Так и муравей, обнюхивая с разных сторон своими усиками распространяющее запах вещество, может узнать, по-видимому, где у пахучей капли более узкий, а где более широкий конец, если даже вещество это невидимо и на ощупь его концы неразличимы: если оно, например, жидкое или очень вязкое.
Впервые идея об объемном обонянии муравьев пришла в голову известному швейцарскому энтомологу Августу Форелю.
Он задумался над тем, как муравьи-фуражиры узнают, какой конец трассы ведет к муравейнику, а который от него, к найденной в чаще трав пище. Почему с ношей они всегда бегут в гнездо и никогда не путают направления?
Форель рассуждал так: метка, которую муравей оставляет на тропе, сзади всегда шире, а спереди уже, как мазок краски, нанесенный кисточкой на полотно, или, например, паста, выдавленная из тюбика. Муравей ведь «выдавливает» капли пахучей жидкости из брюшка, которое в этом случае действует, как тюбик.
Недавно сделанные фотографии показали, что и в самом деле муравьиные метки всегда заострены спереди и, как стрелы указателей, направлены в сторону движения.
Возможно, муравей как-то угадывает форму меток и поэтому всегда знает, где начало и где конец его пути.
Однако теория эта имеет одно очень слабое место. Дело в том, что муравьи метят трассу не только, когда бегут за добычей, но и когда возвращаются с ней домой. Значит, более или менее исхоженная муравьиная тропа усеяна стрелами, указывающими в оба противоположных конца, а муравьи тем не менее отлично разбираются, в какой стороне их дом.
По той же причине была отвергнута и другая гипотеза, предполагавшая, что муравьи, идущие по следу, узнают о его направлении по возрастанию интенсивности запаха. Интенсивность падает, когда они бегут в обратную сторону.
Едва ли муравьи различают отпечатки своих следов — некоторые и такое допускают. Смешно, конечно, говорить всерьез об отпечатках муравьиных «ступней». Да и отпечатки, если они остаются на травах и комьях земли, тоже направлены в разные стороны.
И все-таки муравьиная тропа носит явные следы поляризации: оба ее направления для муравьев не равнозначны.
Убедиться в этом можно на таком простом опыте. Расстелим около гнезда листы бумаги. Когда муравьи проложат по ним свои трассы, повернем один средний лист на 180°. И хотя трасса не будет прервана, муравьи, дойдя до переложенного листа, не побегут дальше. Ведь на нем теперь метки направлены «стрелами» в обратную сторону. Муравьи в растерянности начнут рыскать вокруг и, если найдут неперевернутый лист за листом перевернутым, побегут снова, как по ниточке, уже без колебаний.
Что же произошло, какие указатели мы нарушили?
Положение солнца в небе от поворота листа, конечно, не изменилось, если допустить, что дополнительные коррективы в ориентацию по запахам вносит солнечный компас (о нем речь пойдет дальше).
О природе этих указателей мы по существу ничего еще не знаем. Возможно, что они и в самом деле имеют отношение к химии или к физике (если будет принята волновая теория запаха). В пользу этого говорит такой, например, эксперимент. Один исследователь наблюдал за возвращением муравьев в гнездо и заметил, что почти все они, повернув к дому, обязательно проходят через одну определенную точку в окрестностях гнезда. Пройдут ее — и безошибочно уже бегут к входу в гнездо.
Муравьи же, которые пробежали мимо этой точки, долго блуждают в поисках дома и находят его лишь случайно.
Может быть, загадочный пункт на муравьиных путях действует как «сигнальный пост», указывающий направление к дому?
Экспериментатор стал наблюдать за слепыми муравьями и не заметил в их отношении к «сигнальному посту» никакой разницы по сравнению со зрячими муравьями. Значит, решил он, указатель этот не зримый, а обоняемый. И запах его каким-то образом указывает муравьям направление!
Чтобы решить, в чем тут в действительности дело, биологам придется еще, как видно, основательно поработать.
Дети Мнемозины
Мнемозина — богиня памяти в греческом пантеоне. Утверждают, что она была матерью всех муз, то есть, говоря не иносказательно, всех искусств. Значит, и к искусству ориентироваться Мнемозина имеет определенное отношение.
Память тоже служит путеводной нитью для тех, кто ищет дорогу домой. Птицы, возвращающиеся из года в год к одним и тем же гнездовьям, находят их по памяти. Общее направление с севера на юг и обратно в родные края им указывает совсем особое чувство, о котором речь пойдет дальше. Но, попадая в знакомые места, они обращаются за помощью к Мнемозине. И никогда она им не отказывает. Соловей, вернувшись из Африки, отыскивает в бескрайних наших лесах куст черемухи, на котором он прошлой весной пел серенады своей подруге.
Мы знаем и таких насекомых, которые откуда бы и куда не летели, всегда доверяют только памяти.
Речь идет об осах-наездниках, которые не живут, по обычаям других ос, большими сообществами. В одиночестве, один на один, ведут они борьбу с превратностями судьбы.
Многие наездники роют норки в земле. Затем летят за добычей. Ловят гусениц, мух, пауков, а иные даже и пчел. Парализуют свою жертву уколом длинной «шпаги», которой природа наделила наездников, точно в нервный центр, и несут в норку. Здесь откладывают на добычу, погруженную в летаргический сон, одно или несколько яичек. Добыча эта хорошо законсервирована, а потому не портится.
Некоторые осы-наездники, после того как сделают запасы, закапывают норку и больше к ней не возвращаются. Пищи, которую они в нее натаскали, хватит на пропитание личинок до их превращения в куколок. Другие же снова и снова возвращаются к норкам и подкармливают личинок свежими мухами.
Первым нужно помнить дорогу к норке недолго. За восемь-десять вылетов на охоту они наполняют «законсервированной» провизией все свои кладовые.
Вторые все время, пока личинки растут и развиваются, должны не забывать о месте их нахождения.
Есть и такие наездники, которые выкармливают потомство сразу в нескольких норках, вырытых далеко друг от друга.
Норки невелики и едва заметны, а некоторые осы, улетая за добычей, прикрывают вход в них камешками и песчинками. И улетают далеко — за десятки и сотни метров. Исключительная память этих насекомых представляет, как видно, редчайший феномен.
Пчелиным волком назвали осу-наездника. Наездник роет норки на песчаных пустошах, на дюнах под соснами, на обочинах пыльных дорог.
Вот норка готова — волк полетел за добычей. Он знает, где пчелы собирают мед. Летит туда. Настигает пчелу и несет жертву к своей норке. Но тут ждет его некоторая перемена декораций. Пока он рыл норку, мы окружили его кольцом из сосновых шишек. Простых сосновых шишек, которых много валяется вокруг. А когда он охотился на пчел, перенесли эти шишки немножко в сторону. И расставили тоже кольцом, но так, что норка оказалась за пределами кольца.
Волк без колебаний опускается с пчелой внутрь кольца: ведь он, улетая за добычей, запомнил, что норка окружена шишками. Пчелу положил, а сам ищет гнездо. Долго ищет, внутри кольца, не выбегает из него.
Передвинем шишки на новое место, и он полетит за ними и сядет в центре, лишь только мы уберем руки. Передвинем еще, опять повторится то же.
Опыт этот доказывает, что оса находит норку, запоминая расположение разных предметов вокруг нее.
Именно расположение предметов, а не сами предметы. Если шишки заменить кусками подходящего по цвету дерева, а сами шишки сложить невдалеке в кучу, она полетит не к шишкам, а в кольцо из щепок.
Если же расположить шишки в форме Большой Медведицы, оса полетит в ту часть «созвездия», которая напоминает ковш, ведь ковш хоть отдаленно, но похож на кольцо, а «ручку» оставит без внимания.
Теперь еще вопрос, — когда оса запоминает ориентиры: с земли, пока роет норку, или с воздуха, когда летит за добычей?
Прежде чем улететь, многие наездники минуту или две обычно кружатся над гнездом. Можно подумать, что, облетая окрестности, они запоминают их. Но следующий эксперимент убеждает нас в том, что основные представления об ориентирах оса получает все-таки с земли.
Если поставить перед норкой два деревянных прямоугольных бруска одинаковой формы и размера, но один на расстоянии вдвое большем, чем первый, то оса будет ориентироваться в основном по ближайшему к норке. Заменим дальний брус новым. Он во всем похож на прежний, стоит на его же месте, только вдвое выше его. Оса, ориентируясь, ни одному из этих брусьев не отдаст явного предпочтения.
Происходит это потому, что вершины обоих брусков, — и дальнего и ближнего — оса видит с земли под одним и тем же углом зрения, и поэтому ей кажется, что отдаленный ориентир расположен так же близко к норе, как и ближайший, вдвое меньший его.
Из-за оптического обмана она не замечает между деревяшками никакой разницы.
Это — если смотреть на них с земли. При обозрении с воздуха разница между брусьями видна сразу.
Итак, ближайшие к норке приметы оса запоминает, когда роет норку. Но зачем ей нужен в таком случае ориентировочный осмотр местности с воздуха перед полетом на охоту?
Нужен он ей для того, чтобы изучить более удаленные окрестности, наметить, так сказать, основные вехи на пути к гнезду. Ведь мелкие предметы у норки издали не заметны. Поэтому дорогу обратно трудно будет найти без более крупных и удаленных указателей.
Обращают внимание осы в первую очередь на деревья. Они предпочитают улетать на охоту вдоль какой-нибудь хорошо заметной издали аллеи или естественной гряды деревьев, чтобы, следуя вдоль нее обратно, легче найти свой дом.
Для некоторых ос проблема ориентировки осложняется тем, что, убивая слишком крупную добычу, они не могут поднять ее и волокут по земле. Дорогу запоминают с воздуха, а возвращаются домой по земле! Задача нелегкая, но оса с ней превосходно справляется. Она тащит тяжелую гусеницу так уверенно и дорогой столь прямой, что сразу видно — отлично знает маршрут. Иногда, впрочем, у нее возникают «сомнения», и тогда оса бросает тяжелую ношу и, трепеща крыльями, лезет на дерево, чтобы взглянуть на местность с высоты птичьего полета. Осмотрится, спускается вниз, хватает гусеницу и тащит дальше.