Далее она направляется на приемку корма. Здесь происходит разделение работников – одни участвуют в приеме пищи у прилетающих пчел-сборщиц, а другие переносят ее в ячейки для хранения. И все это делается без всякой сутолоки – каждый член семьи четко знает свои обязанности.

Через неделю врожденные поведенческие механизмы заставят приемщицу «сменить профессию» и заняться уборкой мусора.

А когда перемены в организме рабочей пчелы приводят в действие восковые железы, а это происходит с 12-го по 18-й день, она начинает вместе с другими особями заделывать ячейки и строить соты.

После того как у рабочих пчел сформируются ядовитые железы, они становятся сторожами у летка.

К трехнедельному возрасту организм рабочей пчелы полностью готов для роли сборщицы пищи. К этому времени пчела достаточно «мужает» и начинает хорошо летать. Перед этим молодые пчелы старательно тренируются, они изредка вылетают из улья, держась в воздухе на небольшой высоте и обязательно повернув голову к улью.

Согласно наследственной программе общая закономерность и очередность выполнения перечисленных работ постоянна, однако «биографии» отдельных пчел могут отличаться друг от друга.

Итак, индивидуальные действия каждой особи определяет наследственная программа, которая включает те или иные механизмы перестройки организма, физиологические процессы и конкретные поведенческие приемы. Благодаря этому пчелы постепенно узнают, как ухаживать за самкой и расплодом, какая для этого нужна пища, какие следует вести работы по ремонту сот и улья, как находить пищевой источник и многое-многое другое.

Но для исследователей существует еще немало вопросов, которые столетиями остаются без ответа. Каким образом пчелы распределяют между собой задания? Почему их совместные действия столь согласованы? Кто управляет всеми масштабными действиями целой семьи?

Строительные способности семьи. Среди многих инстинктивных проявлений, свойственных пчелам как общественным насекомым, наибольшее восхищение вызывает создание ими идеальных по форме сот. Пчелы скоординировано, быстро и умело строят в улье вертикальные ряды ячеек из воска, выделяемого брюшными железами.

Структура пчелиных сот издавна не дает покоя ученым. Еще древние утверждали, что в основе сот могут лежать только такие геометрические фигуры, как треугольник, квадрат и шестиугольник, которые создают наиболее рациональную упаковку. Любая другая фигура неэкономична, так как оставляет свободное пространство между ячейками. И именно шестигранник обеспечивает построение сот, которые позволяют хранить наибольшее количество меда.

Современные методы вычисления позволили по достоинству оценить и форму соединения ячеек. Их угловая часть являет собой пирамиду, состоящую из трех ромбов. Это не только исключает потери пространства за счет плотного прилегания ячеек друг к другу, но и требует минимума строительного материала. Десятисторонние призмы сот – истинное чудо «инженерного искусства», которым наделено пчелиное сообщество!

Объяснить такие «познания» пчел ученым пока не удалось. Ведь эти насекомые не знают геометрии и, конечно, не могут сравнивать между собой разные формы сосудов, чтобы выбрать наиболее оптимальную. Возможно лишь одно объяснение – для создания сосуда такой совершенной формы рабочие пчелы были изначально обеспечены уникальной врожденной программой и чрезвычайно сложным координируемым инстинктивным поведением.

Совместная уборка. Пчелы невероятно опрятны и благодаря целенаправленному инстинктивному поведению строго следят за порядком общего жилища, а также чинят поломки в нем.

Каждое утро рабочие пчелы проводят уборку в улье, вынося из него экскременты и трупы умерших насекомых. Если это «неподъемный» труп улитки или другого живого существа, проникшего в улей, пчелы принимают все меры, чтобы избежать гниения, в частности, покрывают умерших животных воском.

Иногда личинки пчел погибают от болезней. Врожденные знания позволяют рабочим пчелам своевременно узнавать, где находится больная личинка, и для поддержания гигиенических условий в улье вскрыть ячейку и удалить ее погибающую обитательницу.

Ученые установили, что вскрытие ячеек и удаление личинок контролируются различными генами и существуют «переключатели», которые последовательно запускают врожденные целесообразные действия насекомых.

Общественное проветривание и «отопление». За счет энергии, выделяемой пчелами, в улье всегда тепло. В помещении с расплодом температура поддерживается на уровне 35° С. Если температура гнезда превышает допустимую норму, особенно в жаркие летние дни, пчелы проветривают свое жилище, вентилируя его оригинальным способом.

Расположившись рядами по всему улью на разной высоте, одни пчелы быстрыми взмахами крыльев образуют направленное движение застоявшегося воздуха наружу. В то же время другие пчелы машут крыльями у входа в улей, загоняя внутрь наружный свежий воздух. Образовавшийся сильный воздушный поток понижает внутреннюю температуру и освежает атмосферу в улье. Такие проветривания делаются регулярно, и они довольно продолжительны.

Если одна партия пчел утомляется, ей на смену приходит другая, и они в строгом порядке приступают к работе. Каким-то пока неизвестным способом координируются действия рабочих пчел по целенаправленному выполнению такой работы. Ведь благодаря слаженным движениям крыльев этих миниатюрных насекомых перемещение воздуха столь значительно, что рука возле улья ощущает легкий ветерок.

А когда в гнезде слишком сухо, определенные рабочие пчелы приносят в зобиках воду и смачивают соты, чтобы повысить влажность.

Издавна известна способность пчел создавать в улье систему индивидуального и общественного обогрева. Она особенно важна для сохранения жизни матки и потомства и настолько эффективна, что даже в сильные морозы в центре пчелиного улья температура не опускается ниже 14° С.

Для поддержания тепла пчелы применяют целый комплекс целенаправленных инстинктивных действий:

• при осеннем похолодании они сбиваются в шар вокруг одной из рамок с сотами. Пчелы на поверхности клубка, помогают сохранять в нем тепло, создавая своими мохнатыми тельцами защитный слой от проникновения холода;

• с помощью своих анализаторов насекомые определяют температуру в таком клубке и четко ее регулируют, теснее прижимаясь друг к другу в мороз и располагаясь свободнее при потеплении, что делает шар более рыхлым;

• пчелы постоянно двигают крыльями, ногами и брюшком, вырабатывая мышечными движениями тепло;

• в клубке происходит постоянная ротация, когда одни особи, нагреваясь в центре его, уступают место другим, находящимся снаружи.

 

Пищевое поведение пчел

Пищевое поведение чаще всего представляет собой сложное переплетение различных стереотипных действий и приобретенных навыков – когда трудно достичь определенного результата на основе исключительно инстинктивного поведения.

Труд разведчиц. Важную роль в пищевом обеспечении семьи, выпадает на долю пчел-разведчиц – им приходится постоянно разрешать трудные задачи.

Во-первых, в их обязанности входят поиски подходящего источника пищи, для чего из множества объектов им требуется распознать именно медоносное растение, которое способно дать сладкий нектар и пыльцу. Разведчицы обладают хорошо развитым цветовым зрением. Они видят в ультрафиолетовых лучах особые метки – указатели нектара, которых люди из-за другого типа зрения не замечают. Исследования показали, что медоносная пчела охотно садится только на те цветные модели с пищевым подкреплением, которые имеют очертания и нужную окраску цветка, и для нее особенно важны наследственно известные ей малейшие детали в его рисунке.

Во-вторых, благодаря врожденной программе, приобретенному опыту и прекрасной памяти разведчицы должны сориентироваться и запомнить местонахождение медоносов по отношению к улью. Пчелы с молодости учатся запоминать навигационные ориентиры и пользуются приобретенными навыками всю свою жизнь.

В-третьих, медоносные цветки каждого вида расцветают в свою пору и раскрываются в определенное время суток. Поэтому, чтобы собрать нектар (и попутно опылить максимальное количество цветков), пчелы должны знать не только то, какие растения его дадут, но и то, в какое время и в каком месте можно его добыть.

В-четвертых, существует еще одна сложность, с которой сталкивается разведчица – это постоянно меняющиеся условия внешней среды. При вылете пчелы из улья может быть солнечно или облачно, а медоносные цветки после прошлого посещения могут быть все так же зазывающе открыты, а могут и закрыться, увянуть. Запахи тоже могут сохраняться или измениться, смешиваясь с другими и т. п.

В-пятых, разведчица, совершив обратный путь, должна сообщить информацию о результатах своего поиска рабочим пчелам и убедить их лететь за кормом именно к этому источнику. И хотя при исследовании местности пчела-разведчица могла летать по сложной траектории, она должна рассчитать, зашифровать и выразить с помощью «языка танцев» сведения о наиболее коротком и экономичном пути с учетом качества и удаленности пищи от улья.

Средства для пищедобывательного поведения. У медоносной пчелы устройство ног и ротового аппарата особо целесообразно для сбора нектара и пыльцы. Основными элементами этого собирательного устройства, расположенного на задних ногах пчелы, являются корзиночка, гребень и щеточка.

Перелетая с цветка на цветок, пчела собирает пыльцу, которая прилипает к густым волоскам головы и груди. А далее пчела четко координируемыми действиями органов движения образует комки пыльцы. Счищенная с тела в основном с помощью передних ног пыльца скапливается в щеточках средних ног, которые зажимаются и протаскиваются между щеточками задних. Когда в щеточках на обеих задних ногах собирается достаточно пыльцы, пчела гребнем каждой ноги быстро вычесывает их. В результате на наружной поверхности гребней образуется по комочку пыльцы. Затем лапка начинает совершать маятникообразные движения, чтобы переместить комочек внутрь корзиночки, где его будут удерживать специально изогнутый ко входу волос и боковые волоски.

Наследственная программа медоносной пчелы обеспечивает цикличность этих механизмов сбора пыльцы, благодаря чему в корзиночке постепенно образуется большой ее комок. Прилетев домой, пчела ловкими движениями, упираясь средней ногой в верхний конец комка, выталкивает его в специальную ячейку для хранения пыльцы. Также целесообразно устроен для добывания нектара ее ротовой аппарат – длинный хоботок, оканчивающийся заостренным язычком.

 

Обмен информацией и «язык танцев»

Общественная организация пчел, несомненно, предполагает взаимодействие между членами семьи посредством обмена информацией. Одним из примеров коммуникации пчел является их способность передавать друг другу точные сведения о том, в какой точке пространства находится источник пищи и как этой точки удобнее достичь.

У пчел, как и у других насекомых, общение на химическом уровне осуществляется с помощью феромонов, вырабатываемых железами наружной секреции. Этот «язык» позволяет объясняться с собратьями и координировать определенные совместные действия. Так, выделения матки пчел в небольшом улье тормозят поведение рабочих особей, которые воспитывают других маток, а феромон тревоги призывает к нападению пчел на человека или животное, находящихся поблизости от их гнезда. После того как ужалит одна пчела, очень быстро ей на помощь может прилететь целый рой. Ведь прежде чем ужалить, пчела выделяет в воздух феромон, который способен призвать соплеменников даже при его концентрации всего лишь в несколько молекул на кубический сантиметр воздуха.

Химическая регуляция очень интересна и еще мало изучена.

Крылья пчел, помимо своего основного назначения, обеспечивают и звуковую сигнализацию. Различными оттенками их гудения пчела создает разные сигнальные эффекты. Пчеловоды давно используют эти знания на практике. Особым жужжание пчел становится перед роением – вылетом новой семьи из улья. На пасеке это определяют с помощью микрофона и специально разработанной усилительной системы. Автоматически распознанные изменения звуковых колебаний поступают в дом пасечника. Сигнал оповещает, что пришло время принимать меры, чтобы не упустить образовавшийся рой.

«Язык танцев». О танцах пчел известно почти всем. Как считают ученые, они чрезвычайно точны и выразительны. Пчелы владеют ими настолько, что посредством определенных движений объясняют собратьям, где расположен источник пищи, как далеко лететь за нектаром, каким образом добраться до нужного поля, где делать повороты или какие огибать препятствия.

Существование такого своеобразного «языка танцев» было доказано в 20-е годы прошлого века известным немецким физиологом и этологом Карлом фон Фришем, который провел первые эксперименты с пчелами и расшифровал механизм передачи ими информации.

Для ученого было очевидно, что пчелы обладают превосходной разведывательной службой, но было непонятно, каким образом организуется поход группы сородичей за добычей. Для выявления механизмов такого общения Фриш проследил за поведением пчел-разведчиц, попробовавших в кормушке сахарный сироп. Он был поражен, когда разведчица, вернувшись в улей, исполнила на медовых сотах круговой танец. Тем самым она привела в сильное возбуждение находящихся рядом других пчел, которые немедленно полетели к кормушке. Дальнейшие исследования показали, что танец пчел намного сложнее, чем это казалось первоначально.

Открытие Фриша долгое время ставилось под сомнение, предполагалось, что для приглашения к полету разведчица использует запах. Ученые не верили, что пчела способна передавать информацию с помощью сложнейшей системы дистанционного (визуального) наведения. Ведь она включает абстрактные символы, что характерно именно для языка.

Идеальным разрешением спора могли стать результаты эксперимента с танцами пчелы-робота под контролем человека. И действительно, таким образом удалось вступить в диалог с семьей пчел, которые воспринимали танец искусственной пчелы как информацию о расстоянии до кормушек.

Был подтвержден сам факт использования пчелами «языка танцев», расшифровка которого продолжается до сих пор. Позже Карл фон Фриш получил Нобелевскую премию, а мир вынужден был признать, что передавать информацию в символической форме способны не только так называемые «высшие» животные, но и скромное беспозвоночное создание – пчела.

Информация в танце. Исполняя свой танец, разведчицы сообщают с его помощью другим пчелам-сборщицам информацию о месте нахождении корма, направлении полета к богатому пищевому источнику и другие сведения.

Если корм находится близко, то исполняется круговой танец -пчела двигается по кругу. Если же расстояние до корма более 100 метров – танец будет виляющим. Он уже содержит сложную информацию и о расстоянии до корма и о направлении, в котором следует лететь. При этом расстояние закодировано в виде продолжительности прямого пробега в танце, сопровождаемом определенным жужжащим звуком. А направление полета по отношению к солнцу сообщается с помощью угла между линией прямого пробега и направлением силы тяжести.

Таким образом, разведчица наделена способностью, не только запомнить ориентиры и составить «внутреннюю карту» полета к пищевому источнику, но еще и закодировать эту информацию, чтобы выразить ее «языком танца» и передать своим собратьям.

При этом пчела-разведчица выступает опытным шифровальщиком, имея генетически заложенные коды и способы их применения. Другие сборщицы внимательно наблюдают за характером ее движений и переводят для себя «язык танца» в информацию о месте, куда следует лететь. То есть они ее декодируют с помощью такого же врожденного шифровального механизма. А для целенаправленного движения к корму пчелы-наблюдательницы снова пересчитывают значение угла танца по отношению к силе тяжести в угол по отношению к солнцу.

Запах, которым пропиталась «танцовщица», указывает на то, какие цветы предназначены для посещения. Но если источник пищи, например кормушка с сахарным сиропом, не имеет запаха, пчела обязательно пометит его выделениями из пахучей железы, и при танце эта железа выпячивается.

Подобные танцы исполняют и разведчики роящихся пчел. Они используют визуальную информацию для передачи сведений не

только о пище, но и о подходящем месте для нового гнезда. Понимая содержание танца разведчика роящихся пчел, специалист может точно определить место их предполагаемого гнездовья.

В недавнее время были открыты и «отпугивающие» танцы, которые оповещают об угрозе отравления инсектицидами, что наглядно демонстрирует гибкость реального поведения пчел. Это говорит об их способности адекватно отреагировать на деятельность человека, угрожающую жизни особей и всей семьи. Кроме того, это подтверждает существование системы перевода в «язык танцев» опасных ситуаций.

Экспериментальные исследования «языка танцев». В качестве средства связи для сигнальной информации пчелы могут использовать статическое электричество. Вероятно, обитатели улья отличают разведчицу-танцовщицу от всех прилетающих пчел-сборщиц (хотя все они с запахом добычи) по более высоким зарядам ее тела. Сборщицы следуют за нею, наблюдая за танцем-рассказом.

В тоже время, искусственно созданное внешнее электрическое поле является существенным экологическим фактором, негативно влияющим на поведение насекомых, нарушающим их комфорт и препятствующим движению. Так, пчелиные семьи в ульях, расположенных под линиями электропередач (ЛЭП), слабеют и отличаются малой продуктивностью. А если улей поместить в установку с еще большее сильным электрическим полем, наблюдается резкое возбуждение пчел, температура внутри гнезда повышается и вся семья вылетает. Следовательно, природное электрическое поле идет на пользу живым существам, а искусственное – приносит им вред.

«Языком танцев» как системой коммуникации пчелы пользуются в повседневной совместной работе, и это средство общения является достаточно гибким. Ведь в его основе лежат врожденные действия особей и приобретенный в результате обучения опыт.

Например, каждой сборщице, прилетевшей в улей с богатой добычей, инстинктивно известно, как совершать танец, но опытные сборщицы более полно указывают на источник корма. А чтобы считывать информацию, молодым пчелам приходится учиться, «азбуке языка танцев», чтобы связывать его тип и отдельные танцевальные элементы с определенным местом на кормовом участке.

Чем глубже исследования, связанные с уникальным языком пчел, тем более сложным он представляется.

Оказывается, расстояние до корма пчелы способны показывать и уточнять одиннадцатью параметрами танца – его продолжительностью, темпом, количеством виляний брюшком, длительностью сопровождающих танец звуковых сигналов. Исследования, в том числе и современные с помощью кино– и видеосъемки, показывают широкие возможности пчел с высокой точностью указывать цели. Если разведчицы при поиске корма вынуждены были огибать холм, то в танце они указывали прямое направление, а расстояние – с учетом усилий, затраченных на облет холма.

В одной из серий опытов перед ульем помещали тоннель, а емкость с сиропом ставили либо в конце его, либо за поворотом под прямым углом. В первом случае пчелы указывали точное расстояние по прямой. А во втором – направление, указанное разведчиками, соответствовало гипотенузе угла поворота. Если же тоннель был круглым или V-образным, танцы пчел были настолько сложными, что расшифровать их не удалось.

Вместе с тем «язык пчел» отличается и некоторыми ограничениями. Так, пчелы способны передавать информацию о наличии корма только в горизонтальной плоскости. В их языке нет понятия «вверх» – врожденные знания показывают пчелам, что цветы не могут расти на небесах. Это было установлено опытным путем, когда улей расположили внизу у радиобашни, а корм – наверху. Приманку показали пчелам-разведчицам, но те не смогли мобилизовать туда сборщиц. Эти ограничения языка танцев у пчел свидетельствуют о его «закрытости» в отличие от языка человека, который представляет собой открытую, изменяемую систему.

Сравнение коммуникативных систем пчел и некоторых животных. А в какой степени можно сравнивать сложное языковое поведение пчел с коммуникативной деятельностью других животных?

Существует много определений критериев языка. По одному из них человек обладает в полном объеме семью определенными ключевыми свойствами языка, и только некоторые из них присущи естественным языкам животных. Коммуникативные системы у некоторых видов животных сравнивались по четырем группам – насекомые (медоносная пчела), рыбы (колюшка), птицы (серебристая чайка) и обезьяны (гиббон).

Пчелы, как уже говорилось, наделены «языком танцев». Для самцов и самок колюшки характерна сигнализация о начале репродуктивного поведения путем изменения окраски и некоторых частей тела. У серебристой чайки родители начинают кормить своих птенцов, сигнализирующих о готовности принимать пищу клевками в направлении родительского клюва. Сообщество гиббонов обладает системой специфичных криков, которые оповещают об опасности или общих потребностях.

Как считают ученые, в каждом из приведенных способов общения присутствует, хотя бы одно из ключевых свойств языка. А танцам пчел приписывается максимальное для животных число свойств (шесть). Немаловажное значение для такого способа имеет количество информации, которую способны передавать эти насекомые. Так вот пчелы только о направлении полета могут передать около четырех бит информации. А максимальное количество информации, передаваемой «языком танцев», возможно, удастся установить после более тщательных исследований.

Какой же должна быть у пчел врожденная «компьютерная» программа, чтобы учитывать все трудности, с которыми они постоянно сталкиваются, и обеспечивать закономерную последовательность разнообразных действий?

Несомненно, для этого пчелы наделены сложнейшими врожденными знаниями, памятью, возможностью обучаться, великолепными органами чувств, системами ориентации и коммуникации для передачи информации членам семьи и многими другими способностями, и исследования их предстоят бескрайние.

 

Уникальные способности муравьев

Многообразное и очень сложное поведение муравьев тоже заслуживает особого рассмотрения.

Упоминания о муравьях и их удивительной деятельности обнаруживаются в древнейших письменных памятниках. В Книге притчей Соломоновых сказано: Пойди к муравью, ленивец, посмотри на действия его, и будь мудрым. Нет у него ни начальника, ни приставника, ни повелителя; но он заготовляет летом хлеб свой, собирает во время жатвы пишу свою (Прит 6:6-8).

В некоторых местностях Аравии муравья давали новорожденному в руку с надеждой, что добродетели насекомого перейдут к младенцу. А к числу этих добродетелей относят храбрость, чувство товарищества, трогательная забота о потомстве, прилежание. Древним было, например, известно, что муравьи оттаскивают с поля боя и даже погребают своих мертвых сородичей. При всей своей невероятности этот факт не подлежит сомнению.

Древнеримский мыслитель Цицерон говорил, что муравей обладает не только ощущениями, но и рассудком, памятью. Его соотечественник, естествоиспытатель, тоже живший два тысячелетия назад, Плиний писал о муравьях: «Вы найдете у них нечто вроде республики, а также память и предусмотрительность… при встрече они узнают друг друга. Какое тут бывает оживление!.. Мы видим, как стирается камень под их стопами; как уходят в землю тропинки, по которым они регулярно отправляются на работу: великий пример могущества маленьких, но постоянных усилий!».

Биологи, отдавая дань непостижимым даже для современного человека способностям муравьев, готовы подписаться под словами, сказанными более века назад: «…если в древние времена недостаток точных наблюдений оставлял широкое поле для воображения, то все выдумки должны были побледнеть перед открывшейся теперь истиной».

Ученики и учителя. Муравьи относятся к самым прилежным ученикам. Они учатся постоянно и, попав в неожиданную ситуацию, используют эти знания для принятия нужных решений.

Среди насекомых муравьи являются долгожителями – рабочие особи живут до семи лет. Поэтому опыт, приобретенный смолоду и дальнейшее «повышение квалификации» служат муравью до самой старости. А самое главное, муравьям свойственно, чему-то научившись, тут же обучать своих молодых сородичей. И так из поколения в поколение может передаваться любое «открытие» каждого муравья.

Поскольку у этих насекомых очень развит инстинкт подражания, они с удовольствием повторяют все, чему их обучают более опытные соплеменники. Благодаря умудренным знаниями воспитателям обучение молодых муравьев происходит очень активно, а полученные ими знания гораздо полнее самостоятельно приобретенных навыков.

Обучение муравьев-фуражиров. У некоторых видов муравьев, например у мирмиков, фуражиры традиционно идут к источнику пищи следом за мобилизовавшим их разведчиком. Но их и самих можно научить отыскивать кормушку по следовому запаху и сигналам, переданным характерными движениями, звуками и т. п.

При эксперименте разведчик, обнаруживший кормушку с сахарным сиропом, мчась к гнезду, совершал определенные движения, издавал звуки и оставлял пахучий след, прикасаясь к дорожке кончиком брюшка. В обычных условиях фуражиры не реагируют на этот след, он не несет для них никакой сигнальной информации. Ведь следуя за разведчиком, они используют не запах, а зрение.

Однако если составить семью только из молодых муравьев и в течение определенного времени кормить их в темноте, то они быстро обучаются использовать в качестве сигнала след разведчика. И тогда, обнаружив специфический запах, они сами способны отыскать местонахождение кормушки. В природных условиях муравьи используют такой способ нахождения пищевого источника, когда теряют разведчика из виду, например, на участках, заросших мхом.

Муравьи также способны научиться воспринимать в виде сигналов определенные движения разведчика или издаваемые им звуки. Кроме того, молодые муравьи обучаются воспринимать запах семьи. Если куколку поместить в чужое гнездо, то вышедший из нее муравей будет воспринимать рабочих из приемной семьи как своих. Он станет защищать это гнездо от муравьев из своей истинной семьи, так как для него они уже будут иметь «чужой» запах.

Обучение в лабиринтах. Способность муравьев к обучению изучалась и в естественных условиях, и в самых разнообразных лабораторных экспериментах. Для правильного суждения об их обучаемости и о проявлении муравьями элементарной рассудочной деятельности использовались индивидуальная методика и экспериментальное оборудование, соответствующие сенсорным и двигательным возможностям, характерным для данного вида насекомых.

Оказалось, что муравьи проявляют прекрасные способности к ассоциативному обучению в лабиринтах. Так, муравей формика после нескольких уроков безошибочно проходит сквозь сложный лабиринт от гнезда к источнику пищи, не имея возможности ориентироваться по своему пахучему следу. Была доказана способность муравьев находить правильный путь и запоминать его даже в лабиринте с десятью тупиковыми ходами.

И что самое поразительное – муравьи способны использовать полученные в результате обучения навыки в совершенно новой для них ситуации, что ранее казалось возможным только для «высших» животных.

Индивидуальные способности. Изучая поведение муравьев, порой трудно поверить в их способности. Считалось, что они обеспечиваются «коллективным разумом». Однако исследования показали значительную роль в социальной жизни семьи отдельных особей. Муравьи обладают великолепными способностями к запоминанию большого объема информации и обучению, а также проявляют элементарную рассудочную деятельность. Причем даже у особей одного вида эти индивидуальные способности различны.

Установлено, что работу лучше выполняют более опытные муравьи, и к старости они проявляют максимум способностей. А среди молодых муравьев наблюдаются особи более прыткие и более медлительные, ловкие или неуклюжие, сообразительные или «бестолковые», лидеры или подчиненные. И все они учатся у более опытных соплеменников, осваивая «на ходу» сложную «профессию» рабочего муравья.

Создание мысленной «карты». Фуражиры и разведчики часто определяют направление движения по зрительным ориентирам -форме, цвету предметов на местности, а также по взаимному расположению небесных светил, в частности, по положению солнца. То есть муравьи наделены врожденной способностью делать математический расчет направления пути, оценив сложившуюся обстановку, в том числе на небосводе.

Если муравья, несущего добычу в гнездо, накрыть светонепроницаемой коробкой, то после выхода из заточения он не побежит в прежнем направлении. Муравей выберет путь, который будет отклонен от предыдущего точно на угол, на который переместилось за это время солнце.

Эксперименты на позвоночных животных показали, что для ориентации в своей среде обитания им необходимо не только запоминать конкретные ориентиры, но и использовать пространственные представления – создавать мысленную «карту местности».

Такие же способности продемонстрировали и муравьи. Каждый фуражир и разведчик создает на кормовом участке свою «карту», причем прекрасная память и способность выбирать ориентиры для ее создания обладают определенной гибкостью. Различным ориентирам муравьи придают разное значение, то есть у них обнаружена иерархическая организация системы ориентиров.

Наиболее предпочтительным для муравьев является включение в систему ориентиров точечного источника света, за ним следует цепочка вех и только потом – запах собственного следа. Интересно, что муравьи быстрее запоминают геометрические признаки ориентира, если тот служит на «карте местности» указанием пути в гнездо, а не к пище.

«Сообразительность». Степень сообразительности разных видов муравьев устанавливается путем изучения способности их представителей находить дорогу в лабиринте. Обычно для этого используют стеклянный лабиринт.

Исследования показали, что степные муравьи в одиночку одолевают его достаточно быстро. Все фуражиры, заметив сквозь прозрачные стенки приманку, по норкам под стеклянными цилиндрами непременно добирались к добыче. У луговых муравьев дело обстояло намного хуже. За четыре часа из сорока насекомых самостоятельно добирались только две – три особи. Но через определенное время, используя их опыт, корм находили еще восемь-десять муравьев. У муравьев мирмиков вначале был тот же эффект, но уже через полчаса-час они приводили за собой до двухсот фуражиров.

Таким образом, наибольшую «сообразительность» проявляют степные муравьи. Луговые и сами плохо справляются с трудной задачей (за редким исключением) и не способны последовать за лидерами. У муравьев мирмиков способности тоже хуже, чем у степных. Но их лидеры, вероятно, наделены прекрасной системой коммуникации, позволяющей им позвать за собой к найденной добыче целую толпу товарищей.

Способность к подражанию. Муравьи могут обучаться, подражая поведению особей не только своего, но и других видов.

В опытах муравьям двух видов предлагалось искать пищу в одном из секторов экспериментальной установки. Вначале муравьев обучали находить приманку и сравнивали скорость, с которой ее находят представители разных видов. Впервые попав в установку, муравьи обнаруживали приманку случайно. При повторных посещениях поиск пищи различными особями приводил к неодинаковым результатам.

Усвоение навыка оценивалось по расстоянию выбранного муравьями сектора от сектора, содержавшего пищу, то есть по точности попадания к месту нахождения добычи. Различными оказались и тактика поведения и скорость обучения выбранных видов муравьев. Прыткие степные муравьи быстрее находили пищу. И если муравей совершал ошибку и заходил не в тот сектор, то быстро обегал установку вокруг, не заходя в остальные секторы. Луговые же муравьи отыскивали пищу очень медленно, и даже при повторных посещениях упорядочение поисков было не очень удачным.

Но совсем иной была картина, когда эти муравьи были «зрителями» и могли наблюдать за поведением представителей другого вида. При этом в роли «актеров» выступали фуражиры степного прыткого муравья.

Вначале несколько особей лугового муравья внимательно наблюдали за их действиями. Затем «зрители», оттеснив «актеров», сами начинали активно растаскивать пищу и, более того, в борьбе за нее всегда одерживали верх. После этого обучение луговых муравьев шло гораздо быстрее.

Следовательно, муравьи одного вида способны усваивать информацию об оптимальном пути к пище благодаря наблюдениям за поведением муравьев другого вида.

Выполнение логических операций. Долгое время считалось, что способности муравьев в силу их «примитивного» строения ограничены только элементарными условными рефлексами, поэтому при изучении поведения муравьев ставились упрощенные опыты.

Для исследований поведения муравьев была сконструирована простая лабораторная установка с одиннадцатью «ветками», расположенными под углом 15° друг к другу. Приманкой служила капля сахарного сиропа, наносимого на конец «ветки». Через каждые 10 минут приманка последовательно переносилась с «ветки» на «ветку», перемещаясь под все большим углом к исходному направлению.

Первые же наблюдения показали, что муравьи сами способны предложить значительно более интересный вариант опыта (с этим исследователями все чаще приходится сталкиваться). Насекомые стали быстро «угадывать», на какой «ветке» окажется приманка при очередном предъявлении. Причем действие запахового следа на их органы чувств в эксперименте исключалось. Оказалось, что группа муравьев сразу же усвоила алгоритм решения задачи. Такое предвидение хода событий, или экстраполяция, оказалось свойственным общественным насекомым.

Значит, определенные логические операции они способны осуществлять на уровне «высших» позвоночных животных.

Математические способности. Многолетние лабораторные эксперименты показали, что муравьи обладают уникальными математическими способностями в сочетании с совершенной системой коммуникации.

Во-первых, эти миниатюрные насекомые могут оценивать количество некоторых объектов в пределах нескольких десятков! А во-вторых, они способны передавать эту информацию другим особям.

В эксперименте муравью-разведчику одного из видов, помеченному предварительно краской, предложили гребень, на третьем зубце которого был закреплен кусочек сахара. Разведчик нашел его и обследовал, но унести не смог. За время его возвращения в муравейник гребень заменили новым, чтобы на нем не осталось химических следов от первого посещения. Сахар закрепили на пятом зубце, а два зубца выломали.

По следу муравья-разведчика пришел другой муравей – фуражир, который сразу же начал искать сахар на третьем зубце, игнорируя выломанные зубья. Следовательно, муравей-разведчик сообщил этому фуражиру информацию о числе зубцов в гребне, которые предшествуют тому, где находится сахар.

Для передачи этой количественной информации он пользовался какой-то пока неизвестной знаковой системой символов. Из серии подобных опытов выяснилось, что муравьи могут сообщать друг другу координаты объекта и его топологические особенности.

Передача количественной информации. Многолетние эксперименты с рыжими лесными муравьями позволили установить их «систему счисления». Для этого использовалась специальная методика, при которой сравнивалось время передачи количественной информации от муравья-разведчика к муравьям-фуражирам с известным объемом этой информации.

В опытах участвовали 32 рабочие группы фуражиров, которые при поиске пищи использовали информацию разведчиков. Экспериментальная установка имела вид ствола с разным числом «веток» (до 60). На каждой из них находилась кормушка, но только одна из них содержала сироп, а остальные воду.

Разведчика специально подсаживали на ветку с приманкой, а после того как он возвращался в гнездо и контактировал с фуражирами, его изолировали. Поэтому группа муравьев находила приманку самостоятельно, причем использование пахучего следа исключалось. Группы фуражиров в общей сложности 152 раза выходили из гнезда после контакта с разведчиком и направлялись к кормушкам. В 117 случаях эти фуражиры сразу же направлялись к нужной «ветке», не совершая ошибочных заходов к кормушкам без приманки.

При передаче разведчиком информации затраченное на это время всегда было пропорционально номеру ветки с приманкой. Причем в экспериментах специально использовали установки, имеющие разную форму и ориентацию, а также различную длину «веток» и расстояний между ними. Но затрачиваемое разведчиком время при передаче информации всегда совпадало с номером «ветки». Это позволило полагать, что муравьи передают сведения не о приметах ветки, а именно о ее порядковом номере.

Исследования подтвердили способность муравьев совершать простейшие арифметические действия типа сложения и вычитания с небольшими числами. При этом их знаковая «система исчисления» напоминает римскую (!). Для сокращения времени передачи сообщений о номере ветки с кормушкой муравьи могут прибавлять и отнимать небольшие числа (до 5).

 

Языковое поведение

В какой степени сигнальную деятельность пчел, муравьев и других животных можно сравнивать с языковым поведением?

Большинство исследователей до недавнего времени склонялись к тому, что информационная система муравьев инстинктивна и соответственно сигнальное поведение постоянно у всех особей данного вида. В то же время последние исследования показали, что у муравьев, как и у других общественных насекомых, имеются два типа коммуникативных систем.

В первую группу входят те инстинктивные системы, которые обеспечивают выполнение наиболее важных для жизни семьи типовых функций. Это поиск особей противоположного пола, защита гнезда, обмен пищей, организация групповой фуражировки и т. п. Ко второй группе относятся гибкие системы коммуникации, основанные на способности насекомых к обучению, установлению логических связей, «сжатию» и передаче информации конкретным особям или их группам. Наличие таких систем позволяет говорить о языковом поведении насекомых.

Дистанционная информация. Интерес представляет система коммуникации муравьев в процессе считывания и передачи ими информации о номере «ветки».

Эксперименты показали, что если группа фуражиров разыскивала корм на одной из «веток» установки, то следующие группы находили его, получив каким-то образом дистанционное наведение на эту цель от первой группы. Это значит, что они не шли след в след за разведчиком первой группы или по феромонным меткам, ведущим к источнику пищи, а получили конкретную информацию о координатах (номере) «ветки». Ведь в опытах исключали движение за разведчиком-проводником к месту приманки, а также действие пахучих следов первых муравьев – «ветки» протирали раствором спирта.

Исследователи проводят параллель между этими экспериментами и серией опытов с шимпанзе. Одному лидеру группы обезьян показывали тайник с приманкой, а другому – либо пустой тайник, либо приманку с малым количеством фруктов. После контакта с лидерами некоторые шимпанзе, так же как и муравьи, получив дистанционное наведение и учтя их опыт, прямо шли по пути, пройденному первым лидером, и успешно находили тайник.

Способы дистанционного наведения у муравьев пока не совсем ясны, но, вероятнее всего, каналом связи служит антенниальный код, когда зашифрованное сообщение передается с помощью усиков (антенн). Подтверждением может служить опыт с приманкой на двух лучах лабиринта. Муравей, входящий в лабиринт, шел на тот луч с приманкой, с которого спустился фуражир, обменявшийся с ним информацией движениями усиков.

Таким образом, муравьи могут передавать сведения не только с помощью прямого показа пищевого объекта разведчиком или пахучего следа, как считалось ранее, но и путем дистанционного наведения с помощью своих антенн.

Передача сжатой информации. При изучении сложных форм коммуникации у муравьев серия экспериментов была посвящена их «интеллектуальным возможностям».

Оказалось, что эти насекомые способны не только очень быстро устанавливать закономерности в поставленной задаче, но и использовать их при кодировании информации для «сжатия» передаваемых сведений.

Например, появляясь в гнезде, разведчик затрачивал разное время на то, чтобы передать фуражирам сведения о последовательности поворотов на пути к кормушке. Муравей использовал гораздо больше времени на передачу информации о такой многозвенной последовательности поворотов, как, например, «направо – налево – налево -направо – налево», и в 3-5 раз меньше – на передачу однотипной последовательности «пять раз направо». То есть путь, когда нужно было многократно поворачивать только направо, был описан разведчиком в более краткой форме посредством осмысления и целенаправленного «сжатия» информации.

«Мозг муравья - самое удивительное вещество в мире». Современные биологи, наконец, признали, что во многих своих способностях и возможностях муравьи, как минимум, не уступают так называемым «высшим» животным.

А ведь еще в XIX веке естествоиспытатели серьезно относились к изучению образа жизни муравья, которого издавна считали «мудрецом». Ученые собрали доказательства тому, что эти насекомые в психическом отношении стоят на очень высокой ступени. Они утверждали, что муравьи занимают первое место даже между позвоночными и что не найти животного, которое можно было бы поставить выше его.

Ведь муравьи имеют собственный «язык», строят жилища с комнатами и балконами, сражаются с себе подобными, ведут осаду, захватывают пленных и рабов. Они держат «молочный скот» и выказывают необычайную заботливость о своем потомстве, обучаются и применяют в нестандартных ситуациях логическое мышление. При этом уровень их элементарной рассудочной деятельности не ниже, а в чем-то и выше, чем у таких позвоночных животных, как собака, слон, обезьяна.

Их уникальные качества позволяют использовать вспомогательные средства («орудия»), что считалось свойственным только позвоночным животным. А некоторые муравьи специально применяют природные «губки», чтобы принести в гнездо сочную пищу и воду.

По мнению ученых того времени, весьма интересным является факт, что «головные нервные узлы муравьев, заменяющие беспозвоночным настоящий мозг позвоночных, размером, пожалуй, не более четверти булавочной головки». «С этой точки зрения, – говорил Ч. Дарвин (!), – мозг муравья самое удивительное вещество в мире».

Парадокс, с которым столкнулись исследователи, привел их к естественному выводу, «что чрезвычайная умственная деятельность может существовать при самой незначительной абсолютной массе нервного вещества».

Сейчас трудно ответить на вопрос, что же помешало Чарльзу Дарвину отвести достойное место этим удивительным животным на вершине так называемой «лестницы уровня сложности организмов».

 

Социальное поведение

Муравьи, как и все животные, получили от Творца не только прекрасно подготовленное для их жизнедеятельности тело, но и генетически обусловленное (инстинктивное) пищевое, защитное, репродуктивное, строительное и общественное поведение. Такой поведенческий комплекс у всех общественных насекомых характеризуется особой сложностью и целесообразностью.

Известно, что в семье муравьев существует специализация работников. Здесь конкретное количество рабочих ухаживают за царицами и молодью, причем одни из них обязаны «нянчить» потомство, а другие – готовить еду для личинок и передавать ее кормилицам.

В семье существуют разведчики и фуражиры, которые заняты только поиском и добыванием пропитания. Они снабжают семью углеводной пищей (сладкими выделениями различных насекомых, соком растений) или же приносят белковую пищу (например, живых или мертвых беспозвоночных). А есть рабочие муравьи, которые заняты выращиванием пищи, – «земледельцы», грибоводы и «животноводы». В команде с ними работают муравьи, которые обрабатывают, «консервируют», обустраивают и обслуживают хранилища, для складирования добычи и урожая.

У муравьев многих видов существуют муравьи-солдаты, охраняющие и защищающие муравейник, а также кормовой участок. Для этого они имеют соответствующее строение тела – крупную голову, мощные челюсти и т. п.

Деятельность муравьев-животноводов. В пищевом поведении муравьев многих видов в качестве «дойных коров» используются тли. Медвяная роса, которую они выделяют, является одним из наследственно закрепленных видов питания муравьев. Поэтому у них генетически запрограммировано «животноводческое» поведение.

Муравьи-животноводы специально разводят целые стада тлей. Осенью они собирают этих насекомых и их яйца, сносят в муравейник и помещают в заранее подготовленные помещения. Там муравьи точно выдерживают условия, необходимые для созревания яичек и жизнедеятельности тлей.

А весной «муравьи-пастухи» каждый день выносят подрастающих тлей на воздух и устраивают на листьях. До вечера, пока тепло, они сторожат малышей, а на ночь их снова переносят в муравейник. Когда окончательно установятся солнечные дни, а тли подрастут, их выпускают на растения для постоянного обитания. При этом рабочие муравьи, неукоснительно следуя требованиям наследственной программы, сутками охраняют их, защищают от врагов, прячут от непогоды, строят им разные «загоны», доят, переносят с растения на растение.

Причем, даже совсем юные муравьи способны к инстинктивному «животноводству» со всей его сложной цепочкой действий. Хотя при этом не существует абсолютно стереотипного поведения, так как жизнь постоянно дополняет его навыками и опытом.

Муравьиное земледелие. Можно ли поверить еще и в то, что беспозвоночные маленькие животные способны целенаправленно заниматься выращиванием зерна? Однако это так. Это уже не одно столетие будоражит умы естествоиспытателей, но так и не может получить полного объяснения.

Еще с глубокой древности было известно о собирающих зерна муравьях-жнецах, у которых технология сбора семян и организация складов поставлены «на широкую ногу». Среди них есть и совершенно удивительные виды, относящиеся к муравьям-земледельцам. Например, бурые мексиканские муравьи не только собирают зерна, но, как это ни невероятно, сеют их и собирают жатву, как настоящие агрономы.

Вот свидетельства из сообщения одного из членов Лондонского Линнеевского общества (1861 год):

«Муравей, которого я называю «земледельческим», – крупный, бурый. Он живет, можно сказать, в мощеных городах и, подобно прилежному и предусмотрительному хозяину, толково и целесообразно распределяет свою деятельность сообразно времени года. Словом, он достаточно ловок, смышлен и терпелив, чтобы успешно бороться с разнообразными невзгодами, встречающимися на его жизненном пути.

Выбрав себе место обитания, эти муравьи пробуравливают в обыкновенной сухой почве дыру, вокруг которой земля поднимается на 3-6 дюймов (7,5-15 сантиметров), образуя низкий, круглый вал. Муравей очищает почву вокруг вала, выравнивает и сглаживает ее поверхность на расстоянии 3-4 футов (7,5-10 сантиметров) от входа, так что он принимает вид прекрасной мостовой. На этой площади не дозволяют расти никаким травам, кроме одного зернового злака. Муравьи сажают его прутиком на расстоянии 2-3 футов (5-7,5 сантиметров) от середины насыпи, а затем с неустанной заботливостью ухаживают за ним, откусывая все другие растения и травы как на самом поле, так и на пространстве 1-2 футов (2,5-5 сантиметров) вне его черты.

Возделываемый злак (муравьиный рис) пышно разрастается и дает обильный урожай маленьких, белых, твердых как камень семян, которые под микроскопом очень похожи на обыкновенный рис. Когда они поспеют, муравьи тщательно собирают их и уносят вместе с мякишью в свои амбары.

Не может быть сомнения в том, что выше названный своеобразный зерновой злак сеется ими умышленно. Площадь, на которой он растет, тщательно очищается от всякой посторонней травы. Когда зерно созрело, его убирают, солому срезают и выносят вон, и мощеный двор остается свободным до следующей осени, когда тот же «муравьиный рис» появляется в том же месте, и о нем заботятся прежним порядком: это происходит из года в год всюду, где поселения муравьев защищены от травоядных животных».

Сказанное подтверждено и другим членом Лондонского Линнеевского общества:

«Мои выводы основаны не на беглых или неточных наблюдениях, способных ввести в заблуждение. Я наблюдал двенадцать муравьиных колоний в течение двенадцати лет в различные часы дня и знаю, что в моем сообщении все верно. Не далее как вчера я посетил колонии и видел муравьиный рис в полном расцвете, со всеми признаками высокой культуры. Вокруг муравьиного риса не найдется ни былинки другой травы, ни следа посторонних семян». Эти утверждения пытались оспаривать, но позднее они были вновь подтверждены биологами, которые, кроме техасских муравьев-земледельцев, открыли в различных местностях Америки другие виды муравьев, занимающихся земледелием.

Однако и сейчас некоторые биологи оспаривают факт агрономической деятельности муравьев, хотя и признают за ними не менее сложные поведенческие возможности и способности, связанные, например, с фермерством и грибоводством.

Они считают, что иногда среди выброшенных вокруг гнезда подгнивших или заплесневевших зерен могут находиться свежие семена. Те прорастают во влажный период, образуя так называемые «муравьиные сады». И это, по мнению биологов, служит доказательством не хозяйственной, а бесхозяйственной деятельности насекомых. Но описанные выше факты вполне реальны. Земледелие у муравьев обеспечивается таким же преимущественно инстинктивным поведением, как и многие другие их сложные, четко организованные и, несомненно, целесообразные деяния.

Система коммуникаций. Муравьи, как и другие общественные насекомые, обеспечены врожденной системой коммуникации.

Для защиты они иногда используют звуковую сигнализацию: например, муравьи-древоточцы, как и термиты, для сообщения определенной информации, стучат головами о стенки хода. Но чаще для передачи важных для семьи сигналов пользуются феромонами тревоги. Это своего рода химический язык, который позволяет быстро и надежно передать соответствующую информацию. Достаточно потревожить группу муравьев на куполе муравейника, и от этой группы мгновенно пойдет волна возбуждения. Несколько секунд – и из муравейника появится толпа готовых к бою муравьев. Как происходит такая быстрая цепная реакция?

Оказывается, у каждого потревоженного муравья включается цепь инстинктивных действий. Приняв оборонительную позу, он выстреливает из имеющегося у него резервуара струйкой жидкости на основе муравьиной кислоты и углеводорода ундекана. Муравьиная кислота в данном случае выступает не только как яд для защиты от нападения, но и как феромон, возбуждающий других муравьев. А унде-кан выполняет только сигнальную функцию, вызывая агрессивную реакцию членов сообщества. Даже малое количество ундекана, нанесенное на фильтровальную бумагу, заставляет муравьев яростно набрасываться на этого мнимого врага.

Итак, получив сигнал в виде запаха смеси этих двух веществ, соседние муравьи тоже мгновенно принимают оборонительную позу и выбрасывают свои порции сигнальных веществ. Возбуждение достаточно быстро охватывает все новые и новые участки гнезда, достигая его внутренних галерей, откуда на поверхность выбегает все больше готовых к сражению муравьев.

Такая химическая сигнализация достаточно целесообразна. Феромоны тревоги – летучие вещества, и если прекратить тревожить муравьев, их возбуждение быстро стихает. Но если сигналы тревоги будут продолжаться и доза феромона увеличиваться, то поведение муравьев может резко измениться. Блуждающие муравьи в таком случае срочно переселяются на другое место.

Еще один пример организованного защитного поведения одного из видов муравьев: реакция целой семьи, подвергшейся в ходе эксперимента постоянному гамма-облучению. Муравьи этой семьи в ответ на воздействие внешних раздражителей выстроили к пищевому источнику крытую дорогу длинной 12 метров. Такие целесообразные действия позволили им резко снизить дозу радиации.

Стратегия рациональной организации работ. Более ста лет назад в печати появилось сообщение об удивительно рациональном пищевом поведением муравьев. Естествоиспытатели решили провести опыт. В сосуд положили толченый сахар и спустили его с перекладины окна, привязав посреди нитки.

Очень скоро муравьи нашли путь к лакомству. Организовалось целое шествие их по нитке к месту, где находился сахар, и обратно с его кусочками в челюстях. Так продолжалось некоторое время, но затем движение по тонкой нитке прекратилось.

При ближайшем рассмотрении оказалось, что в сосуде остались работать только с десяток муравьев. Они усердно таскали маленькие кусочки сахара на край сосуда и оттуда сбрасывали их ожидавшим на карнизе собратьям. Вот так муравьи смогли рационализировать и тем самым ускорить процесс добывания лакомства для семьи.

Современные наблюдения за общественными работами у муравьев еще и еще раз подтверждают рациональность и прекрасную организацию их поведения в зависимости от обстоятельств. Так, был проведен эксперимент с зонтичными муравьями, которые, взбираясь на деревья, челюстями вырезают кусочки листьев в форме полумесяца. Потом, держа их над головой, муравьи пускаются в обратный путь в составе колонны, похожей на исполинскую извивающуюся зеленую змею.

Поперек пути такой длинной вереницы муравьев в почву вдавили широкую сухую ветку. Когда передние муравьи, увидев ее, остановились, вначале произошла давка, сумятица, а затем вся колонна замерла. Нагруженные муравьи послушно стояли один за другим с зелеными листочками на головах, похоже, в ожидании приказаний из авангарда.

По сторонам муравьиной дорожки росла густая трава, по которой с ношей было трудно обойти препятствие. Поэтому передние муравьи положили свои листики, окружили ветку и начали возле нее земляные работы. Через полчаса был готов «подземный переход». Муравьи снова водрузили на головы свою ношу, и шествие организованно двинулось через этот переход в установленном ранее порядке.

Таким образом, в основе сложного поведения муравьев заложена оценка ситуации в целом, выработка с ее учетом стратегии действий и следование ей.

Строительство жилищ. На Земле обитает свыше 9000 видов муравьев, и все они отличаются друг от друга как строением тела, величиной, окраской, так и образом жизни, поведением, видами деятельности, в том числе строительной. Лесные ли это муравьи или луговые, муравьи-плотники ли это или муравьи-ткачи – все они замечательные строители.

Существует не менее семи видов построек муравейников в зависимости от того, роют их или строят, устраивают гнездо в деревьях и пнях или под камнями, в стенах домов или в скалах и т. д. Между этими различными способами постройки существует много промежуточных, смешанных вариантов.

Чаще всего встречаются постройки из сырой земли и растительных остатков, которые муравьи сооружают с помощью челюстей и передних ножек. Примером такой постройки может служить лесной муравейник. С первого взгляда он напоминает собранную кучу мусора. Но при детальном знакомстве с его устройством оказывается, что это удобная и красивая постройка. Она сделана так затейливо и целесообразно, что любой профессиональный строитель оценит ее по достоинству.

Не менее искусные постройки можно обнаружить в гниющих пнях, по которым снуют муравьи. Здесь обнаружится множество маленьких комнаток, галерей, узких проходов, столбиков, подпорок и т. п. Все это труд ловко работающих острыми челюстями муравьев-плотников.

Крупные муравейники чаще всего имеют прямые и извилистые коридоры, комнаты и жилые помещения, в числе которых бывают детские, амбары, «загоны» для «домашних животных» и т. д. Комнаты и коридоры расположены в несколько этажей и сообщаются между собой посредством вертикальных ходов.

Полы в жилых помещениях зачастую покрыты гравием, а в кладовых, где хранятся заготовленные на зиму припасы, – засыпаны блестящими крупинками слюды или кремния. Эти материалы не намокают и тем самым не дают развиваться плесени. Сам факт их использования позволяет заключить, что муравьи-строители обладают врожденными знаниями о том, как подготовить складские помещения, чтобы запасы не портились от сырости.

От гнезд строители зачастую прокладывают длинные подземные ходы и дорожки. Они посыпаны песком и аккуратно выложены мелкими камешками.

Использование обстоятельств. Если бы миниатюрные архитекторы и строители повиновались только врожденному инстинкту, все гнезда муравьев строились бы одинаково. На самом же деле среди муравьиных построек можно встретить большое разнообразие, зависящее от окружающей среды, времени года и вида муравьев. В неодинаковых условиях эти насекомые даже одного и того же вида строят жилища различным образом.

Наблюдения показывают способность муравьев оценивать обстановку и проявлять «сообразительность», приспосабливаясь к обстоятельствам при своих постройках. Муравьям присущи свои особые способности, чтобы строить сложнейшие по конструкции и планировке многоэтажные гнезда, удобно и разнообразно распределять в них комнаты, выбирать наиболее подходящие для постройки время и материалы, а главное, пользоваться случайными обстоятельствами и судить о целесообразности того или другого способа действий.

Муравей способен составить себе представление о цели предстоящей деятельности. Когда он начинает какое-нибудь сооружение, то кажется, будто в его мозгу медленно созревает определенная идея. Так, например, если муравей найдет перекрещивающиеся стебельки, из которых можно соорудить пристройку, или несколько маленьких балок, обозначающих ее углы и стороны, то сначала он внимательно осмотрит каждый предмет в отдельности. И только потом, выбрав деталь нужной конструкции, быстро и ловко потащит ее к стройке.

Работают муравьи в основном сообща, но начинают строительство комнат, галерей с разных концов – индивидуально. Наблюдения показали, что, хотя работу муравья предваряет исследовательская деятельность, иногда он может ошибаться. И тогда строитель, не жалея сил, исправляет неудачу. Неправильно выведенная стена тут же разрушается и строится заново. Ошибки такого муравья часто исправляют собратья, а иногда они заставляют его работать под руководством более опытного товарища.

Особенности муравьев-ткачей. Совершенно особую технологию используют при строительстве своих гнезд для будущего потомства муравьи-ткачи. Эта технология, по мнению биологов, являет собой один из самых уникальных врожденных приемов строительства с помощью живых «инструментов».

Для постройки стенок своих округлых гнезд ткачам нужны листья, слаженно работающая команда и живые «прялки», роль которых исполняют собственные личинки, выделяющие тягучую липкую жидкость. Одна часть муравьиной команды синхронно стягивает края листьев и крепко зажимает их челюстями, а другая – стоит наготове, аккуратно держа в челюстях личинок.

В этом технологическом процессе проявляется четкая координация действий всех участников. Каждый завершенный этап служит пусковым сигналом для следующего. Пощекотав личинок усиками и прикоснувшись их головами к уже стянутым листьям, муравьи скрепляют края шелковой нитью, которая тотчас образуется из жидкости, выделяемой специальными прядильными железами личинки.

Чтобы включить в данный процесс живую «прялку» и использовать ее в нужном месте и в нужное время, муравьям необходимо знать о способности личинок образовывать длинную высокопрочную нить, предназначенную по своим характеристикам для «ткацкого производства». Именно предназначенную. В отличие от личинок многих других насекомых личинкам муравьев шелковая нить для иных целей не нужна, поскольку они не свивают себе кокон перед окукливанием, не используют ее в каких-либо других целях.

Дорожное строительство. Не меньше искусства, предусмотрительности, оригинальных решений, умения пользоваться обстоятельствами и удалять естественные препятствия муравьи обнаруживают при постройке дорог.

Дороги в жизни этих общественных насекомых имеют большое значение. Они частично состоят из подземных тоннелей, частично -из открытых тропинок, или шоссе, иногда из крытых галерей. При этом способы их постройки не всегда одинаковы, как и в случае сооружения жилищ. Прежде чем устроить дорогу, муравьи скашивают траву, затем укладывают камешки и песок, а поверх этого делают насыпь. Иногда по пути такой дороги строятся подземные переходы, чаще специально – для сообщения с другими муравейниками, к местам, где находится пища или тли для «дойки». Крытые переходы и галереи строят те виды муравьев, которые заняты «животноводством», чтобы беспрепятственно посещать своих «дойных коров» и укрывать их от других муравьев или врагов этих насекомых.

Если муравейник основан в сырой низине, то его обитатели строят себе тропы из хвои. И хотя такие дороги возвышаются над землей не выше двух-четырех сантиметров, муравьи ходят по ним, «не промочив ног».

Строительные таланты некоторых видов муравьев позволяют им даже строить «станции» на дорогах. Если путь слишком длинный, они устраивают на нем помещение для работников. Иногда это простые пещеры в земле, иногда же – маленькие гнезда-муравейники, в которых усталые или палимые солнцем работники останавливаются на отдых. Такие станции служат запоздалым муравьям теплым приютом на ночь, укрытием в случае внезапного дождя. Часто из таких «станций» могут образоваться большие муравейники.

Из других придорожных построек собирающие корм или материалы работники устраивают вдоль своих дорог еще и настоящие склады.

Иерархические взаимоотношения. Они между особями в семье муравьев могут строиться по принципу доминирования – подчинения. Этот феномен был открыт, например, у рыжих лесных муравьев. В их семье образуются индивидуализированные группы -кланы, в которых лидер первым атакует добычу, может отнять ее у других муравьев.

Для выяснения иерархического ранга отдельной особи в группе часто происходят турниры, когда муравьи пытаются унести друг друга в гнездо при обоюдном сопротивлении. Побежденный муравей принимает специфическую позу, сложившись «чемоданчиком», и позволяет себя транспортировать. Или, например, в ответ на агрессивные выпады предлагает партнеру пищу, чем демонстрирует свою покорность.

Такое поведение сходно с подобными ритуальными действиями позвоночных животных.

Пластичность социального поведения. Муравьи способны буквально на глазах наблюдателей менять уровень своей социальной организации.

Так, у муравейника лугового муравья были специально огорожены участки фуражировочных дорог. Это вынудило насекомых срочно изучить сложившуюся обстановку, построить обходные пути и перераспределить активность на внутренних частях кормового участка. В результате таких целенаправленных действий в нужном секторе плотность активно работающих муравьев повысилась в несколько раз, причем при полном отсутствии хаоса наблюдалась четкая координация действий всех особей.

Исследователей поразила скорость, с какой изменилось поведение целой семьи. В течение месяца муравьи построили вспомогательные гнезда и полностью изменили на участке систему фуражирования. В новые гнезда муравьи переселили цариц, и вскоре там появились личинки. В конце концов, образовалась локальная колония со своей обменной дорогой, и семья перешла от уровня одиночной охраняемой территории к уровню колонии.

Интересные эксперименты проводили с другими видами муравьев, имевших относительно небольшую семью, простое подземное гнездо и, соответственно, небольшой круг обязанностей особей. В такое гнездо подкладывали «приемышей» – куколок того же вида, из которых выходили новые муравьи. Действуя постепенно и деликатно, число «приемышей» довели до нескольких тысяч.

В результате удалось добиться такого эффекта, когда многоуровневая наследственная программа этих муравьев переключила их инстинктивное поведение на следующий, более сложный уровень. Это позволило выросшей по численности семье правильно отреагировать на сложившуюся ситуацию – построить большое сложное сооружение с земляным куполом, а неохраняемый участок сделать настоящей кормовой территорией. Там появились фуражировочные дороги, а на смену одиночной транспортировке добычи появилась групповая.

Эти примеры еще раз свидетельствую об удивительной пластичности реального поведения одних и тех же особей и их сообществ, которые могут вести себя по-разному в различных обстоятельствах.

Образование колоний и федераций. Характерно, что в сообществе муравьев чем крупнее семья, тем сильнее выражена специализация работников.

При численности семьи в несколько сотен особей они живут в небольших подземных гнездах и не охраняют своего участка. Фуражиры действуют самостоятельно, принося в зобиках углеводную пищу или добывая мелких насекомых для выкармливания личинок.

При большой численности семьи – порядка сотни тысяч особей -инстинктивное поведение муравьев обеспечивает строительство муравейника и обязательную охрану своей кормовой территории. Такой участок пронизан сетью постоянных дорог, ведущих к деревьям или травянистым растениям с колониями тлей. Каждая дорога используется постоянной по составу группой муравьев, которые хорошо различают друг друга. Подчиняясь наследственной программе жизнедеятельности большой семьи, рабочие муравьи способны кооперироваться в своих действиях, например, при транспортировке пищи, строительных материалов и даже для групповой охоты.

При разрастании численности особей муравейника до миллиона, включается целенаправленный механизм «почкования». Появляются «отводки» – часть муравьев, цариц и личинок переселяется в другое место. Так образуются колонии – группы родственных гнезд, связанных обменными дорогами. Иногда объединение таких колоний, называемое федерацией, занимает целые лесные массивы.

Обмен информацией и управление сообществом. Сообщество муравьев отличается чрезвычайной организованностью и управляемостью. До сих пор не удалось разгадать тайну, каким образом это осуществляется.

По идеально отлаженной системе работает самый крупный из известных муравейников, который находится в Японии. В нем свыше трехсот миллионов рабочих муравьев и более миллиона муравьиных цариц. Это настоящее государство, занимающее площадь в два с половиной квадратных километра! Он насчитывает 45 тысяч подземных жилищ, удивительным образом взаимосвязанных между собой.

Ученые веками пытаются постичь природу саморегуляции муравьиных сообществ. Ведь в основе управления такой сложной государственной системой должны быть разумные начала.

Чтобы семья общественных насекомых, в том числе муравьев, выступала как единое целое, между всеми ее членами должен постоянно происходить обмен информацией. Это необходимо для решения таких общих задач, как постройка и защита гнезда, выращивание потомства, добывание пищи и т. д.

Передача информации может осуществляться при помощи зрительных (позы, демонстративные движения), тактильных (прикосновение лапок и усиков), химических и звуковых сигналов, а также дистанционно (на расстоянии) путем приема друг от друга сигналов бедствия с помощью электромагнитных волн.

Для коммуникации муравьи часто используют химические вещества – феромоны. Они отличаются друг от друга по составу и каждый выделяется в конкретном случае. В частности, существуют вещества, с помощью которых нашедший пищу разведчик сообщает об этом своим товарищам-фуражирам. При возвращении в гнездо с помощью феромонов, выделяемых его брюшком, он прокладывает так называемую «пахучую тропу». Запах сохраняется всего несколько минут, чего вполне достаточно, чтобы мобилизовать товарищей, которые сразу отправятся по тропе к пищевому источнику. Если же добыча велика и муравьи не могут ее унести в один прием, при возвращении в гнездо за подкреплением на тропу вновь наносятся пахучие метки.

Чтобы передать возбуждение своим сородичам, у разведчика существуют и другие способы. Так, вернувшись в гнездо, он начинает ударять их передними ногами, головой, «клюет» в грудь или брюшко, касается антеннами.

Известно, что муравьи способны издавать и воспринимать звуки, которые отличаются у разных видов и даже каст одного вида. Полностью роль звуков в коммуникации муравьев не известна и не изучена.

Встречи с чужими особями и война. Интересно индивидуальное поведение муравьев при встрече с чужаками. Так, медовые муравьи, встретив представителей другой семьи, подолгу стоят попарно в угрожающих позах, поразительно напоминающих позы собак ноги выпрямлены и напряжены, головы повернуты в сторону друг от друга. При регулярных встречах на границах территорий луговых муравьев-«пограничников» из разных семей они опознают друг друга ограничиваясь демонстрацией угроз. Но при появлении незнакомцев их немедленно уничтожают.

Чтобы экспериментально выяснить эту разницу в поведении, некоторое количество муравьев привязали вдоль границы их территории на тонкие поводки, как собачек. Привязаны были и «пограничники», и муравьи из той же семьи в качестве контрольных, и чужие, но все же знакомые «пограничники», а также незнакомые муравьи, взятые из глубинной части территории соседней семьи.

Контрольные муравьи на поводках вели себя достаточно спокойно, активно занимаясь своими делами. А в поведении «пограничников», стоящих на службе охраны кормовой территории, обнаружился нейтралитет по отношению к чужим, но знакомым «пограничникам». Незнакомцы же были безоглядно уничтожены.

В пору, когда в окрестностях много корма, муравьи соседних семей и колоний, как правило, живут мирно. С наступлением суровых времен у муравьев некоторых видов начинаются пограничные стычки. Постепенно они могут перерасти в настоящие войны. Битва обычно начинается на гладкой площадке схваткой двух муравьев. Постепенно в бой вступают все новые и новые воины. А иногда войско штурмует муравейник.