Сотворенная природа глазами биологов. Поведение и чувства животных

Многие из нас с детства привыкли относиться к насекомым не совсем доброжелательно. И по прошествии лет они зачастую продолжают ассоциироваться у нас с назойливыми мухами, комарами, мокрицами и другими неприятными с виду существами. В тоже время такие полезные для человека насекомые, как медоносные пчелы, шмели-опылители или хозяева леса – муравьи, а также красивые бабочки и стрекозы, вызывают уважение и интерес.

В школе мы подробно изучали строение этих беспозвоночных животных. Еще кое-что узнали об их месте в природе, оставив в памяти главным образом то, как много среди них вредителей растений и переносчиков возбудителей опасных заболеваний. В общем, школьные знания совсем немного прибавили доброго в наше отношение к миру насекомых.

И что удивительно – все эти сведения из десятилетия в десятилетие не покидают традиционного русла школьных учебников и занятий. Причем часто мы даже не подозреваем, что получали узкие, односторонне подобранные сведения об удивительном мире живого.

Чтобы поколебать устойчивое и привычное отношение к насекомым нужно только захотеть познакомиться с их сложными, порой трудно объяснимыми поведенческими проявлениями. И тогда экспериментальные данные и наблюдения ярко продемонстрируют уникальную наследственную деятельность и способность к обучению этих членистоногих животных, откроют, что насекомые владеют элементами логического мышления, причем довольно высокого уровня даже по сравнению с приматами, которых считают наиболее развитыми существами.

Об инстинктивном поведении насекомых

Насколько генетически предусмотрено даже в мельчайших деталях инстинктивное поведение насекомых, наиболее наглядно можно представить на примере жизнедеятельности жуков.

Врожденные «таланты» трубковертов. Самка трубковерта наделена всем необходимым для создания гнезда, которое имеет вид сигары, плотно свернутой из свежих листьев деревьев. «Орудиями производства» этих жуков являются ножки, челюсти и расширенная на конце головы самки специальная лопатка.

Подсчитано, что инстинктивный процесс сворачивания «сигары» состоит из тридцати последовательно проводимых операций. Вот некоторые из них.

Жук тщательно подбирает неповрежденный лист, который послужит не только материалом для домика, но и запасом пищи для будущего потомства. Прежде чем свернуть трубочкой лист тополя, ореха или березы, самка прокалывает в определенном месте его черешок, чтобы уменьшить приток соков в лист. Тогда лист быстро становится податливым. Далее идет разметка листа для линии предстоящего разреза. Ведь трубковерт выкраивает из листа лоскут определенной, довольно замысловатой формы по «чертежу», который содержится в его генетической памяти.

Когда-то немецкий математик Гейне, пораженный наследственными талантами маленького жучка, вывел математическую формулу такого раскроя. Точность, с которой насекомое способно производить свои расчеты, не перестает вызывать зависть. Ведь человеку для вычисления формы надрезов, обеспечивающих плотное свертывание листа, потребовалось бы применение некоторых законов высшей математики.

После этих предварительных операций самка, хотя и медленно, но точными и уверенными движениями сворачивает листок, приглаживая его края лопаткой, даже если делает это впервые. Благодаря такому технологическому приему из валиков на зубчиках листа выделялся клейкий сок, который прочно скрепляет стенки жилища для будущего потомства.

Работая днем и ночью, самка за сутки сворачивает два листа. В каждый она откладывает по три-четыре яичка, внося тем самым свой скромный вклад в продолжение жизни всего вида.

Инстинктивные действия жука-навозника. Само название «жук-навозник» говорит о назначении и задачах этого насекомого в жизни живой природы. Благодаря уникальному инстинктивному поведению этот жук способен создавать из навоза идеально круглые шары. Он не справился бы со своей задачей, если бы не был наделен особой формой задних ног, с помощью которых скатывает шарик. Параметры кривизны его голеней заложены в наследственной программе создания организма и неукоснительно соблюдаются в процессе построения его конечностей.

Кроме того, в генетической памяти жука существует в закодированном виде способность к определенным видам стереотипных действий. Поэтому при создании шара он четко следует получаемым «инструкциям». Жук неизменно заканчивает работу только тогда, когда поверхность и размеры шара совпадут с кривизной его голеней.

Гибкость реального поведения

Реальное поведение насекомых является довольно пластичным, иными словами, ему свойственны изменяемость, податливость и обучаемость.

Это как нельзя лучше можно увидеть на примере муравьев-строителей. Именно комбинированное поведение позволяет им выбирать наиболее подходящие для постройки муравейника место и время, судить о целесообразности того или другого способа действий.

В одном из экспериментов колонию муравьев с царицей и многими личинками поместили в стеклянную бутыль с садовой землей. Муравьи тотчас принялись копать в ней галереи и комнаты для своих личинок. Объем работы, проделанной за довольно короткое время, был поразителен. Восемнадцати часов хватило, чтобы муравьи и личинки были удобно размещены «по номерам». Причем это происходило в совершенно незнакомом, стесненном стеклянными стенками пространстве. Очевидно, муравьи выработали в самое короткое время план действий, при котором сотни рабочих могли выполнять его сразу, не мешая друг другу.

Когда все было обустроено, муравьи из множества первоначальных ходов, которые позволяли всем одновременно вести работы, оставили только один. А 19 дней спустя, после завершения всех внутренних построек, насекомые-трудяги организовали массовые походы за насыпанными для них зернами, видимо, окончив к этому времени строительство своих складов.

В приведенном примере в основу реального поведения муравьев заложены инстинктивные строительные приемы, которые практически одинаковы в рамках каждого вида. Индивидуальное же освоение новой среды эти насекомые осуществили путем оценки ситуации, выработки плана целенаправленных действий, за счет приобретения опыта и элементарной рассудочной деятельности. Такое реальное поведение муравьев позволило им адекватно ответить на непредвиденные изменения привычных условий.

Далее мы еще сумеем оценить по достоинству необыкновенные способности муравьев, да и многих других насекомых, поведение которых все больше и больше удивляет этологов и зоопсихологов. И это несмотря на то, что справляться с такой нагрузкой приходится совсем маленьким головкам с крохотным мозгом, который все еще остается для нас «черным ящиком».

Как насекомые защищаются?

Несмотря на малые размеры, слабосилие и многочисленных врагов насекомые занимают на земле свои устойчивые ниши. Связанно это с тем, что подобно любым живым существам насекомые генетически наделены всем необходимым для сохранения жизни. Это целесообразное строение организма и оборонительное (защитное) поведение. Такое поведение включает пассивно-оборонительные реакции и активную защиту себя, своего жилища и территории.

Защитных средств и действий у насекомых много. В зависимости от вида это могут быть маскировочная окраска и форма тела, производство ядовитых веществ, едкой или пахучей жидкости и органы их выделения. Насекомые в защитных целях также используют бег (например, у жужелиц даже личинки имеют бегательные ноги), прыжки (земляные блошки), быстрый взлет (скакуны, златки), падение с растений с подогнутыми конечностями и способность притворяться мертвыми (многие жуки). Часто насекомые используют все данные им возможности для комбинированной защиты от хищников (божьи коровки).

Маскировка. Часто насекомые скрываются от глаз хищников с помощью покровительственной окраски. Она делает их менее заметными в местах обитания, позволяя слиться с фоном.

Например, окраска и форма тела гусениц тесно связаны с их образом жизни. Покровительственная окраска дана тем из них, которые ведут его открыто. Она гармонирует с окружающим фоном, и эффективность окраски часто повышается за счет добавления рисунка. Так, у гусениц бражника по зеленому или серому фону

проложены косые полоски. Они как бы делят тело гусеницы на отрезки, позволяет ей «растворяться» на фоне пестрой зелени.

Порой сходство с частями растений, на которых обитает гусеница, возрастает благодаря сочетанию покровительственной окраски с характерной формой тела. Например, гусеница пяденицы походит на сухой сучок.

Насекомые, наделенные покровительственной окраской и формой тела, которые сходны с листьями, веточками или даже птичьим пометом, зачастую сочетают это с особым инстинктивным поведением. Они способны оценивать ситуацию и в соответствии с ней принимать различные маскирующие позы. Так, напоминающий лист кузнечик в целях защиты от хищников либо сидит неподвижно с плотно сжатыми крыльями, имитируя стебель, либо держит крылья расправленными, становясь похожим на лист.

Демонстрационная окраска. Насекомые некоторых видов наделены пестрой демонстрационной (угрожающей) окраской. Она является сигналом для их врагов: «Не трогай меня! Опасно для жизни!». Например, птица, отведав несъедобную божью коровку или жалящее насекомое, хорошо запоминает неприятный урок и яркую окраску насекомого.

Не только взрослые насекомые, но и многие гусеницы наделены демонстрационной окраской тела и даже волосяного покрова, свидетельствующей об их несъедобности. Среди них -гусеница античной волнянки. У нее довольно причудливый вид за счет ярких красных и черных пятен по светлому фону и пучков черных и желтых волосков различной длины.

Предупреждающая окраска может быть у насекомого или постоянной, как у жалящих насекомых, или появляться в опасный момент -«вспыхивать», когда насекомое принимает угрожающую позу.

Мимикрия и демонстрационное поведение. Мимикрия – это зачастую эффект подражательного сходства по форме и окраске тела представителей незащищенных видов насекомых с более защищенными. Мимикрия – еще одна из множества загадок непостижимой сложности и целесообразности устройства организмов и поведения особей. Многие ученые признают, что это свойство никак не могло появиться в результате «проб и ошибок».

Это подтверждают особенности мимикрии у бабочек белянок некоторых видов. Они внешне подобны геликонидам, разновидностям южноамериканских булавоусых бабочек. Многие из геликонид обладают резким запахом и неприятны на вкус, благодаря чему их не трогают птицы. А безобидные бабочки белянки наследственно обладают целым комплексом подражательных возможностей, чтобы напоминать своих внешних прототипов, сохраняя тем самым себе жизнь. Они «не задумываясь» держатся вблизи летающих или отдыхающих геликонид, имея не только подобную форму и окраску крыльев, но даже характер полета. В Южной Америке на одном кусте могут располагаться бабочки пяти видов практически одинаковой окраски. И хотя ядовиты представители только одного вида, птицы не трогают никого.

У бабочек некоторых видов на крыльях имеются яркие пятна в виде глаз, отпугивающие хищников. Обычно крылья сидящей бабочки сложены, но при самом легком прикосновении они мгновенно раскрываются. Тут-то и вспыхивает рисунок больших глаз, отпугивая мелких птиц.

Гусеница, например, мотылька-ястреба тоже имеет ложные глаза. Кроме того, она очень похожа на небольшую змейку и наделена способностью по-змеиному извиваться всем телом. Такое демонстрационное поведение гусеницы обычно отпугивает от нее птиц и других хищников.

Вполне съедобный мотылек-медвежонок обладает другим способом защиты – ультразвуковой мимикрией. Этот мотылек наделен способностью «подражать» щелкающим высокочастотным звукам, которые издают для своей защиты тигровые ночные мотыльки. Ведь летучие мыши, которые охотятся по принципу эхолокации, избегают насекомых со щелкающими звуками. Их наследственные знания, иногда дополняемые приобретенным опытом, подсказывает им, что, как правило, «звучащая» добыча ядовита или имеет отвратительный вкус.

Пассивно-оборонительное поведение. Чтобы избежать хищников, насекомые используют и различные пассивно-оборонительные реакции – бегство, замирание, укрытие в убежищах и другие целесообразные поведенческие приемы.

Например, для того чтобы быстро уйти от врага и остаться невредимыми, многие насекомым даны специальные органы движения. Они так совершенны и так гармонично связаны со всем организмом, что обеспечивают невероятные возможности.

Например, сильные грудные мышцы и специальный механизм на нижней стороне груди позволяют жуку-щелкуну в случае опасности высоко подбросить себя в воздух. Жук размером в один сантиметр подпрыгивает на высоту около десяти сантиметров. При этом он издает громкий щелчок, отпугивающий хищника.

А расстояние, на которое прыгает в таких случаях блоха, в 350 раз превышает длину ее тела. В пересчете на рост человека – это прыжок в высоту на 600 метров!

Защитные живые приборы. Большинство насекомых скрывается или затаивается, увидев или услышав приближающегося врага. А если враг невидим в темноте или бесшумен? И на это случай предусмотрены особые защитные устройства.

Например, летучие мыши охотятся в темноте и совершенно бесшумны в полете. Услышать их приближение и спастись смогут лишь те, кому дана способность улавливать ультразвуковые сигналы. Как же тогда быть ночному сверчку? Конечно, можно было бы прятаться ночью в укрытии, не попадаясь на пути этих хищников. Хотя тогда сверчок не был бы ночным.

Но это красиво поющее в ночи насекомое, как и все живущее на земле, не оставлено беспомощным. В его организме предусмотрено важное устройство – крошечный одноклеточный и необыкновенно чувствительный рецептор. Этот миниатюрный живой прибор встроен в нервную систему сверчка. Он реагирует на частоту звука, издаваемого летучей мышью для ее ориентации в пространстве. Рецептор сверчка, приводимый в действие этой частотой, испускает импульсы -сигналы тревоги, которые заставляют насекомое стремительно удаляться от источника звука.

Такой уникальный рецептор обладает еще одним свойством, удивившим энтомологов. Оказывается, он включается только тогда, когда сверчок находится в полете и становится уязвим для ночных хищников. А в то время, когда насекомое пребывает в безопасности – отдыхает, питается или заботится о потомстве, – рецептор «молчит», не беспокоя напрасно своего владельца. Стоит только сверчку взлететь и стать потенциальной жертвой летучих мышей, как одноклеточный живой прибор вновь готов отреагировать на ультразвуковые сигналы хищника и спасти насекомое.

Здесь проявляется идеальная целесообразность и изящество защитных механизмов и устройств насекомого.

Рефлекс обтирания. Многие насекомые способны в случае опасности замирать или, как принято говорить, притворяться мертвыми.

Так, если потревожить жучка яблоневого долгоносика, он мгновенно складывает ножки, падает с ветки на землю и некоторое время лежит там неподвижно. Этот рефлекс обмирания вызван важным для жизни жучка инстинктивным защитным механизмом. Падение с дерева обеспечивает более быстрое, чем передвижение с помощью лап, ускользание от врага. А серая окраска неподвижно лежащего со сложенными ножками маленького долгоносика делает его неотличимым от комочков почвы.

Существует даже семейство жуков-притворяшек, которые обладают подобными защитными способностями и мгновенным проявлением рефлекса обмирания.

Комбинированные методы защиты. Рефлекс обмирания характерен и для божьей коровки. Она является активным охотником за тлями, регулируя количество вредителей растений, и при этом сама прекрасно защищена от посягательств любых хищников.