Британские исследователи выяснили, что бабочки не бессмысленно порхают по саду, а выбирают определенные маршруты движения. Ученые прикрепили к насекомым миниатюрные датчики, показания которых отражались на экране радиолокатора. При этом удалось не только зафиксировать траектории полетов, но и определить скорости передвижения насекомых.
Один из авторов эксперимента, Лиззи Кант, работающая на Ротамстедской испытательной станции близ города Харпенден (это один из старейших сельскохозяйственных исследовательских полигонов в мире), говорит, что раньше проследить за полетом протяженностью более километра не было никакой возможности. Передатчики весом 12 миллиграммов сделали это реальностью. Их установили на спинки бабочек павлиний глаз (Inachis io) и крапивница (Aglais urticae). Убедившись, что приборы не влияют на поведение насекомых, ученые выпустили 33 особи на поле размером 500 на 400 метров — это поле они и сканировали с помощью радара. В результате были получены траектории полетов почти всех бабочек — точнее, тридцати из них.
Проанализировав записи, ученые пришли к выводу, что есть два типа движения: быстрое прямолинейное — со скоростью 2,9 метра в секунду и медленное, кругами, при сборе нектара — со скоростью 1,6 метра в секунду. Очевидно, что медленное кружение помогает бабочкам находить цветы, идентифицировать их и определять место для зимовки. Бабочки еще за 200 метров распознавали неподходящую среду обитания, например плотный ряд деревьев, и не приближались к ней. А за 100 метров они уже находили места кормежки.
Ранее с помощью радара отслеживали движение шмелей и медоносных пчел. При том, что эта работа кажется далекой от практики, она может пригодиться специалистам по охране природы и фермерам.
Если английским пчелам, как мы помним, грозит опасность от клещей, то есть членистоногих, принадлежащих к совершенно другому классу — классу паукообразных, — то иным насекомых следует опасаться своих же собратьев, иначе говоря, самих себя. Это выяснили английские энтомологи, которые вместе со специалистами из США и Панамы изучали панамских термитов. Оказалось, что термит из касты солдат может выбрасывать свои мощные грызущие мандибулы («клешни»), расположенные на голове, с фантастической скоростью — 70 метров в секунду. Штормовое предупреждение объявляется в городах России, когда прогнозируемая скорость ветра превышает 18 метров в секунду, а ураганом считается ветер со скоростью больше 33 метров в секунду.
Термиты — самые примитивные из общественных насекомых, они значительно уступают муравьям и пчелам по социальной организации. Термиты наносят большой урон деревянным строениям в тропиках и странах с теплым климатом, поскольку умеют переваривать основной компонент дерева — целлюлозу. Своим оружием — мандибулами — они пользуются при обороне термитника от главных естественных врагов — муравьев, а также — вот она, братоубийственная война! — для решения личных проблем, возникающих между самими термитами.
Сейчас ученые пытаются выяснить, с помощью каких мышц и каким образом термитам удается поставить свой рекорд. «Человеческий» рекорд зафиксирован у мастеров карате, но они наносят удар рукой со скоростью всего лишь 15 метров в секунду.
Впрочем, не только термиты опасны сами себе. Энтомологи из Оксфордского, Сиднейского и Принстонского университетов считают, что нашли объяснение странному поведению саранчи — эти прожорливые насекомые зачем-то перемещаются вместе огромными стаями, хотя при этом они очень скоро начинают испытывать недостаток в пище. Стая саранчи в состоянии уничтожить за день десятки тысяч тонн растительной пищи и поэтому представляет собой буквально кару небесную для крестьян и фермеров.
«Саранча летела, летела и села, сидела, сидела, все съела и вновь полетела», — писал коллежский секретарь Александр Пушкин, посланный графом Воронцовым на юг с целью изучения вредоносности этих насекомых.
Университетские энтомологи предположили, что как раз при недостатке растительной пищи более зрелые особи не брезгуют каннибализмом и нападают на неопытный молодняк, который при этом в ужасе сбивается в стаи и коллективно спасается бегством. Такое поведение закрепляется на уровне инстинкта, и повзрослевшие саранчата летают вместе уже постоянно, причем за день стая преодолевает расстояние в десятки километров.
Кстати, коллежский секретарь Александр Пушкин поручения графа Воронцова не выполнил, в чем его впоследствии упрекал знаменитый биолог Александр Любищев.
Пожалуй, самые удивительные способности демонстрируют существа еще более мелкие, чем насекомые. Например, оказалось, что некоторые многоклеточные организмы способны выжить в открытом космосе.
Первым человеком, побывавшим в открытом космическом пространстве, был наш космонавт Алексей Леонов. Разумеется, он вышел за пределы корабля не в тренировочном костюме, а в специально созданном для этой цели скафандре. Не защищенный от вакуума организм мгновенно погибнет, его просто разорвет внутреннее давление. Поэтому сцена падения Куэйда на поверхность Марса в фильме «Вспомнить все» сильно затянута — герой Шварценеггера не прожил бы и секунды. Однако недавно было продемонстрировано, что в жутких космических условиях все-таки может выжить (и даже впоследствии дать потомство) многоклеточное существо, причем без скафандра и кислорода.
Эксперименты проводились в 2007 году международной группой ученых на российском спутнике «Фотон-МЗ», а испытателями стали тихоходки видов Richtersius coronifer и Milnesium tardigradum. Эти маленькие существа (не более полутора миллиметров в длину) относятся к типу членистоногих и известны своей поразительной устойчивостью к изменениям условий существования. Так, тихоходки в состоянии часами находиться в жидком гелии при температуре минус 271 градус Цельсия, выживать при уровне радиации 500 тысяч рентген (человек умирает при 500 просто рентген), могут целый час продержаться в кипятке. В эту «годину тяжелых испытаний» тихоходки погружаются в состояние анабиоза, их тела высыхают и покрываются особым воском. Неудивительно, что именно тихоходки были выбраны для, казалось бы, совершенно бесчеловечных экспериментов.
Тихоходки находились в специальной камере с заслонкой. При открывании заслонки они оказывались в условиях космического вакуума, сверхнизкой температуры и воздействия больших доз ультрафиолетовой радиации. Через несколько дней заслонку закрыли, а условия в камере вернули к обычным на спутнике. Оказалось, что все тихоходки высохли, но вскоре они, по большинству, восстановили свои жизненные функции, а некоторые даже отложили яйца, из которых появилось нормальное потомство.
Это первый случай, когда в таких экстремальных условиях выжили многоклеточные организмы. Ученые полагают, что результаты этих экспериментов будут полезны для планирования путешествий на обитаемых космических кораблях.
Некоторые животные умудряются существовать и даже размножаться и в нелегких земных условиях. Как слишком хорошо известно, в результате аварии ядерного реактора Чернобыльский регион подвергся выбросу большой дозы радиации. Так вот теперь его экологическая система возвращается в нормальное состояние. Ученые, изучавшие район вокруг бывшей атомной электростанции, говорят, что сейчас здесь богаче, чем до катастрофы, видовое разнообразие растений и животных.
Зона поражения занимает четыре тысячи квадратных километров в Украине, Белоруссии и России, в ней зафиксировано сто видов растений и животных, находящихся под угрозой исчезновения и занесенных в список Международного союза охраны природы и природных ресурсов. Около сорока из них, включая некоторые виды волков и медведей, до катастрофы вообще не жили в этих местах. А если есть хищники, находящиеся на вершине пищевой цепи, то все должно быть в порядке и с их жертвами и растениями, которыми жертвы питаются. Как такое могло случиться, учитывая, что уровень радиации по-прежнему высок?
Джеймс Моррис из университета штата Южная Каролина считает, что мутациям подвергаются в основном молодые особи, которые в результате этих изменений относительно быстро погибают, не успев повзрослеть. А остаются в живых и дают потомство только те, кого мутации не коснулись. Доктор Моррис называет происходящее в зоне заражения «эволюцией на стероидах»: при высоком уровне отклонений от нормы естественный отбор протекает быстрее и эффективнее.
В ходе эволюции некоторые живые существа приобрели такие признаки, которые могут пригодиться человечеству для использования в самых неожиданных областях. Например, для замены углеводородного топлива. Поскольку цены на нефть и газ все время растут, пусть даже испытывая иногда временные падения, развитые страны давно уже ищут альтернативные источники энергии.
Для получения электричества используют атомные, солнечные, приливные и ветровые электростанции, однако перевести многомиллионный парк автомобилей на электричество пока не удается, да и вряд ли удастся даже в перспективе — электромобилями еще можно пользоваться в городах, но для междугороднего сообщения и тем более для обработки сельскохозяйственных угодий они вряд ли годятся.
Альтернативное топливо на основе этанола, получаемого из кукурузы или сахарного тростника, также не решает проблемы, так как для получения одного литра спирта требуется практически столько же — то есть опять-таки литр — углеводородного топлива: без топлива никак не получится обрабатывать поля на тракторах, перевозить сырье и перегонять барду.
Однако сейчас появилась надежда, что эта проблема будет решена с помощью микроскопических грибов-паразитов, обитающих внутри древесины и расщепляющих целлюлозу с образованием смеси углеводородов. Именно целлюлоза древесины — возобновляемого источника сырья — наиболее перспективна для переработки в топливо, но разложить прочные цепочки целлюлозы очень трудно, для этого требуются специальные ферменты. Оказалось, что ими обладают грибы Gliocladium roseum, паразитирующие на южноамериканском кустарнике эукрифия. Самое поразительное, что при разложении целлюлозы грибы выделяют такие углеводороды, как декан, 4-метилциклогексен, ундекан, октан и бензол. По своему составу эта смесь очень близка к дизельному топливу и вполне может использоваться вместо него.