В ОДНОЙ СВЯЗКЕ
В ОДНОЙ СВЯЗКЕ
Взаимоотношения между природой — живой и неживой, — с одной стороны, и насекомыми, с другой, очень сложны и переплетены. Конечно, мы знаем, что природа первична, а шестиногие существа — лишь составная ее часть. Но какая она, эта часть, важная и могучая! Рассказывает видный советский энтомолог, профессор, лауреат Государственной премии Г. А. Мазохин-Поршняков:
— Представим на минуту, что насекомые исчезли с лица Земли… и перед нашим мысленным взором пройдут мрачные картины разительных перемен в природе. Поблекли краски лугов и полей, ибо вымерли все цветковые растения, кроме опыляемых ветром, птицами и летучими мышами. Не стало семян и плодов, а значит, лишились пищи те, кто ими питался: погибло большинство насекомоядных и плотоядных, а также часть хищных птиц; исчезли насекомоядные и млекопитающие, рептилии, земноводные и существовавшие за их счет хищники: перевелись и многие пресноводные рыбы, кроме растительноядных и хищных, а последних заметно поубавилось. Резко упало плодородие почв — ведь бесчисленные насекомые разрыхляли, перемешивали и удобряли своими экскрементами почву. Леса, степи, поля оказались погребенными под ворохом отмерших растений и опавших листьев — микроорганизмы, грибы и оставшиеся беспозвоночные не справились без насекомых с переработкой опада. Особенно изменились тропические леса и саванны, где не стало такого мощного гигиенического фактора среды, как термиты. Без насекомых-санитаров, потребляющих и обычно закапывающих животные остатки, воздух наполнился смрадом разлагающихся трупов и экскрементов.
Профессор задумывается, а мы, воспользовавшись паузой, вернемся в реальный мир, выбираясь из нарисованной картины голода, запустения и тлена. Чтобы двинуться дальше, сосредоточим свое внимание сначала на роли насекомых в жизни цветковых растений, имея в виду их обоюдовыгодные союзы, взаимную пользу и даже партнерство в сотворении цветков, сияющих всеми цветами радуги, где сами насекомые в конце концов кажутся цветами, оторвавшимися от стеблей, а потом… Подождите, сами увидите.
На Земле произрастает около 330 000 видов современных цветковых растений, из них около 80 процентов опыляются насекомыми. Насекомых-опылителей еще больше — не менее 400 000 видов, что составляет 20 процентов их видового состава.
Почему же так произошло?
Во-первых, потому, что насекомые были первыми властелинами воздуха и примерно 100 000 000 лет господствовали в нем. Они и тогда не были безразличны к диковинным растениям — питались ими и продуктами их распада. Они не могли не воспользоваться пыльцой прародителей цветковых растений, опыляемых ветром. Эти растения имели однополые цветки. Когда пыльца развеивается по ветру, у растений, чтобы выжить, имеется единственный шанс повысить вероятность опыления, производя бесчисленное количество ее. Ведь пыльца может принять участие в размножении растения только в том случае, если угодит на женскую шишку. Вот почему ветроопыляемые растения до сих пор производят ее в огромных количествах. Так, у сосны в одной маленькой мужской шишечке образуется несколько миллионов пыльцевых зерен, а небольшой сосновый бор в пору цветения выбрасывает в воздух столько пыльцы, что близлежащие водоемы оказываются затянутыми сплошной желтой пленкой, а у кромки воды скапливается желтый пыльцевой слой. Насекомые приспособились питаться пыльцой еще примерно 280 000 000 лет назад, еще задолго до появления двуполого цветка, питаются ею до сих пор и не зря. Ведь пыльца очень питательна, по калорийности она приближается к мясной пище, в которой много белков, жиров, витаминов и разных микроэлементов.
Во-вторых, не «дремали» сами цветковые растения. Они научились использовать насекомых как курьеров для переноса пыльцы. Выполнять такую работу удобнее всего, когда на растениях имеется двуполый, а не однополый, цветок.
Прообразом двуполого цветка считается цветок магнолии, появившийся около 100 000 000 лет назад, — самый ранний и примитивный из всех известных букетов на цветочном рынке природы. Получился первый блин, но не комом: яйцеклетки, каждая в отдельности защищенная зеленым нарядом, имеющим наверху отросток-рыльце, собраны в центре, а вокруг расположены многочисленные тычинки — производители пыльцы. Все это окружено видоизмененными листьями — лепестками для того, чтобы зазывать насекомых. С тех пор до нашего времени преобразился лик всей Земли: все кругом расцвело всеми красками радуги.
Двуполые цветки — первое совместное изобретение растений и насекомых — таят в себе одну опасность: самоосеменение, что одновременно исключает перекрестное опыление — перенос пыльцы с одного цветка на рыльце цветка другого. Это чревато последствиями, приводящими (при систематическом, длительном самоопылении) к вырождению растений, что показал на опытах великий Ч. Дарвин. Свыше 30 лет проводил он исследования, давшие ему основание заявить:
— Перекрестное опыление обыкновенно оказывает на растение благоприятное действие, а самоопыление — часто вредное… С практической точки зрения полеводы и садоводы могут кое-чему научиться из тех выводов, к которым мы пришли.
Так сказал человек, очень осторожный в своих заключениях. К слову, в природе самоопыление обычно исключается, так как в цветке тычинки и пестики изолированы друг от друга, а также разобщены сроки созревания яйцеклетки и пыльцы. Между ними возникают и другие изолирующие преграды. Раз зашла речь о практике, то уместно сделать небольшое отступление. Да, действительно, сегодня и для практиков не секрет, что не будь растений, опыляемых насекомыми, меню человека было бы значительно беднее, чем оно есть на самом деле. Шутка ли сказать, что насекомые принимают непосредственное участие в сотворении фруктов и ягод из семейства розоцветных, включая яблоню, клубнику и вишню. Арбуз, дыня, тыква и другие бахчевые тоже опыляются насекомыми. Горох, бобы, фасоль и родственные им растения, богатые белками, — все они завязываются лишь после опыления вездесущими шестиногими существами. Урожай и качество семян гречихи и подсолнечника зависят от опыления их цветков пчелами. Для получения высоких урожаев клевера и люцерны важны пчелы и шмели. Кстати, шмели «пасутся» на довольно ограниченных участках размером от 7 до 700 квадратных метров; границы их могут перекрываться, но члены разных семей посещают разные виды растений, таким образом исключая конкуренцию друг с другом. Морковь и капуста, хотя и вырастают не из цветков, но все равно приходится получать семена этих растений опылением насекомыми, чтобы заложить новый урожай…
Словом, около 300 видов возделываемых сельскохозяйственных культур, как правило, опыляются насекомыми, из-за чего попадают на наш стол. А садовые и декоративные цветы — источник вдохновения, настроения, радости и любви — они тоже в большинстве случаев появляются в результате совместного творческого труда человека, исходного дикого растения и насекомых-опылителей. По выражению Мориса Метерлинка, «с человеческой же точки зрения мы должны сознаться, что, не ведая цветка, мы знали бы очень мало истинных проявлений и выражений счастья».
Но вернемся к прерванной теме. Так вот, первые цветки были открыты для всякого насекомого, кто бы ни захотел на них побывать. Они устраивали пир на весь мир. В свою очередь, первые насекомые, посещавшие растения ради пыльцы, приносили растениям весьма скромную пользу. Такие гости бывали на цветках разных видов без разбора и тем самым растрачивали приставшую к ним пыльцу впустую, так как пыльца растения одного вида, занесенная в цветок другого вида, просто-напросто пропадала напрасно.
Чтобы привлечь к себе определенных насекомых и завязать с ними обоюдовыгодный союз, растениям приходилось изобретать. Изобретения не заставили себя ждать. Такой природный дар как нектар, одно из крупных изобретений цветковых растений, обязан своим появлением насекомым. Единственное назначение нектара — это служить сладкой калорийной пищей для взрослых насекомых. Так надо. Взрослые насекомые — стадия размножения и расселения — остро нуждаются в энергетическом сырье — легко усваиваемых углеводах, как нектар. Ведь пыльца трудно перерабатывается в организме. Нектар имел переломное значение в эволюции режимов питания у взрослых насекомых и в изменении их ротового аппарата. С его появлением растения и насекомые видоизменяли друг друга: определенные растения начали развиваться вместе с определенными насекомыми, удовлетворяя потребности друг друга. Недаром нектар выделяют 90 процентов растений, опыляемых насекомыми.
По способу отдачи нектара насекомым среди цветков различают две группы. В первой из них нектар хранится открыто и доступен всем насекомым-сладкоежкам, имеющим простые и короткие хоботки и даже грызущий ротовой аппарат. На таких цветках, собранных особенно в зонтики и кисти, ничего не скажешь, всегда — пир горой: тут угощаются многие жуки, мухи, пилильщики, пчелы, осы и наездники — у человека-наблюдателя даже глаза разбегаются! Во второй группе нектар собирается в самых разнообразных, нередко труднодоступных приспособлениях-хранилищах. Искусно спрятанный нектар удается добыть лишь насекомым — узким специалистам по сосанию. Так, ночная двулистная фиалка опыляется только ночными бабочками-бражниками, имеющими длинный хоботок и умеющими высасывать нектар на ходу, вернее, на лету. И не удивительно, что у длинного цветка нет никакой посадочной площадки.
Между тем, некоторые насекомые-опылители нуждаются в посадочных местах на цветках. Не все рождены, чтобы выпивать нектар моментально за какую-нибудь секунду, как, например, бражник, в течение одной минуты успевающий посетить и высосать нектар у 27 цветков фиалки! Места посадки на цветках нередко возникают и притом оборудованы самым неожиданным образом. Их лопасти, пластинки, колонки, гребни, бугорки, придатки, бахромки — все это величайшее разнообразие площадок рассчитано на создание удобств для приземления крылатых посетителей. Бобовые дошли до того, что подают даже миниатюрный «трап». Для этого у них цветоножка поворачивается вокруг собственной оси так, что лодочка венчика — место для посадки ожидаемого посетителя, — ранее бывшая наверху, перемещается вниз. Примерно то же самое совершают лесные орхидеи, поворачивая губы цветков на 180 градусов.
Вообще-то говоря, орхидеи приобрели самые поразительные приспособления к опылению. Взять хотя бы нашу обычную орхидею, растущую на сырых лугах и лесных полянах, — пятнистый ятрышник. У него фиолетовые крапчатые цветки собраны колоском. Один из 6 лепестков цветка отогнут книзу, образуя губу — посадочную площадку, — сзади вытянутую в тонкий шпорец. 5 остальных лепестков образовали шлем. Тычиночная нить единственной тычинки срослась со столбиком пестика в колонку. Одна из трех лопастей рыльца преобразилась в клювик, или носик, выступающий над входом в шпорец и нависающий над рыльцем. В карманообразном клювике расположены два странных образования, напоминающих булаву. Каждое из них имеет липкий мешочек, заполненный пыльцой, или поллиний, ножку и маленькую клейкую подушечку — прилипальце. Все это сооружение называется поллинарием. Пыльцевой мешок направлен вверх, а прилипальце погружено в клювик. Я описал строение цветка пятнистого ятрышника подробнее потому, что при всем многообразии нынешних орхидей приведенная схема образования цветка у всех видов одинакова.
Вот и пчела совершила посадку на губу цветка ятрышника и пытается втиснуть свой хоботок в шпорец. Ищет нектар. Это ведет к разрыву внешней перепонки клювика — и освободившиеся поллинарии своими прилипальцами приклеиваются ко лбу визитера, словно у него молниеносно выросли рога. Высосав нектар, пчела, теперь уже рогатая, спешит к другому такому же цветку. Во время перелета с приставшими рогами — поллинариями происходят, казалось бы, странные преобразования: при высыхании клейкого вещества маленький диск прилипальца сокращается и сидящие на ножках пыльцевые мешки, наклоняясь вперед, описывают дугу в четверть круга, принимая тем самым горизонтальное положение. Но эти метаморфозы строго выверены. Не будь этих изменений, пыльцевые мешки расположились бы во втором цветке, посещаемом пчелой, против пыльцевых же мешков и никакого бы опыления не совершилось. А из-за принятого нового положения «рога» пчелы пыльники, одаренные первым цветком, упираются точь-в-точь в рыльце второго цветка. При соприкосновении липкого пыльцевого мешка с липким рыльцем чужой поллинарий, приобретенный в другом цветке, не отрывается от лба пчелы полностью. На рыльце второго цветка остается лишь часть пыльцы, притянутая липким слоем рыльца. Такая экономия приводит к тому, что один поллинарий может опылить несколько цветков.
Не правда ли, тонкий расчет, где нет ничего лишнего? Но это так себе, рядовое явление, будни жизни в мире растений.
При опылении бывают «вещи» и похлеще. Некоторые орхидеи выстреливают своими пыльценосными «снарядами» — поллинариями — иногда почти на метр. А вот ведерчатая орхидея вытворяет такое, что даже верится с трудом. Над ее чашей, или кубком, назовите, как хотите, имеются мясистые наросты, которые, смыкаясь, образуют помещение, куда ведут два боковых отверстия. Если бы в него вошло одно насекомое, ничего страшного бы не произошло. Гость после пиршества ушел бы восвояси. Но не тут-то было. Мясистые наросты источают одуряющий приятный аромат и выделяют опьяняющий нектар. Запах привлекает рой пчел. Все они хотят выпить, поэтому в помещении, как в кабаке, пчелы-завсегдатаи теснятся, толкаются, а некоторые, одурев, начинают тыкаться во все стороны. Одна пчела, не устояв на ногах, проваливается по скользкой поверхности цветка прямо в кубок, вернее, ведерочко, наполненное водою. По словам Мориса Метерлинка, «она находит в нем неожиданное купанье; добросовестно промачивает в нем свои прекрасные прозрачные крылья и, несмотря на страшные усилия, не может больше лететь. Вот этого и ждет коварный цветок». Из плена можно вырваться через единственный выход — сток, через который выливается избыток воды. Пчела, как очумелая, карабкается по нему, сначала касаясь спиной липкой поверхности рыльца, затем — не менее клейких пыльников. Наконец-то, пчела вырвалась на свободу, нагруженная липкой пыльцой. Она уже обсохла и полетела в сторону соседнего ароматного цветка, внутри которого «повторяется драма пиршества, толкотни: купания и спасания, заставляющего соприкасаться с жадной завязью унесенную пыльцу».
А впереди не то еще будет…
Но сначала обратимся к книге Ч. Дарвина «Опыление орхидей» и найдем место, где он пишет:
— Несколько экземпляров латифолии росли около моего дома, я имел возможность в продолжение многих лет наблюдать здесь и в других местах способ их опыления. Хотя пчелы и шмели разных видов постоянно летали над этими растениями, я никогда не видел, чтобы пчела или какое-либо двукрылое насекомое посещало эти цветки. С другой стороны, я неоднократно видел, как обыкновенная оса Веспа сильвестрис высасывала нектар из чашевидной губы. При этом я видел и акт опыления, совершавшийся при помощи ос, уносивших пыльцевые массы и затем переносивших их на своих головках на другие цветки… Весьма замечательно, что сладкий нектар этого эпипактиса не представляет привлекательности ни для какого вида пчел. Если бы вымерли в каком-либо округе, то, по всей вероятности, такая же судьба постигла бы Эпипактис латифолия.
Далее он приводит большое количество примеров поразительной взаимной приспособленности цветков и опыляющих их насекомых, но он все же считает, что наиболее удивительным из известных… является Эпипактис латифолия. Латифолия — это тоже орхидея.
Не зря удивлялся гениальный Дарвин. Но он не разгадал загадку взаимных симпатий цветков латифолии и опыляющих их ос.
Что же все-таки зовет ос к этим цветкам? Ответ был найден лишь в 50-ходах XX века в результате изучения… численного состава опылителей: все они оказались представителями мужского пола перепончатокрылых. Выяснилось: самцы ос совершают облет потому, что сердцевина изумительного цветка удивительно похожа на их долгожданную невесту. Потом была обнаружена целая группа таких орхидей.
И это еще не все. Любой такой цветок, строением своих частей напоминающий живые организмы, издает такой же запах, как оса-самка, готовая к спариванию. Обманутый сходством и запахом, самец осы пытается копулировать с цветком — «самкой» и улетает, унося на другой цветок пыльцевой мешок. Если о важной роли насекомых в опылении цветковых растений и о значении пыльцы и нектара в жизни насекомых известно с конца XVIII века по книге замученного бедностью и не понятого современниками замечательного натуралиста Христиана Конрада Шпренгеля «Раскрытая тайна природы в строении и опылении цветков», вышедшей в 1793 году, то о существовании «маслоносных» (не нектароносных) растений мы узнали совсем недавно — в середине XX века. О них поведал миру западногерманский ботаник, профессор Штефан Фогель. Изучая растительный мир Южной Америки, он обнаружил свыше сотни видов деревьев с цветками, выделяющими, вместо нектара, жировые капли, и десятки видов пчел, собирающих их.
Эти дикие пчелы, ведущие одиночный образ жизни, передними и средними ногами счесывают с гребешков на цветках микроскопические жировые капельки и складывают их в губчатые корзинки на задних ногах. Собранным жиром они пропитывают хлебцы из пыльцы — незаменимую пищу для личинок, развивающихся в индивидуальных норках. На каждую личинку приходится по одной булочке с маслом.
Получается, что не только пыльца и нектар, но и жировые капли привлекают насекомых к цветкам, нуждающимся в опылении.
Как говорится, на хороший цветок и летит мотылек; трава красиво расцветает, чтобы пчелка на нее поглядела; на хороший цветочек и пчела летит. Кто не видел веселое, буйное цветение летом: васильки, ромашки, колокольчики, лютики, иван-да-марья, кровохлебка, иван-чай… раскрывают самые изящные свои творения, радующие глаз, и выставляют себя напоказ. Летите, бабочки, пчелы, шмели, мухи, спешите на пир природы!
Разве цветковые растения рекламируют себя? Вот ответ Дэвида Эттенборо:
— Да, сладкий товар — нектар и пыльца — нуждается в рекламе. Яркая раскраска цветков делает их заметными с довольно большого расстояния. Насекомое приближается и по особым знакам на лепестках читает, где именно находится лакомое сокровище. У многих цветков к сердцевине оттенок становится ярче или — как у незабудок, алтея, вьюнков — появляется совсем другой цвет. У других лепестки размечены линиями и точками, словно летное поле аэродрома, и насекомое читает по этим знакам, где садиться и в какую сторону подруливать, — таковы наперстянка, фиалка, рододендрон. Подобных меток существует гораздо больше, чем можно подумать. Многие насекомые различают цвета в той части спектра, которая недоступна нашему глазу, и цветки удовлетворяют эти их способности. Если сфотографировать цветок, представляющийся нам ровно раскрашенным, на пленку, чувствительную к ультрафиолетовым лучам, на лепестках обнаружится много разных штрихов.
Добавим к сказанному. В яркие чистые тона, как красный, синий, желтый, окрашены прежде всего цветки, раскрывающиеся днем, для того, чтобы быть заметными для дневных насекомых-опылителей. Летние цветки контрастны и резко бросаются в глаза среди зелени трав. К осени на фоне опавших на землю желтых и бурых листьев раскрываются синие и белые, но никак не желтые цветки. В лесной тиши в тени деревьев на фоне темного опада заметнее всего цветки белые и бледные. У цветков, раскрывающихся ночью, опыляемых ночными насекомыми, наряд белый или светлый.
Некоторые цветки меняют окраску в зависимости от стадии развития: они в цветочной почке — красные, при полном цветении — фиолетовые, а отмирающие — синие. Это своего рода «вывеска», адресованная опылителям. Так, у незабудки и у медуницы венчики неопыленных цветков — розовые, а у опыленных — синие. Для насекомых такой «язык «понятен: они избегают посещения опыленных цветков.
Иногда в соцветиях между цветками происходит разделение обязанностей: ярко окрашенные крупные цветки, расположенные по краям, теряя способность опыляться и становясь бесплодными, привлекают насекомых и указывают путь к центральным мелким невзрачным цветкам, выделяющим нектар и предназначенным для размножения. Таковы соцветия калины и тысячелистника.
Вот и выяснилось, что насекомые живут в мире красок. Что они воспринимают и как видят?
Прежде чем ответить на эти вопросы, скажем, как они чувствуют вообще. Не секрет, людям свойственно рассматривать окружающий мир со своей колокольни. По мнению многих, органы чувств насекомого сосредоточены в его голове. Подобное утверждение далеко от истины. Дело в том, что маленькая голова насекомого не может вместить все те центры, которые дают ему информацию о внешнем мире. Насекомые — совсем иные существа, нежели человек. Если человек непосредственно соприкасается с внешним миром и познает его при помощи органов чувств, расположенных главным образом на голове, то насекомое, заключенное в бесчувственный панцирь своего наружного скелета и тем самым отрезанное от окружающей среды, воспринимает мир бесчисленными чувствительными волосками или производными от них образованиями, расположенными на усиках-антеннах, ротовых частях, ногах, на поверхности всего тела и даже на крыльях. Каждый волосок проходит через наружный скелет и прикрепляется к нижнему слою кожного покрова наподобие шарового шарнира. Когда он изгибается, меняется и его положение, отчего возникает нервный импульс, моментально передаваемый в центральный пульт управления организмом — в мозг. Ответы насекомых на усиленно бомбардирующие раздражения, воспринятые чувствительными волосками, быстры и точны.
Каждый из вас миллион раз пытался прихлопнуть надоедливых комнатных мух чем угодно, чтобы только било. Сами знаете, в этом деле у вас неудач гораздо больше, чем удач. Вот ведь какие ловкие! А как они узнают, что их собираются отправить на тот свет? Волосками, притом определенными, а именно теми, что расположены на крыльях. Они так тонко чувствительны к воздушным потокам, что заблаговременно предупреждают их владельцев о приближении хлопушки или любых плотных предметов. Имея такие волоски, различные насекомые приобрели способность слышать — ногами, ощущать запах — усиками, определять вкус — передними лапками и множество других особенностей, невероятных с точки зрения человека.
Все эти реакции обслуживаются простой, но эффективной нервной системой, которая внешне похожа на бусинки, нанизанные на две нити. В каждом сегменте насекомого расположена пара нервных центров, или ганглиев, и все они соединены между собой нервными тяжами. Первые три пары головных, слитых вместе, нервных центров образуют мозг, который принимает информацию от органов чувств и подает команды к действиям. Следующие три, тоже слитые воедино, головные ганглии отвечают за работу сложного ротового аппарата. Нервные центры груди управляют работой крыльев и ног. Остальные пары ганглиев, находящиеся в брюшке, ответственны за сложное «хозяйство» этой части тела.
Как видите, каждый отдел тела насекомого полусамостоятелен и может выполнять действия, не «советуясь» с мозгом. Так, обезглавленное насекомое может прожить целый год, пока не умрет от голода. Отрезанное брюшко бабочки способно к оплодотворению и откладке яиц.
Для человека зрение — наиважнейшее чувство. Слепой человек во многом изолирован от окружающего мира. Если у него слух, обоняние и осязание доведены даже до предельного совершенства, развиты в высшей степени, они, все вместе взятые, не заменят ему видящих глаз. Ведь человек главным образом воспринимает мир своими глазами, получая 90 процентов информации благодаря зрению.
Другое дело — насекомые. В их жизни главное место занимают запахи, так как они привлекают их с таких расстояний, увидеть которые органы зрения бессильны и беспомощны. Для насекомых запахи — это первая ступень познания мира. При помощи запахов они не только ориентируются, но определяют даже величину и форму предметов, «заглядывают» внутрь и узнают, где и в каком положении находятся разыскиваемые ими скрытно живущие существа.
Тем не менее на близких расстояниях зрение для насекомых имеет большое значение. Зрительно они отличают свет от темноты, а также различают форму предметов, их взаиморасположение и перемещение, расстояние до них, отдельные цвета и интенсивность освещения.
Рассмотрим некоторые особенности зрения насекомых. Начнем с их «близорукости». Как правило, зрение насекомых достаточно остро на расстоянии всего двух метров. Самая зоркая из наших насекомых стрекоза, увидев добычу с двух метров, бросается на охоту за ней, а медоносная пчела уже на расстоянии метра ничего не может разглядеть. Шмель начинает видеть с полметра. Немало и таких насекомых, которые замечают лишь то, что под носом, и не потому, что у них нос не дорос, а потому, что зрение значительно ослаблено.
Далее. Насекомые способны реагировать на быстро движущиеся предметы и различать их. Движение, кажущееся нам мгновенным, для насекомых окажется настолько замедленным, что они в состоянии рассмотреть мельчайшие подробности и детали летающих объектов. Пчела, например, способна держать в поле зрения предмет, который мелькает 300 раз в секунду, в то время как наш глаз не заметит и в 6 раз более медленного его мелькания. Для нее, как и для мухи, чтобы разглядеть движущийся предмет, достаточно и 0,01 секунды. Это очень важно. Ведь движущийся объект может оказаться врагом, от которого надо спасаться, или добычей, которую надо поймать.
У насекомых четкость увиденного намного хуже, чем у нас. По этому показателю медоносная пчела уступает человеку в 80—100 раз, а плодовая мушка-дрозофила — примерно в 1000 раз.
Обратите внимание еще на одну «изюминку» зрения насекомых — на их способность видеть «невидимое» — ультрафиолетовые лучи. Для них цветки, кажущиеся человеку бледными и блеклыми, сияют великолепием красок ультрафиолетового спектра, в который наш глаз не в состоянии проникнуть. Используя этот дар, пчелы, осы, шмели и муравьи ловко ориентируются на местности даже в пасмурный день по положению солнца на небе, хотя оно для нас и не видно. Объясняется это тем, что часть ультрафиолетовых лучей проходит сквозь облака. Тот участок неба, где находится солнце, примерно на 5 процентов ярче остальной его части. Насекомым этой разницы хватает, чтобы выяснить положение дневного светила.
И наконец, глаза насекомых чувствительны к поляризованному свету, который отличается от обычного тем, что в нем колебания совершаются в одной плоскости. Некоторые солнечные лучи, проходя через атмосферу, встречают на своем пути частицы различных веществ и рассеиваются их молекулами. Это и называется поляризацией света. В облачный день, если насекомое увидит участок чистого неба, оно может ориентироваться по поляризации света голубого неба. Поляризованный свет наш глаз не воспринимает.
Насекомые — опылители цветков, конечно же, различают и видимые нами цвета, но какие и в какой степени — об этом известно мало. Во всяком случае, они воспринимают иной диапазон цветов, чем человек. Так, пчела видит мир, окрашенный в четыре основных цвета: красно-желто-зеленый (вместе, слитно, как единый, нам не доступный цвет), потом — сине-зеленый, сине-фиолетовый и ультрафиолетовый.
Если бы врача — специалиста по болезням глаз — попросили оценить состояние глаз насекомых, он попал бы в затруднительное положение. Это и неудивительно. Ведь наш глаз и глаз насекомого — принципиально разные по своему строению.
Глаза взрослых насекомых, расположенные по бокам головы, не простые, а сложные. Каждый, кто держал в руке крупное насекомое, не мог не заметить, что глаза у него занимают относительно большую поверхность головы. Но далеко не всем известно, что каждый глаз его составлен из множества отдельных маленьких глазков — омматидиев, образующих снаружи шестигранные фасетки. Омматидий представляет собой самостоятельный микроскопический зрительный аппарат, составными частями которого являются крошечная линза, светопроводящая система и светочувствительные клетки сетчатки. Он изолирован от соседних глазков непроницаемым для света слоем из пигментных клеток и видит какой-то крошечный точеночный участок. Из множества этих отдельных точек-изображений, фиксированных омматидиями, в мозгу насекомого складывается мозаичное видение.
Число маленьких глазков, входящих в состав сложного глаза, в основном зависит от образа жизни насекомых. У проворных, быстрых насекомых-хищников, которые на охоте полагаются только на зрение, число омматидиев достигает 28 000, как у некоторых стрекоз, и 9000, как у жуков-плавунцов. С ними соперничают насекомые-опылители, отыскивающие визуально свои любимые цветки, например, дневные бабочки, имеющие до 17 000 омматидиев. У комнатных мух-непосед, на которых глаза бы не смотрели, глазков в глазу не менее 4000. У наших муравьев-рабочих, рожденных ползать, а не летать, скорость движения убывает — и омматидиев у них меньше — 1200. У некоторых муравьев — жителей подземелья, в гнездах которых ни зги не видно, глаза сильно редуцируются, в них всего-навсего 6 глазков. Для этих подземных жителей зрение не имеет почти никакого значения. Однако как бы слабо ни было зрение насекомых, все они очень тонко улавливают длину светового дня и в зависимости от нее регулируют свой жизненный цикл.
Итак, мы прозрели насчет зрения насекомых.
А теперь продолжим обсуждение изобретательской деятельности цветков, направленных на заманивание насекомых-опылителей. Вспомните, мы начали с окраски-приманки цветков. Мы также уже знаем, как чутко реагируют самцы насекомых на аромат девственных самок. Так вот, не слабее приманивают насекомых, как самок, так и самцов, и запахи перекрестно опыляемых растений. Думают, что ароматические сигналы цветков в сложной цепи приманок являются первым звеном, притягивающим опылителей издалека. Уже потом, с близкого расстояния, с 0,5–2 метров, для опознания включается окраска и форма цветков.
В природе разнообразие запахов почти беспредельно, о чем можно судить хотя бы из следующих данных: человек может уловить 6000–8000 запахов, а собака воспринимает и различает 2 000 000 оттенков 20–30 основных запахов. Насекомые тоже прекрасно разбираются в запахах и выбирают те из них, которые источают их излюбленные цветки. Пчела по запаху узнает несколько тысяч различных растений. А бабочки, летая против ветра и корректируя направление по относительному количеству пахучих молекул, устремляются за своими пахнущими цветками даже в скверики и парки городов, загрязненных посторонними запахами отходов фабрик и заводов.
Впрочем, свои запахи растения не растранжиривают как попало, а расходуют экономно. В непогоду, когда насекомые отсиживаются в укромных местах, цветки не пахнут. Цветки, например, у яблонь, груш и клевера, опыляемые пчелами, осами, шмелями и дневными бабочками, благоухают только днем, а ночью прекращают выделение ароматных веществ. Наоборот, цветки, опыляемые ночными насекомыми — бражниками, совками, — пахнут только ночью, а днем теряют эту свою способность.
Многие растения, такие, как лаванда, розы, сирени, гиацинты, ландыши, фиалки, акации, выделяют ароматные химические соединения с бензольным ядром, в которых атомы водорода заменены остатками алкоголей и кислот. Они привлекают насекомых и приятны нам. Но не всегда «вкусы» на запахи у насекомых и у человека совпадают, нередко они диаметрально противоположны. Так, мясные и падальные мухи всему на свете предпочитают запах гниющей падали, который для нас омерзителен. Цветки, опылителями которых являются эти двукрылые насекомые, учитывают их любовь к вони и выделяют притягательный для мух запах гнили, от которого раньше люди в обморок падали. Так что не все цветки должны обязательно ласкать наш взор и нюх. Взять хотя бы обыкновенный кирказон, произрастающий в черноземной полосе, чьи трубчатые цветки пахнут тухлым мясом и в отгибе венчиков окрашены в грязно-красный цвет для пущего сходства с тухлятиной. Такой пикантностью кирказон соблазняет мух, а соблазненную муху, попавшую в его цветок, не сразу выпускает на волю, а задерживает направленными вниз волосками внутренней поверхности цветка. Обеспокоенная муха-пленница бьется в цветке-ловушке, заодно опыляя его пыльцой, взятой из другого цветка, и осыпается с ног до головы новой порцией пыльцы. И вот задерживающие ее волоски завядают и освободившаяся пленница спешит к другому коварному цветку. В высшей степени поражает воображение растение — раффлезия, не имеющая ни корней, ни стебля, ни листьев, но распускающая цветок-великан, достигающий трех метров в окружности и весящий 3–5 килограммов. Чудо-цветок, родом из Суматры, паразитирует на корнях лианы циссуса, похожего на виноградную лозу. Любоваться бы им, восхищаться, да вот мертвечиной воняет — хоть стой, хоть падай, хоть нос зажми и не дыши. Это для нас его запах отталкивающе отвратителен, а для мух он притягателен. Мух медом не корми, а подавай раффлезию! На ее запах слетаются рои мух и видят подобие огромного куска гниющего мяса, окрашенного в темно-красный цвет, местами прерванный белыми бородавчатыми крапинками. Пирующие мухи опыляют цветок и откладывают на него свои яйца, развивающиеся в разлагающихся частях растения. Получается так, что лиана циссус находится под двойным гнетом, а именно: паразитической раффлезии и ее сожителей — многочисленных мух.
Червивая стапелия в Южной Африке по запаху соперничает с раффлезией и опережает ее в этом отношении. Но соревнование между ними продолжается, еще и по сходству с цветом падали. Стапелия и здесь побеждает: ее коричневые морщинистые волосистые лепестки очень напоминают разлагающуюся шкуру дохлого животного и вдобавок выделяют тепло, как при настоящем гниении. Обманутые запахом, цветом и теплом, мухи не только опыляют цветки стапелии, но и откладывают на них яйца. Появившиеся личинки мух обречены на голодную смерть, потому что вместо желанного блюда — гнилого мяса — под носом обнаруживают несъедобный цветок.
Между прочим, не только цветки приобретают запах пищи насекомых, но и сами шестиногие, — например, самцы некоторых шмелей — подражают запаху цветков. У таких перепончатокрылых женихов на конце брюшка имеется «флакончик с духами» — кожная сумка с пахучими железами, способная выворачиваться наружу. Эти железы продуцируют вещества с ароматом, сходным с запахом тех цветков, которые привлекают неоплодотворенных самок.
Говоря о взаимной приспособленности растений и насекомых, нельзя не привести и те случаи, когда насекомые очень ловко подделываются под цветки. Этим сложным секретом овладели лишь немногие шестиногие и среди них совершенного искусства достигли богомолы. Богомол Гонгилус гонгилоидес, например, если на него посмотреть со спины, на фоне зеленых листьев совершенно незаметен, так как весь он зеленый, а расширения на груди и пластинки на ногах похожи на листья. Но вот он приподнимается и превращается в «цветок», искусно выставляя нижнюю сторону своего тела. Теперь листообразное грудное расширение оказывается копией венчика. Оно бледно-розового цвета, с легким розовым налетом по краям, а в центре выделяется черновато-бурое пятно, изображающее отверстие венчика, — вход в его трубочку. Этим он привлекает насекомых, которыми он питается.
О другом богомоле, обитающем на Малайском полуострове и похожем на цветок, рассказывает X. Б. Котт:
— Его окраска очень похожа на цветы кустарника Меластома полиантум. Богомол тесно связан с этим кустарником и, найдя его, забирается на цветы. Черное пятно на его брюшке очень походит на мелкую мушку. Богомол затаивается на цветке. На его тело, так же, как и на цветки растения, садится множество насекомых. Хищник терпеливо сносит мелких ползающих по нему насекомых, пока не появляется крупная добыча, которую он немедленно захватывает. Этот богомол являет собой один из наиболее убедительных и замечательных известных ныне примеров инстинкта приманивания.
Здесь, как говорят, комментарии излишни, но все-таки добавлю, что богомолы — подражатели цветков извлекают для себя двойную выгоду: во-первых, на них не обращают внимания насекомоядные птицы; во-вторых, на хищный «цветок», как на приманку, собирается разного рода «дичь», от мала до велика — только не зевай, ешь, сколько хочешь, хоть до отвала.
Но все-таки одним из чудес в мире животных считаются случаи, когда насекомые не в одиночку, а в ансамбле составляют изумительные цветки. В Восточной Африке обитают две вариации цикадок-флаттид — зеленая и красная, которые, собравшись вместе, — зеленые внизу, а красные вверху, — имитируют соцветие наперстянки. У них зеленые особи могут образовать нераскрывшиеся бутоны, а красные — раскрывшиеся цветки.
Для пущей убедительности приведу небольшой рассказ Роберта Ордри о цикадах-флаттидах:
— То, с чем меня познакомил доктор Лики, было соцветием кораллового цвета в виде кисти, состоящей из множества мелких цветков, как у алоэ или гиацинта. Однако мне еще предстояло изумиться… Кораллового цветка в природе не существует… Эту форму создало общество цикад-флаттид. Каждый цветок, имеющий продолговатую форму и примерно один сантиметр в длину, при более пристальном рассмотрении, оказывался крылышком насекомого. Колония насекомых цеплялась за мертвую высохшую ветку так естественно, что создавала впечатление живого цветка, и казалось, что вот-вот вы почувствуете его весенний аромат…
Я пригляделся повнимательней. На кончике цветка-насекомого был единственный бутон. Позади него находилось полдюжины частично распустившихся «цветков», только с коралловыми прожилками. Еще ниже на ветке сгрудилась основная масса цикад — все с крыльями чистейшего кораллового цвета. Таким образом, в целом скопление насекомых производило впечатление соцветия, и это скрывало их от глаз даже самых голодных птиц.
Лики потряс растение. Потревоженные цикады поднялись и замелькали в воздухе. Они, казалось, нисколько не отличались от роя мотыльков, которых часто можно встретить в зарослях Африки. Затем насекомые вернулись на свой стебель. Беспорядочно опустились, и на какое-то мгновение стебель ожил, пока маленькие создания взбирались, переползая друг через друга. Но это движение не было беспорядочным. Вскоре стебель замер, и снова можно было созерцать цветок. Зеленый «вождь» вновь занял место бутона, а его разноцветные компаньоны расположились позади, заняв свои обычные места. Перед моим взором появился прелестный коралловый цветок, которого не существует в природе.
Выделим из этого рассказа ключевую фразу: «и это скрывало их от глаз даже самых голодных птиц», в которой отражается суть рассматриваемого явления.
Давайте теперь разберемся, как осуществляется обонятельная связь насекомых со своими сородичами по классу и с миром растений.
Несомненно, для осуществления этой связи нужен и важен орган восприятия запахов-сигналов — обонятельный аппарат, или, как говорят биологи, аппарат дистанционного чувства запаха. Он складывается из чувствительных к запахам волосков, щетинок, пластинок и ямок. Они в больших количествах рассеяны на разных частях тела и в первую очередь и больше всего на усиках, или антеннах. Усики считаются центром обоняния несмотря на то, что, кроме восприятия запахов, они позволяют насекомым ощупывать, слышать, пробовать на вкус окружающий мир, а также измерять температуру и влажность среды. Как видите, без них насекомым не обойтись.
Усики особенно хорошо развиты, длинны и велики у насекомых с плохим зрением, как у муравьев, и почти не выражены у хорошо видящих насекомых, например, у стрекоз. Их размеры и формы в высшей степени разнообразны. Щетинковидные, нитевидные, булавовидные, зубчатые, гребенчатые, пиловидные, перистые, коленчатые, пластинчатые… — каких только усиков нет! А их длина? От нескольких миллиметров до десятка сантиметров. Все причудливые образования возникают для увеличения поверхности антенн, что в свою очередь способствует усилению чутья ко всякого рода раздражителям.
Усики сплошь и рядом усеяны многочисленными приемниками, или рецепторами запахов. Количество этих рецепторов зависит от образа жизни насекомых, способов и характера добывания ими пищи. Если насекомые в жизни больше всего полагаются на запахи, то усики и их разнообразие велики. Таковы, например, самцы бабочек, жуков и некоторых перепончатокрылых. У насекомых с хорошим зрением, у таких, как стрекозы и высшие мухи, усики маленькие, тонкие. Чем сильнее развит аппарат дистанционного чувства запахов, тем больше рецепторов для улавливания пахучих веществ имеют на усиках насекомые. Например, если у стрекоз на усиках совсем нет запахоуловителей, то на каждой антенне медоносной пчелы их около 30 000.
Порою между растениями и насекомыми устанавливается такое тесное партнерство, когда ни растение, ни насекомое, отдельно взятое, уже существовать не могут; они, представители разных царств живых организмов, оказываются в нерасторжимой взаимозависимости.
Приведу два поразительных примера тесного союза растений и их насекомых-опылителей, проводящих друг с другом большую пору жизни.
Первый. Жизнь маленькой, светлой с металлическим отблеском юкковой моли пронубы так тесно связана с жизнью алоэлистной юкки, произрастающей в Центральной Америке, что моль без своего растения-партнера не может оставить потомство и продолжить род, в то же время и юкка без моли-партнера не способна плодоносить. У юкки острые листья собраны в плотную розетку, из сердцевины которой в одну из южных ночей выбрасывается стержень с посаженными на нем беловато-желтыми цветками. Благоухающие цветки и привлекают своим запахом мелких молей.
Весной оплодотворенная самка пронубы-проныры проникает в один из цветков-колокольчиков не ради пищи для себя (она, будучи взрослой, ничего не ест, хотя для нее и пища есть), а ради сбора пыльцы для опыления другого цветка. Здесь она изогнутым хоботком собирает пыльцу юкки, скатывает в шарик, превосходящий по размерам ее голову почти втрое, и, придерживая его хоботком и нижней частью головы, перелетает на другой цветок. Надо сказать, что в первом цветке пронуба, кроме сбора пыльцы, ничем другим не занимается. А вот во втором цветке она прокалывает яйцекладом завязь и откладывает яйца в семяпочки. Затем пронуба ползет наружу по пестику и, используя свои острые коготки, закрепляется на цветке, после чего вталкивает пыльцу из первого цветка в рыльце пестика. Иными словами, пронуба совершает опыление специально, а не случайно автоматически, как это делают многие насекомые. Семяпочки юкки дают плоды, но те из них, в которых развиваются гусеницы, пропадают. Но это нисколько не опасно, потому что оставшегося излишка семян вполне достаточно, чтобы обеспечить нормальное плодоношение.
Тем временем выросшие гусеницы моли покидают плод и на шелковых нитях, выделяемых особыми железами, опускаются на землю и окукливаются. Весной во время цветения юкки из куколок вылетают взрослые пронубы. Начинается новый цикл развития моли и юкки. А юкку никакое другое насекомое опылить не может.
Второй пример. Инжир, плод которого винная ягода, или фига, — один из представителей пальм рода фикус и мелкий наездник бластофага — вот другая пара, в которой ритм цветения и плодоношения строго согласован с циклом развития наездника. Когда зацветает инжир, ось мясисто-сочного соцветия разрастается и становится похожей на небольшую грушу. Соцветие полое, в его верхней части имеется отверстие. Внутренняя поверхность Одних соцветий усеяна женскими цветками с длинным столбиком, внутри других располагаются мужские цветки. Встречаются также соцветия, в которых находятся короткостолбчатые цветки. Это сочные, вздутые, недоразвитые, стерильные женские цветки, в которых как раз развиваются крошечные наездники. Все цветки тщательно скрыты внутри соцветия — внутрь ведет мизерный вход, пропускающий лишь крошечных сожителей. Вот через этот вход и заползают в соцветия миллиметровые самки бластофаги. Если они попали в соцветия с короткостолбчатыми цветками, то им повезет. Самки откладывают яйца в завязи, из которых вылупляются личинки. Вышедшие личинки питаются семяпочками и, вырастая, превращаются в новых наездников. Они, покидая соцветие, уносят на себе пыльцу тычинок, расположенных у отверстия соцветия. Проникая в соцветия с длинностолбчатыми цветками, самки наездника тоже откладывают яйца, но безрезультатно. Из-за того, что яйцеклад у них короткий, яйца попадают только на столбик и высыхают. Тем не менее во время неудачной откладки яиц бластофаги производят перекрестное опыление и в плодах образуются семена.
Постойте, что же получается? Выходит, наездники развиваются только в соцветиях, имеющих недоразвитые женские цветки, которые, после того как в них отложены яйца бластофагов, разрастаются и превращаются в знакомые нам сочные лакомые плоды, вернее, соплодия, полные семян с ореховым вкусом. Это означает, что фига имеет специальные женские цветки, предназначенные только для процветания своего сожителя, оказывающего помощь в оплодотворении ее цветков.
Вся жизнь фиговых наездников, за исключением перелета самок из одного соцветия в другое, проходит внутри соцветия инжира, включая и такой момент, когда бескрылые, почти или совсем слепые самцы оплодотворяют самок и сразу погибают, прожив лишь несколько часов и так и не увидев белый свет.