Все это просто объяснить. Но вот, как скопище этих крошечных жителей каменистой пустыни трубит сбор и как их сигналы принимаются друг другом, какие в этом деле принимают участие аппаратики — вот это пока никто не скажет! Собрать же такое тысячное скопление в безжизненной пустыне не так просто…
Солнце зашло за горизонт. Постепенно потухла зорька, а над нами все еще реют мухи. Утром от них и следа не осталось. Отлетались!
Пользуются зрением в поисках друг друга и ночные бабочки. Оптическая система их глаз имеет много общего с мозаичными инфракрасными радиометрами, используемыми в технике. Для примера приведем дословно опубликованное в одном из номеров реферативного журнала (1966 г.) описание устройства их удивительного аппарата, благодаря которому самцы в темноте находят самок, излучающих инфракрасные лучи.
«Линза роговицы представляет собою ахроматический дублет, состоящий из двояковыпуклой линзы, расположенной на ней плосковогнутой линзы и осуществляющей ахроматическую фокусировку инфракрасного изображения на уровне наиболее широкой части рабдома. Кристаллический конус, расположенный за линзой, при темновой адаптации окружен пигментом, обеспечивающим эффективное отражение инфракрасных лучей. В результате лучи не рассеиваются и проникают вглубь, где они отражаются от блестящей поверхности тапетума, выполняющего роль вогнутого зеркала, фокусирующего изображение на уровне базальной утолщенной части рабдомов. Базальный пигмент, расположенный в этой области, флюоресцирует под действием инфракрасных лучей, испуская видимый свет, воздействующий на зрительный аппарат. Флюоресценция базального пигмента наблюдается только после предварительного облучения его ультрафиолетовыми лучами, содержащимися в дневном свете. Бабочки, помещенные в темноту, быстро находят источник инфракрасного излучения, внесенный в опытную комнату, ощупывают его антеннами и даже откладывают на него яйца. Ультрафиолетовые лучи вызывают торможение двигательной активности.»
Тяжело воспринимается эта цитата тому, кто мало знаком с терминологией, принятой физиками-оптиками. Но все же она дает в какой-то мере образное представление о величайших сложностях органов, созданных природой.
Пристальное внимание ученых привлекли насекомые, обладающие органами свечения, так хорошо и далеко видимые в темноте. Насекомые — обладатели волшебных фонариков не столь уж и редки. Они найдены среди колембол, комариков-долгоножек, жуков-щелкунов, жуков-нарывников, поденок, некоторых мух, грибных комариков. Есть светящиеся цикады, стрекозы.
Органы свечения используются главным образом для привлечения полов, но иногда и как средство общения, сбора в массы, отпугивания врагов. Очень хорошо развиты органы свечения у жуков светляков Лампирида. Светится даже личинка одного вида этого рода, живущая в горных потоках острова Целебес. Это единственное светящееся животное, живущее в пресной воде, тогда как в морской светящихся организмов много. У жука-светляка Лампирус ноктипюка самцы бескрылы, за что получили в народе название Иванова червячка. У поденок рода Телеганодес, обнаруженных на Цейлоне, светятся только самцы.
Светящийся аппарат устроен довольно сложно, управляется нервными импульсами и периодически вспыхивает и гаснет. Свет, излучаемый этими органами, очень экономичен. Коэффициент полезного действия их равен 80–90 %, тогда как в обычных электрических лампах в видимый свет превращается только часть энергии, остальная же идет на тепло. Живой свет холоден, не дает инфракрасного излучения, он то зажигается, если к органу свечения подводится кислород, то гаснет, если его нет. У жуков-светляков свет проходит через прозрачное окошечко в нижней стенке брюшка. Его интенсивность увеличивается зеркальным слоем, покрывающим верхнюю часть люминесцентного органа.
Световая сигнализация часто носит отчетливый характер точно рассчитанного кода, специфичного для каждого вида. Североамериканские светляки Фотинус в полете зажигают свои фонарики через каждые 5–8 секунд, а самки отвечают через две секунды после того, как погаснет сигнал. Если в это время случайно через две секунды мигнет другой самец, то первый направляется к нему, но вскоре же опознает ошибку по дальнейшему ритму мигания.
Многие виды жуков-светляков, обитающие в тропических лесах юго-восточной Азии, отличаются строгой синхронизацией световых вспышек, которые происходят одновременно у особей, находящихся на значительном расстоянии друг от друга. Такое «хоровое» свечение облегчает возможность встречи в густой растительности тропического леса.
Очень интересен световой код у жуков, относящихся и к роду Пирактомена и Фотиус. Его удалось расшифровать и нанести на график. У самок и самцов каждого вида существует свой особенный сигнал. На его отработку ушло много тысяч лет эволюционного развития.
Приведем еще несколько примеров о светящихся насекомых. Жук кукухо — Пилофорус ноктилюкус, обитающий в тропической Америке, имеет светящиеся органы по бокам переднеспинки. «Свет, испускаемый одной кукухо, — пишет Брэм, — так силен, что одного жука-фонаря достаточно для чтения. Несколько жуков, посаженных в стеклянную банку, вполне заменяет лампу, и местные жители нередко пользуются таким освещением».
Один щелкун, обитающий в Америке, имеет глазовидные пятна на груди. Его назвали клопом-автомобилем за сходство со светящимися пятнами с фарами. Светляков так много в лесах Бразилии, что ночью они отлично освещают вокруг на расстояние двух-трех шагов.
Имеют светящееся тело некоторые поденки. Таковы ночные виды Телеганодес, обитающие на Цейлоне, и Каенис димидата. Есть светящиеся комары, особенно в пещерах Новой Зеландии.
Интересна синхронная сигнализация световых вспышек, происходящая одновременно у сотен особей, находящихся подчас на значительном расстоянии друг от друга. Синхронизация свечения облегчается при образовании скоплений особей обоих полов. Есть жуки светляки которые концентрируются вдоль берегов на определенных деревьях. Эти деревья всегда выделяются ночью по исключительной интенсивности световых вспышек. В результате облегчается возможность встречи особей одного вида среди густой растительности тропического леса.
У жуков светляков свечение вызывается сложными биохимическими процессами, протекающими в специальных органах. Особое вещество люцифераза соединяет с кислородом другое вещество люциферин, при окислении которого возникает свечение. Сможет ли когда-нибудь человек построить столь экономичную лампу-светильник, аналогичную органам сигнализации насекомых в их брачный период? Свет служит не только для привлечения полов, но иногда и для отпугивания врагов, так как вспыхивает при опасности. Есть он также и у личинок некоторых насекомых. Для чего он им — неизвестно. Быть может, личинки, благодаря световым сигналам, держатся поблизости друг от друга, облегчая впоследствии во взрослой стадии встречу. Случайно могут светиться и насекомые, пораженные бактериями, излучающими свет.
Брачные песни и сигналы
Зрение помогает в брачный период тем, у кого хорошо устроены глаза и отличный полет. Обоняние удел тех, кто обладает пахучими железами и чутьистыми органами. Живущие в джунглях трав, в густом лесу, больше ползающие, чем летающие, дают знать о себе звуками. В брачной жизни очень многие насекомые пользуются звуковыми аппаратами. У таких насекомых — отличный слух.
Выйдите в ясный день в поле, прислушайтесь. Будет ли это тундра, лес, степь, пустыня — всюду вы услышите жужжание и попискивание, стрекотание, топот ножек, скрежетание челюстей. Этот многоголосый оркестр и есть разговор насекомых. Но не думайте, что ваше ухо уловило все звуки, исходящие от маленьких музыкантов. Нет, подавляющее большинство их звуковых сигналов недоступно для нашего слуха и до нас доходит лишь частица торжественной симфонии летнего дня.
Как же разобраться в многообразии этих песен? Тело насекомых пронизано мельчайшими канальцами, проводящими воздух к клеткам тела, благодаря которым и происходит дыхание. Легких, таких как у человека и позвоночных животных, у них нет. Нет и голосового аппарата, аналогичного нашему. Поэтому звуковые инструменты у этой группы животных стали развиваться в другом направлении. Насекомые производят звуки движением тела и его частей. Самым распространенным и, наверное, самым древним музыкальным инструментом оказался стридуляционый аппарат: один из участков тела испещрен мелкими насечками, по которым водят вибрирующим острием. Вместо насечки может быть ряд зубчиков, которые цепляются за рубчик. Звук стрекотания усиливается натянутой перепонкой. Таков в общих чертах принцип строения этого аппарата. В деталях он может сильно варьировать.
Самые неутомимые певуньи — кобылки на внутренней поверхности бедер имеют ряд зубчиков. Поводя бедрами сверху вниз музыкант цепляет за одну из жилок надкрылий. Звуковая жилка наиболее прочна, выступает острым ребрышком, рядом с нею располагается усиливающая звук перепонка. Другие, не менее ретивые певцы наших полей — сверчки, кузнечики и медведки поют только одними надкрыльями. У сверчков на обоих надкрыльях расположено по звуковой жилке и скребку. Оба крыла попеременно используют то жилку, то скребок.
Звуковой аппарат кузнечиков сходен со сверчковым, но у них наоборот, крылья устроены несимметрично, то есть зубчатая жилка находится на левом, а скребок на правом крыле. Музыкальный аппарат сверчков служит дольше, чем кузнечиков. В природе сверчки поют громче кузнечиков, песенная их жизнь продолжительней. Хотя по данным Чепмена, звуковые органы сверчков тоже не симметричны, но в противоположность кузнечикам они левши. У кузнечиков и сверчков звук усиливается прозрачной мембраной, так называемым зеркальцем, окруженным рамочкой. Если зеркальце разрушить, проколов его иглою, или нанести на его рамку капельку клея, сила звука резко падает.
У многих кузнечиков и сверчков звуковой аппарат настолько сильно развит, что крылья неспособны к полету. Возможность распевать песни была куплена дорогой ценой. Очевидно, первое в их жизни оказалось важнее второго. У кобылки Метона прыгательные ноги используются только для стрекотания и неспособны к прыжку, а брюшко раздуто и превращено в резонатор. Растянутое брюшко, наполненное воздухом, свойственно целому семейству кобылок Пневморида. Замечательно то, что звуковые аппараты есть только у прыгающих кобылок, у ползающих их нет. Почему, неизвестно. Быть может, потому, что распевая песни, надо уметь вовремя ускакать от опасности.