Запахи в мире животных
Насекомые
У многих животных обоняние - одно из главных чувств. Они отлично им руководствуются. Не забывайте, однако, что обоняние это очень тонкое. Мы даже и представить себе не можем, сколь полную и совершенную информацию об окружающем мире получают животные с его помощью.
У насекомых обоняние прекрасное. Многие ночные бабочки находят самок по запаху, даже если те сидят на расстоянии около мили.
У этих бабочек в небольшом карманчике на брюшке помещается пахучая железа. Стоит самке приоткрыть свой карман, как к ней слетаются самцы со всей округи. Она зовет их не криком, не блеском наряда, только запахом. Недаром говорят на Востоке: «У кого в кармане мускус, тот не должен кричать об этом».
В одном опыте к единственной самке большого павлиньего глаза за ночь слеталось 125 самцов. Самка находилась даже не на улице, а в доме. Когда ученые закрыли окно, самцы стали пробираться через печной дымоход!
Самка не постоянно испускает свой запах: она то открывает «карманчик», то закрывает его. Некоторые даже выворачивают столь привлекательный для самцов карман наружу.
«Возможно, что прерывистое испарение препятствует „привыканию“ (адаптации) обонятельных органов самца к этому пахучему веществу» (профессор Я. Д. Киршенблат).
Зная, что обонятельные органы у насекомых расположены на усиках (антеннах), ученые с помощью особых приборов «засекали» усиленные биотоки в усиках самцов, на которые воздействовали запахом самки. Если антенны отрезать, самец больше не реагирует на запахи самки.
Самцов бабочек совсем не интересует внешность их дамы. Только запах влечет их. Экспериментаторы вырезали у бабочки пахучую железу и положили рядом с ней. Самцы слетались на запахи, не обращая никакого внимания на бабочку, окружали алчущей толпой ее железу, около которой и увивались.
После многолетних трудов биохимикам удалось получить из железы бабочки тутового шелкопряда вещество, распространяющее этот столь привлекательный для кавалеров из ее рода запах. Железа выделяет очень немного пахучей жидкости: чтобы получить 12 миллиграммов чистого экстракта, пришлось анатомировать полмиллиона бабочек!
Это вещество назвали бомбиколом. В концентрации всего 10 -19 грамма в кубическом сантиметре он уже привлекает самцов.
Американские биологи Э. Уилсон и У. Боссерт определили форму и размеры пахучего «пятна», которое, распространяясь во все стороны от самки, привлекает самцов-шелкопрядов. У него форма эллипсоида, длина которого при умеренном ветре… несколько километров! А поперечная ось, параллельная земле, превышает двести метров.
Жан Фабр, известный французский натуралист, был поражен, как издалека самцы бабочек прилетают на зов своих подруг. Он никак не хотел поверить, что зовут они самцов только запахом, поскольку, писал Фабр, «в равной мере можно было бы надеяться окрасить озеро каплей кармина».
«Теперь мы знаем, - говорит Э. Уилсон, - что вывод Фабра был ошибочен, но аналогия, которую он приводил, точна». Чувство обоняния у самца-шелкопряда настолько тонкое, что он чует «каплю» запаха в «озере» - атмосфере.
У разных видов бабочек не только разные запахи (эпагоны), но и предельные расстояния, с которых самцы в состоянии почувствовать запах самки. Например, для бабочки-монашенки - это 300 метров, айлантовой сатурнии - 2,4 километра, непарного шелкопряда - 3,8 километра, а у большого павлиньего глаза - даже 8 километров!
«Меченых самцов бабочки-глазчатки выпускали через окно движущегося поезда на разных расстояниях от места, где в клетке, покрытой марлей, находилась самка этого вида. С расстояния 4,1 километра к этой самке прилетело 40 процентов, а с расстояния 11 километров - 26 процентов выпущенных самцов» (профессор Я. Д. Киршенблат).
В жизни многих других животных запахи играют едва ли меньшую роль, чем у бабочек. Например, пчелиная матка, улетая в единственный в жизни брачный полет, увлекает за собой трутней запахом желез, расположенных на челюстях. У шмелей аттрактанты (привлекающие вещества) тоже выделяются челюстными железами.
У термитов же, как у бабочек, пачухие железы помещаются в брюшке, в последних его сегментах. На их запахи устремляются в полет самцы термитов, когда крылатые самки, основательницы новых гнезд, взлетают в воздух. Полетав немного, самка-термит опускается на землю, за нею приземляются самцы. Не успеет она еще обломать крылья, как уже многие женихи ползут за ней и вокруг нее. Преуспевает, как правило, обычно один из них: тот, что лучше всех ориентируется. Даже очень сильные посторонние запахи не сбивают его с пути.
Отрежем у самки конец брюшка и прикрепим на палочку, самец покинет самку и повсюду будет бегать за палочкой. Можно провести несколько раз палочкой по концу брюшка самки, и в этом случае пахучая железа увлечет его за собой.
На жуков-пилильщиков запах самки действует не менее сильно: пахучего вещества лишь одной самки хватит на привлечение не менее 11 тысяч самцов.
У тараканов такая же картина: на «микроскопическую» дозу эпагона самки (всего на 30 молекул!) самец уже реагирует.
Десять тысяч самок тараканов держали девять месяцев в закрытом сосуде, через который продували воздух. Его собирали в особый резервуар, из которого в конце эксперимента выделили 12,2 миллиграмма вещества, привлекающего самцов.
Назначение запахов в поведении и развитии животных подчинено не только одному императиву - привлечению самцов. Нет! У него очень широкий спектр воздействия: у многих насекомых, во всяком случае, буквально все перипетии жизни подчинены запахам. У этих запахов, точнее, у веществ, их выделяющих, есть одно общее название - феромоны (иногда их называют телергонами).
Известно, что эндокринные железы выделяют внутрь организма гормоны, вещества-регуляторы, которые управляют физиологическими процессами. Исследования показали, что у многих животных функционирует еще и экзокринная (наружная) система желез: они вырабатывают внешние гормоны - феромоны.
У муравьев, например, феромоны несут и такую службу: они знаки химического словаря. Мы разговариваем, обмениваясь звуками, а муравьи - запахами. Разные пахучие вещества, которые выделяют их экзокринные железы, побуждают рабочих муравьев собираться по тревоге, бежать за добычей, ухаживать за маткой, кормить личинок, перетаскивать коконы.
Муравьи и после смерти продолжают некоторое время «разговаривать»: их тело выделяет феромоны, и поэтому собратья ухаживают за ними, как за живыми. Но через день-два начинается разложение, и запахи смерти заставляют рабочих муравьев «прозреть»: тут только уносят они мертвых подальше от муравейника.
Эти похоронные шествия вызывают лишь некоторые продукты распада муравьиных трупов. Главным образом жирные кислоты и их эфиры. Когда экспериментаторы обмазывали этими веществами живых муравьев, то другие муравьи не пускали их в дом. Хватали и волокли на кладбище: на свалку, где складывали своих мертвых сородичей.
«Живые покойники, разумеется, поспешно возвращались домой, их снова „хоронили“. И так продолжалось до тех пор, пока после многократного повторения похоронного обряда запах смерти не выветривался совершенно» (Э. Уилсон).
Возможно, полагает доктор Э. Уилсон, у некоторых животных язык запахов имеет свой синтаксис: соединение различных феромонов означает иную информацию, нежели каждый из них в отдельности. Частота повторения запаха-сигнала или его интенсивность, очевидно, тоже определяют смысл переданной информации. Например, феромоном дюфюровых желез огненные муравьи метят свои трассы. Но если очень большими дозами этого феромона обработать гнездо, то почти все муравьи, включая маток, покинут муравейник - все выйдут на дороги! Большие дозы «дорожных» феромонов означают, наверное: «Переселяемся на новое место!»
Феромоны несут не только информационную службу: некоторые управляют развитием единоплеменников и, таким образом, имеют непосредственное отношение к загадочному эффекту группы.
Взрослые самцы саранчи, например, выделяют через свои хитиновые покровы какое-то летучее вещество, которое ускоряет рост молодых саранчуков. Как только личинки его почувствуют, сейчас же их усики, ножки и челюсти начинают быстро вибрировать. Это же вещество в пору роения сзывает саранчу в стаи.
У термитов рабочие и солдаты добавляют в корм молодняку феромоны-регуляторы, которые определяют дальнейшую судьбу личинок: получив эту «добавку», те никогда уже не вырастут ни рабочими, ни солдатами. Развившись, они вольются в ряды других каст термитника.
Как видим, очень разная роль у феромонов. В дальнейшем мы познакомимся с ними поближе.
Из книги По следам Робинзона автора Верзилин Николай МихайловичИгра в «лесные запахи» У всего есть свой особый запах для тех, кто умеет пользоваться носом. Э. Сетон-Томпсон Вы живете среди лесных и полевых ароматов. Спрашивается: хорошее ли у вас обоняние? Сможете ли вы отличить запах одного цветка от другого? Различите ли вы запахи
Из книги Стоматология собак автора Фролов В ВЗапахи изо рта Любые животные, в том числе собаки, имеют свой специфический запах изо рта. Как правило, он нерезкий и очень часто после кормления животного имеет запах корма. Иногда бывают случаи, когда собаки поедают кал, тухлое мясо, рыбу и прочее, то у них могут возникать
Из книги Непослушное дитя биосферы [Беседы о поведении человека в компании птиц, зверей и детей] автора Дольник Виктор РафаэльевичОрудия в мире животных Орудиями пользуются животные, стоящие на самых разных уровнях организации. Вот несколько примеров. Только не будем придавать слову «орудие» никакого мистического или философского сверхсмысла. Договоримся, что орудие - это то, чем орудуют.Залетев
Из книги Новейшая книга фактов. Том 1 [Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина] автора Из книги Внеклассная работа по биологии автора Ткаченко Ирина Валерьевна Из книги Химический язык насекомых автора Балаян Валерий Михайлович11. ЯЗЫК, ЭМОЦИИ В МИРЕ ЖИВОТНЫХ (7-й кл.) ЗАДАНИЯ1. Перечислите в убывающей последовательности силу звука, издаваемого животными (учащиеся – на листочках, 2-3 участников у доски. Дается 1 мин).2. Перечислите в алфавитном порядке названия птиц (учащиеся – на листочках, 2-3 – у
Из книги Путешествие в страну микробов автора Бетина ВладимирЗАПАХИ В ЖИЗНИ НАСЕКОМЫХ
Из книги Тайные тропы носителей смерти автора Даниэл МиланЗапахи, издаваемые микроорганизмами Свежевспаханное поле обязано своим характерным запахом почвенным организмам - актиномицетам. Запах масла и различных сыров также по большей части определяется микробами, выделяющими пахучие вещества. Соединения, обусловливающие
Из книги Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий ПавловичЧума в современном мире Во времена своей наибольшей экспансии чума встречалась на Земле везде, где для этого в природе были подходящие условия, в широкой полосе, ограниченной приблизительно 48°северной и 30°южной широты. Вторичные очаги чумы, связанные с крысами,
Из книги Занимательная ботаника автора Цингер Александр ВасильевичСуществует ли «демократия» в мире животных? Наряду со строгой иерархией (и даже «диктатурой») в сообществах животных существует также «демократия». Установлено, что совместному решению большинства животные подчиняются охотнее, чем единоличному решению лидера.
Из книги На грани жизни автора Денков Веселин А.Как далеко распространяются и как долго сохраняются запахи феромонов? Особые вещества, предназначенные для общения одних животных с другими, получили название «феромоны», или «телергоны» (от греческих слов «далеко» и «действие»). С помощью этих веществ насекомые
Из книги Почему мы любим [Природа и химия романтической любви] автора Фишер ХеленУроды в мире растений Под названием «уродов» здесь никак не следует предполагать каких-нибудь особенно безобразных, противных растений. Нет, я имею в виду «уродство» лишь в смысле того или другого отклонения от обычного, нормального типа. Беседой о некоторых уродствах я
Из книги Тайны пола [Мужчина и женщина в зеркале эволюции] автора Бутовская Марина ЛьвовнаСуществует ли летняя спячка в мире животных? Интересное биологическое явление, вызываемое периодическими (или неожиданными) метеорологическими переменами, изменяющимися условиями жизни в летний сезон, представляет собой так называемая летняя спячка у животных,
Из книги автораАнабиоз и зимний покой в мире микроорганизмов и в мире растений В природе анабиоз не является патентом только животных организмов. Он широко представлен и среди микроорганизмов из царства Prokaryotae, к которым относятся все виды бактерий и синезеленых водорослей. Анабиоз
Из книги автораЛюбовь в мире животных Садясь на воду и взлетая, Чредой влюбленных пар Они резвятся беззаботно; Их дух еще не стар. Они улетят, и виденья побед И счастья умчатся им вслед. Уильям Йейтс. Дикие лебеди в Кулэ Когда февральские метели укрывают белым одеялом равнины японского
В мире существует более чем 30 000 видов бабочек и молей. Они составляют вторую по численности группу насекомых на нашей планете. Предлагаем небольшое путешествие в этот прекрасный мир. Интересные факты из мира бабочек и мотыльков на Интересном сайте.
Моль это бабочка.
Да, моль это ночная бабочка. Бабочки условно различают по внешнему виду и времени полета — дневные бабочки и мотыльки – активные ночью. Моли, как правило, толще и более «волосатые», а бабочки дневные стройнее и «менее волосатые».
Почему мотыльки летят на свет?
До сегодняшнего дня ученые не сходятся во мнении, что является причиной данного явления. Видимо, мотыльки имеют эволюционно развитый механизм навигации на основе света, который служит им как маяк кораблям.
Что такое пыльца на крыльях бабочек?
Бабочки — чешуекрылые насекомые и рисунок на их крыльях создают чешуйки, которые перекрывают друг друга, как уложенная черепица. Чешуйки охватывают все части тела бабочки, а они настолько тонкие, что создают впечатление пыльцы. Бабочка это очень нежное создание, наши прикосновения, даже самые нежные, повреждают ей крылья, после чего она не может свободно летать. В естественной среде обитания, бабочки с поврежденными крыльями становятся легкой добычей для хищников, им сложнее добывать еду, поэтому в итоге бабочка меньше живет.
Зачем бабочкам две пары крыльев?
Ученые доказали, что верхняя пара крыльев, отвечает за подъемную силу, то есть за полет, а нижняя служит для изменения направления полета. Бабочки летающие на большие расстояния, имеют длинные, узкие и резко заостренные крылья. Бабочка, которая умеет совершать быстрые повороты и уворачиваться, имеет широкие и четко округлые крылья. Дневная бабочка совершает крыльями 300 ударов в минуту. Самые быстрые бабочки умеют развивать скорость до 55 км/ч. Мотыльки имеют коренастое строение тела, я для полеты должны делать намного больше движений крыльями. Рекордсменом является Русский Колибри, который делает 5000 взмахов в минуту!
Органы чувств у бабочек.
В антеннах бабочек находятся рецепторы, отвечающие за улавливание запахов, а также органы чувств, отвечающие за вкус и осязание. На антеннах находится также «орган Джонстона», который отвечает за равновесие бабочки и является аналогом человеческого вестибулярного аппарата. Он реагирует на колебания воздуха и звуковые волны. Бабочка имеет на лапках вкусовые рецепторы, передвигаясь по листу, способна понять, является ли он съедобным и вкусным.
Как видят бабочки?
Бабочки имеют сложное строение глаз, поэтому они воспринимают окружающий мир в виде мозаики, состоящей из мелких картинок. Глаза у бабочек расположены с обеих сторон головы, поэтому они с легкостью видят движение, но отличают только самые яркие цвета. Скорее всего они видят только красный, зеленый и желтый цвета, поэтому садятся на цветы определенных цветов. Бабочки видят невидимое для человека ультрафиолетовое излучение, поэтому они видят цвета иначе, чем люди.
Бабочки кусаются?
Бабочки не кусаются, потому что не имеют ни зубов, ни даже рта. Они собирают корм через длинную трубку, которая свернута и спрятана под голову когда бабочка не ест.
Что едят бабочки?
Основной рацион взрослой бабочки — нектар цветов. Также любят ферменты фруктов, сок, вытекающий из поврежденных деревьев и даже жидкость из экскрементов и падали. Некоторые бабочки пьют воду, поэтому часто встречается на берегах рек. В западной Амазонии можно увидеть бабочек пьющих слезы черепах. Таким образом они пополняют уровень натрия в организме.
Существуют ли ядовитые бабочки?
Бабочки не могут уколоть или укусить. Не имеют ядовитой кожи. Однако ядовитые бабочки все же существуют. Токсичные вещества делают их несъедобными для птиц и других врагов. Яд вырабатывается в стадии гусеницы с потребляемыми ядовитыми растениями и хранится их в организмах на протяжении всей жизни.
Какое значение имеет цвет крыльев бабочки?
Бабочки, как и рептилии, относятся к хладнокровным животным, то есть они получают тепло из внешних источников. Греются в лучах солнца расправляя крылья так, чтобы улавливать тепло, чтобы самая большая их поверхность была выставлена на солнце. Цвета на крыльях полезны при абсорбции тепла. Бабочки которые имеют большие черные пятна поглощают больше тепла.
Бабочки в зависимости от вида благодаря вкусовым ощущениям оказывают предпочтение тем или иным объектам питания. Органы хеморецепции бабочек находятся на лапках и реагируют на различные вещества через прикосновение. Экспериментально установлено, что если взять бабочку за крылья и коснуться лапками поверхности, смоченной сахарным сиропом, то на это отреагирует ее хоботок. Он тотчас свернется, хотя сам к сахарному сиропу не чувствителен. С помощью вкусового анализатора бабочки хорошо различают растворы хинина, сахарозы, соляной кислоты и др. Причем эти органы бабочек в тысячу раз чувствительнее рецепторов человеческого языка. Своими лапками бабочки могут почувствовать концентрацию сахара в воде в 2 000 раз меньшую, чем та, что дает нам ощущение сладковатого вкуса.
Высокочувствительное обоняние
Органы обоняния бабочек реагируют на присутствие даже очень малых концентраций вещества, удаленного от насекомого на большое расстояние. Их высокая чувствительность к запахам поражает. Самки бабочек многих видов обеспечены железами, выделяющими пахучие феромоны. Этот секрет выделяется ими в период размножения и улавливается самцами. Особым чутьем отличаются, например, самцы ночных шелкопрядущих бабочек, наделенные для этого пышными перистыми усиками. Они способны находить своих малоподвижных самок по еле уловимому запаху. Меченые самцы непарного тутового шелкопряда устремлялись на запах самки с расстояния 3,8 км. А самцы бабочки сатурнии улавливают запах самки своего вида на расстоянии 12 км. Но возможно, не только обоняние используется для такого поиска. Ученые пытались выяснить предельную границу, с которой самцы бабочек уже не находят самки. Они выпускали через окно движущегося поезда помеченных самцов бабочки-глазчатки с разных расстояний от места с клеткой, где находилась самка того же вида. С расстояния 11 км на ее запах прилетело 26 % выпущенных самцов.
Самый наглядный пример эффективности действия феромонов у насекомых демонстрирует тутовый шелкопряд. Для того чтобы показать свою готовность к спариванию, самка выделяет небольшое количество феромона (бомбикола). Даже если его будет всего одна миллионная грамма, самец способен расшифровать такое сообщение, важное для продолжения его рода. При этом достаточно всего одной молекулы бомбикола, выделяемого самкой, чтобы запустить нервный импульс в рецепторной клетке антенны самца. А если генерируется 200 импульсов в секунду, самец начинает искать самку, двигаясь против ветра, приносящего химическую информацию от подруги. Существует даже способ ловли самцов тутового и непарного шелкопряда, волнянок, павлиноглазок (сатурниц), коконопрядов. Самку сажают в клетку, и на ее запах слетаются многочисленные самцы.
Потомство серебристой бабочки-нимфалиды питается в основном листьями фиалки. Поэтому самка удивительным образом находит эти растения и откладывает яйца на коре растущих рядом деревьев. Науке не известно, как находит она фиалку, но, вероятнее всего, – по запаху.
Работа инфракрасных локаторов
Для поиска «своих» цветков, раскрытых в темноте, некоторые ночные бабочки обеспечены уникальными инфракрасными локаторами. Чтобы переводить невидимые тепловые лучи в видимое изображение в их глазах создается эффект флуоресценции. Инфракрасные лучи проходят здесь через построенную организмом сложную оптическую систему и фокусируются на специально подготовленном пигменте. Тот флуоресцирует, и таким образом инфракрасное изображение переходит в видимый свет. И тогда в глазах бабочки появляются видимые образы цветков, которые ночью испускают излучение именно в инфракрасной области спектра. В этом случае у цветков есть передатчики излучения, а у ночных бабочек – его приемники, то есть они целесообразно устроены друг для друга.
Инфракрасное излучение играет немаловажную роль и в сближении ночных бабочек различных полов. Как это происходит? В результате протекающих в организме бабочек физиологических процессов температура их тела значительно выше, чем температура окружающей среды и составляет около 35– 400 С. И что самое интересное – она мало зависит от температуры окружающего воздуха. То есть при понижении внешней температуры процессы внутри организма усиливаются. Более теплое тело бабочки является источником инфракрасных лучей. Взмахи крыльев прерывают поток этих лучей с определенной частотой. Предполагается, что самец отличает самку своего вида, воспринимая эти определенные ритмические колебания инфракрасного излучения.
Ультразвук для ориентации в пространстве
Благодаря акустическому анализу и использованию ультразвуковых сигналов бабочки не только избегают своих основных врагов – летучих мышей, как было показано выше, но и прекрасно ориентируются в пространстве. В экспериментах бабочка совка продемонстрировала способность к эхолокационной ориентации среди системы сферических преград. Представители этого вида могут определять наличие преграды на расстоянии свыше 12 см и производить сложные маневры при ее облете.
Маскировка и демонстрация. Мимикрия. Пассивно-оборонительные реакции. Защитное устройство сверчка. Способы активной защиты. Использование ядов. Взрывная смесь.
Немного о природе мужчин. Чем привлекательна женская грудь? Копулины сводят с ума обезьян, но не человека. Феромоны и сексуальный отбор. Человек - самый пахучий из приматов.
Бабочки дневные, обширная группа насекомых, характеризующихся наличием двух пар относительно крупных крыльев, покрытых чешуйками (плоскими щетинками).
Возможности для повсеместного обитания. Разнообразие типов организма и мест обитания насекомых. Холодоустойчивость насекомых. От влажных тропиков до безводных пустынь. От соленых вод до нефти.
Успехи химической экологии во многом обязаны появлению новых физико-химических методов исследования, позволяющих установить структуру вещества в субмиллиграммовом количестве.
Населяет преимущественно биотопы с песчаным и известковым грунтом: в Европейской части России его излюбленные местообитания - сухие боры и перелески.
В процессе эволюции одни организмы начинают подражать другим - либо чтобы отпугнуть возможных хищников, сигнализируя об опасности, либо чтобы приобрести сходство с теми видами, которых принято избегать.
Необычайно богатый разнообразием жизненных форм и занимающий практически все уголки планеты мир насекомых характерен тем, что постоянно сталкивается с различными сферами интересов человека.
Что «делают» растения ночью? На этот вопрос так и хочется ответить: «Отдыхают». Ведь, казалось бы, вся «активная жизнь» растения происходит днем. В дневные часы цветы раскрываются и опыляются насекомыми, развертываются листья.
Что общего у нервной системы позвоночных и беспозвоночных? Работа органов чувств и живых «приборов». Органы зрения. Где находятся «уши» насекомых?. Органы для улавливания и излучения ультразвуковых волн.
Территориальность. Иерархичность. Биокоммуникация и «язык» насекомых. Химическая информация. Световая и звуковая сигнализация. Прост ли «язык» насекомых?
Способы пищедобывания. Подстерегающий охотник. Охота в чужом «наряде». Активная охота. Насекомые-заготовители. Устройства и процессы для потребления пищи. Симбиотические связи.
Насекомые , как и другие многоклеточные организмы , имеют множество различных рецепторов, или сенсилл, чувствительных к определённым раздражителям. Рецепторы насекомых очень разнообразны. У насекомых есть механорецепторы (слуховые рецепторы, проприоцепторы), фоторецепторы, терморецепторы, хеморецепторы. С их помощью насекомые улавливают энергию излучений в виде тепла и света, механические вибрации, включая широкий диапазон звуков, механическое давление, силу тяжести, концентрацию в воздухе водяных паров и летучих веществ, а также множество других факторов. Насекомые обладают развитым чувством обоняния и вкуса. Механорецепторами являются трихоидные сенсиллы, которые воспринимают тактильные стимулы. Некоторые сенсиллы могут улавливать малейшие колебания воздуха вокруг насекомого, а другие - сигнализируют о положении частей тела относительно друг друга. Воздушные рецепторы воспринимают скорость и направление потоков воздуха поблизости от насекомого и регулируют скорость полёта.
Зрение
Зрение играет большую роль в жизни большинства насекомых. У них встречаются три типа органов зрения - фасеточные глаза, латеральные (стеммы) и дорсальные (оцеллии) глазки. У дневных и летающих форм обычно имеется 2 сложных глаза и 3 оцеллия. Стеммы имеются у личинок насекомых с полным превращением. Они располагаются по бокам головы в количестве 1-30 с каждой стороны. Дорсальные глазки (оцеллии) встречаются вместе с фасеточными глазами и функционируют в качестве дополнительных органов зрения. Оцеллии отмечены у имаго большинства насекомых (отсутствуют у многих бабочек и двукрылых, у рабочих муравьёв и слепых форм) и у некоторых личинок (веснянки, подёнки, стрекозы). Как правило, они имеются только у хорошо летающих насекомых. Обычно имеется 3 дорсальных глазка, расположенных в виде треугольника в лобно-теменной области головы. Их основная функция, вероятно, заключается в оценке освещённости и её изменений. Предполагается, что они также принимают участие в зрительной ориентации насекомых и реакциях фототаксиса.
Особенности зрения насекомых обусловлены фасеточным строением глаз, которые состоят из большого числа омматидиев. Наибольшее число омматидиев обнаружено у бабочек (12-17 тысяч) и стрекоз (10-28 тысяч). Светочувствительной единицей омматидия является ретинальная (зрительная) клетка. В основе фоторецепции насекомых лежит преобразование зрительного пигмента родопсина под воздействием кванта света в изомер метародопсин. Обратное его восстановление даёт возможность многократного повторения элементарных зрительных актов. Обычно в фоторецепторах обнаруживаются 2-3 зрительных пигмента, различающихся по своей спектральной чувствительности. Набор данных зрительных пигментов определяет также особенности цветового зрения насекомых. Зрительные образы в фасеточных глазах формируются из множества точечных изображений, создаваемых отдельными омматидиями. Фасеточные глаза лишены способности к аккомодации и не могут приспосабливаться к зрению на разных расстояниях. Поэтому насекомых можно назвать «крайне близорукими». Насекомые характеризуются обратно пропорциональной связью между расстоянием до рассматриваемого объекта и числом различимых их глазом деталей: чем ближе находится объект, тем больше деталей они видят. Насекомые способны оценивать форму предметов, но на небольших расстояниях от них для этого требуется, чтобы очертания объектов вмещались в поле зрения фасеточного глаза.
Цветовое зрение насекомых может быть дихроматическим (муравьи, жуки-бронзовки) или трихроматическим (пчелиные и некоторые бабочки). Как минимум один вид бабочек обладает тетрахроматическим зрением. Существуют насекомые, которые способны различать цвета только одной (верхней или нижней) половинкой фасеточного глаза (четырёхпятнистая стрекоза). Для некоторых насекомых видимая часть спектра сдвинута в коротковолновую сторону. Например, пчёлы и муравьи не видят красного цвета (650-700 нм), но различают часть ультрафиолетового спектра (300-400 нм). Пчёлы и другие насекомые-опылители могут увидеть на цветках ультрафиолетовые рисунки, скрытые от зрения человека. Аналогично бабочки способны различать элементы окраски крыльев, видимые только в ультрафиолетовом излучении.
Восприятие звуков, передающихся через твёрдый субстрат, осуществляется у насекомых виброрецепторами, находящимися в голенях ног вблизи их сочленения с бедром. Многие насекомые обладают высокой чувствительностью к сотрясениям субстрата, на котором они находятся. Восприятие звуков через воздух или воду осуществляется фонорецепторами. Двукрылые воспринимают звуки при помощи джонстоновых органов. Наиболее сложными слуховыми органами насекомых являются тимпанальные органы. Количество сенсилл, входящих в состав одного тимпанального органа, варьирует от 3 (некоторые бабочки) до 70 (саранчовые) и даже до 1500 (у певчих цикад). У кузнечиков, сверчков и медведок тимпанальные органы находятся в голенях передних ног, у саранчовых - по бокам первого брюшного сегмента. Слуховые органы певчих цикад располагаются у основания брюшка в близости от звукопроизводящего аппарата. Слуховые органы ночных бабочек находятся в последнем грудном сегменте или в одном из двух передних сегментов брюшка и могут воспринимать ультразвуки, издаваемые летучими мышами. Медоносные пчёлы издают звуки, заставляя вибрировать часть торакса путём частых мышечных сокращений. Звук усиливается крыловыми пластинами. В отличие от многих насекомых пчёлы способны издавать звуки разной высоты и тембров, что позволяет им передавать информацию посредством разных характеристик звука.
Зрение
Насекомые обладают развитым обонятельным аппаратом. Восприятие запахов осуществляется благодаря хеморецепторам - обонятельным сенсиллам, расположенным на усиках, а иногда и на околоротовых придатках. На уровне хеморецепторов происходит первичное разделение обонятельных раздражителей благодаря наличию двух типов рецепторных нейронов. Нейроны-генералисты распознают очень широкий набор химических соединений, но при этом обладают низкой чувствительностью к запахам. Нейроны-специалисты реагируют только на одно или несколько родственных химических соединений. Они обеспечивают восприятие пахучих веществ, запускающих определённые поведенческие реакции (половые феромоны, пищевые аттрактанты и репелленты, углекислый газ). У самцов тутового шелкопряда обонятельные сенсиллы достигают теоретически возможного предела чувствительности: для возбуждения нейрона-специалиста достаточно всего лишь одной молекулы феромона самки. В своих опытах Ж. А. Фабр определил, что самцы грушевой павлиноглазки могут обнаруживать самок по феромонам на расстоянии до 10 км.
Контактные хеморецепторы образуют периферический отдел вкусового анализатора насекомых и позволяют им оценивают пригодность субстрата для питания или яйцекладки. Эти рецепторы располагаются на ротовых частях, кончиках лапок, антеннах и яйцекладе. Большинство насекомых способны распознавать растворы солей, глюкозы, сахарозы и других углеводов, а также воду. Хеморецепторы насекомых редко реагируют на искусственные вещества, имитирующие сладкий или горький вкус, в отличие от хеморецепторов позвоночных. Например, сахарин не воспринимается насекомыми как сладкое вещество.
Вкусовые ощущения
Бабочки в зависимости от вида благодаря вкусовым ощущениям оказывают предпочтение тем или иным объектам питания. Органы хеморецепции бабочек находятся на лапках и реагируют на различные вещества через прикосновение. Экспериментально установлено, что если взять бабочку за крылья и коснуться лапками поверхности, смоченной сахарным сиропом, то на это отреагирует ее хоботок. Он тотчас свернется, хотя сам к сахарному сиропу не чувствителен. С помощью вкусового анализатора бабочки хорошо различают растворы хинина, сахарозы, соляной кислоты и др. Причем эти органы бабочек в тысячу раз чувствительнее рецепторов человеческого языка. Своими лапками бабочки могут почувствовать концентрацию сахара в воде в 2 000 раз меньшую, чем та, что дает нам ощущение сладковатого вкуса.
Высокочувствительное обоняние
Органы обоняния бабочек реагируют на присутствие даже очень малых концентраций вещества, удаленного от насекомого на большое расстояние. Их высокая чувствительность к запахам поражает. Самки бабочек многих видов обеспечены железами, выделяющими пахучие феромоны. Этот секрет выделяется ими в период размножения и улавливается самцами. Особым чутьем отличаются, например, самцы ночных шелкопрядущих бабочек, наделенные для этого пышными перистыми усиками. Они способны находить своих малоподвижных самок по еле уловимому запаху. Меченые самцы непарного тутового шелкопряда устремлялись на запах самки с расстояния 3,8 км. А самцы бабочки сатурнии улавливают запах самки своего вида на расстоянии 12 км. Но возможно, не только обоняние используется для такого поиска. Ученые пытались выяснить предельную границу, с которой самцы бабочек уже не находят самки. Они выпускали через окно движущегося поезда помеченных самцов бабочки-глазчатки с разных расстояний от места с клеткой, где находилась самка того же вида. С расстояния 11 км на ее запах прилетело 26 % выпущенных самцов.
Самый наглядный пример эффективности действия феромонов у насекомых демонстрирует тутовый шелкопряд. Для того чтобы показать свою готовность к спариванию, самка выделяет небольшое количество феромона (бомбикола). Даже если его будет всего одна миллионная грамма, самец способен расшифровать такое сообщение, важное для продолжения его рода. При этом достаточно всего одной молекулы бомбикола, выделяемого самкой, чтобы запустить нервный импульс в рецепторной клетке антенны самца. А если генерируется 200 импульсов в секунду, самец начинает искать самку, двигаясь против ветра, приносящего химическую информацию от подруги. Существует даже способ ловли самцов тутового и непарного шелкопряда, волнянок, павлиноглазок (сатурниц), коконопрядов. Самку сажают в клетку, и на ее запах слетаются многочисленные самцы.
Потомство серебристой бабочки-нимфалиды питается в основном листьями фиалки. Поэтому самка удивительным образом находит эти растения и откладывает яйца на коре растущих рядом деревьев. Науке не известно, как находит она фиалку, но, вероятнее всего, – по запаху.
Работа инфракрасных локаторов
Для поиска «своих» цветков, раскрытых в темноте, некоторые ночные бабочки обеспечены уникальными инфракрасными локаторами. Чтобы переводить невидимые тепловые лучи в видимое изображение в их глазах создается эффект флуоресценции. Инфракрасные лучи проходят здесь через построенную организмом сложную оптическую систему и фокусируются на специально подготовленном пигменте. Тот флуоресцирует, и таким образом инфракрасное изображение переходит в видимый свет. И тогда в глазах бабочки появляются видимые образы цветков, которые ночью испускают излучение именно в инфракрасной области спектра. В этом случае у цветков есть передатчики излучения, а у ночных бабочек – его приемники, то есть они целесообразно устроены друг для друга.
Инфракрасное излучение играет немаловажную роль и в сближении ночных бабочек различных полов. Как это происходит? В результате протекающих в организме бабочек физиологических процессов температура их тела значительно выше, чем температура окружающей среды и составляет около 35– 400 С. И что самое интересное – она мало зависит от температуры окружающего воздуха. То есть при понижении внешней температуры процессы внутри организма усиливаются. Более теплое тело бабочки является источником инфракрасных лучей. Взмахи крыльев прерывают поток этих лучей с определенной частотой. Предполагается, что самец отличает самку своего вида, воспринимая эти определенные ритмические колебания инфракрасного излучения.
Ультразвук для ориентации в пространстве
Благодаря акустическому анализу и использованию ультразвуковых сигналов бабочки не только избегают своих основных врагов – летучих мышей, как было показано выше, но и прекрасно ориентируются в пространстве. В экспериментах бабочка совка продемонстрировала способность к эхолокационной ориентации среди системы сферических преград. Представители этого вида могут определять наличие преграды на расстоянии свыше 12 см и производить сложные маневры при ее облете.
© Все права защищены
