Валерий Балаян - Химический язык насекомых

• Название: Химический язык насекомых
• Автор: Валерий Балаян
• Издательство: ВО «Агропромиздат»
• Жанр: Химия
• Год: 1987

В жизни насекомых чрезвычайно большую роль играют запахи. Общаясь между собой при помощи пахучих молекул-феромонов, шестиногие «рассказывают» об источнике пищи, образуют брачные пары, охраняют свое жилище, метят «владения». О том, как ученые разгадали тайну химического языка насекомых, синтезировали феромоны в лабораториях и разработали способы их практического применения, узнает читатель этой книги.

Ее с увлечением прочтут те, кто интересуется прикладной энтомологией и вопросами охраны окружающей среды.

---

Конечно же нет! Без подобных знаний несравненно труднее, а подчас и просто невозможно бороться с насекомыми-вредителями. К сожалению, иной раз наступление на этих шестиногих оборачивалось большими потерями. Вред, нанесенный природе, оказывался более заметным, чем предполагаемый урон в рядах «неприятеля». И еще один аргумент в пользу изучения насекомых. Несмотря на сравнительную простоту строения тела шестиногих, природа снабдила их совершенными рабочими органами, детальное знакомство с которыми представляет интерес для бионики. Ведь не секрет, что некоторые «образцы технического оснащения» насекомых — пока еще недосягаемый эталон для науки и техники.

Известный советский энтомолог П. И. Мариковский писал об эксперименте, который он провел в природных условиях с клещами гиаломма азиатика. «Меня всегда поражала чутьистость и быстрота бега этих клещей, — пишет П. И. Мариковский. — Пустыня с ее суровыми законами жизни выработала такие свойства у этого кровопийцы. Но при помощи какого органа он разыскивает свою добычу, было непонятно». Далее, описывая эксперимент, энтомолог отмечает, что ветер дул на него, и, следовательно, клещи бежали «по ветру». Вероятнее всего чутье тут было ни при чем, зрение — тоже: все членистоногие очень близоруки. И слух навряд ли мог помочь им в поиске, так как П. И. Мариковский сидел тихо, не шевелясь, на походном стульчике. Ученый устроил с клещами игру, чем-то напоминающую известную детскую забаву «обознатушки-перепрятушки». Он не только перебегал с места на место и прятался от клещей в кустах, но и подбрасывал им то свою майку, то кепку. Насекомые оказались удивительно искусными и настойчивыми сыщиками. Они «не клюнули на приманку», не обратили внимания на вещи ученого и бежали только к нему. П. И. Мариковский предположил, что от млекопитающих и человека исходит какое-то излучение. Он решил изолировать себя от насекомых, закрывшись в машине. Несмотря на всю свою «чутьистость», клещи, даже бродя вблизи машины, не могли разыскать энтомолога, экранированного сталью и стеклом от своих преследователей. Чтобы хоть в какой-то степени пролить свет на эту «чутьистость» насекомых, исследователь отрезал на двух передних ножках гиаломмы конечные членики, на которых располагаются, по всей вероятности, некоторые органы чувств клеща. Оперированные насекомые прекращали дальнейшие поиски в отличие от клещей, которым такая же операция была сделана на одной лапке. Потеря только одного членика не мешала последним устремляться вслед за добычей не хуже здоровых.

«Трудно сказать, в какой мере убедительны мои эксперименты, — писал по этому поводу П. И. Мариковский. — Для окончательной разгадки таинственной чутьистости клещей их, конечно, мало. Однако уже ясно, что клещам в поисках добычи помогает не зрение, не слух, не обоняние. Я верю в загадочное излучение, исходящее от человека. Но какого совершенства и необычайной сложности достиг маленький аппарат на концах лапок клещей, крошечный комочек, едва различимый в лупу, способный воспринимать ничтожную силу излучения! Вот бы разгадать его устройство и функцию. Какое бы это было открытие для науки и техники!»

Что ж, немало еще секретов природы предстоит разгадать биологам. И кто знает, не окажутся ли дальнейшие исследования подобных «приемников излучения» у насекомых тем ключом, с помощью которого удастся разгадать тайну удивительного явления природы — биополя.

Выявлены и другие органы сигнализации, встречающиеся у насекомых. Например, субгенуальные органы, или виброрецепторы, которые воспринимают тончайшие колебания воздуха. Высокой чувствительностью к виброволнам обладают кузнечики. Однако их превосходит по этому показателю один из видов тараканов. Последние, подобно современным сейсмическим приборам, реагируют на колебания, амплитуда которых при частоте 1,5 килогерца составляет тысячные доли нанометра. Не с этой ли особенностью связана способность некоторых насекомых улавливать далекие подземные шумы — предвестники грядущего землетрясения?

У насекомых весьма совершенны органы чувств, которые реагируют на перепады температуры и изменение влажности (термо- и гигрорецепция). Кроме того природа наделила их относительно крупными и совершенными органами зрения, которые позволяют многим видам ориентироваться не только днем, но и ночью.

В настоящее время известно, что древнейшие обитатели Земли способны использовать для ориентирования в пространстве электромагнитные поля. Ученые высказывают предположение о том, что этот тип информационного взаимодействия помогает насекомым быстро координировать движения при скоплении особей. В этом случае быстрые маневры с резкими остановками и почти мгновенными поворотами практически никогда не приводят к столкновениям между отдельными насекомыми.

Справедливы слова американского ученого-биохимика Сент-Дьёрди (одного из основоположников биоэнергетики) о том, что «в живой природе часто работают системы более сложные, чем те, которыми пользуются физики для проверки своих теорий». Известно, что экспериментальные установки этих специалистов занимают огромные площади, а масса оборудования порой достигает нескольких сотен тонн. К услугам ученых сложнейшие электронные микроскопы и газоанализаторы. Но сопоставим все техническое вооружение людей с «аппаратами», которыми снабдила насекомых природа. Не приуменьшая заслуг ученых, создавших уникальные приборы и установки, надо признать, что по чувствительности, миниатюрности и компактности своих «изделий» природа ушла намного вперед. Правда, в ее распоряжении были миллионы лет.

Многочисленные наблюдения и эксперименты позволили классифицировать восприятие насекомыми различных сигналов. Известно, что для выполнения сложных поведенческих актов насекомые имеют многообразные, отточенные и гибкие системы сигнализации. Установлена и значимость того или иного способа сигнализации для различных видов шестиногих. Оказалось, что у многих насекомых главенствует все же химическая ориентация — один из древнейших способов общения в мире живых организмов. Она служит для выполнения трех непременных жизненных задач: питания (трофическая), размножения (репродуктивная), расселения (социальная).

Почему же природа «наградила» насекомых таким чувствительным обонятельным аппаратом? Объяснить это можно только тем, что химические сигналы — самые полезные для жизнедеятельности особи. Эти сигналы хорошо воспринимаются на свету и в полной темноте, на значительных расстояниях и вблизи, а также они долго сохраняют информацию.

Рассмотрим механизм действия химической сигнальной системы. Сведения поступают к насекомым и вызывают действие «без альтернативы», так как выполняют только определенные биологические действия, запрограммированные природой. Никаких других поведенческих реакций под влиянием феромонов у шестиногих не происходит.

Поражает высочайшая чувствительность воспринимающих устройств насекомых и их надежность. Запаховые приемники различных видов шестиногих, даже входящих в одно семейство, настроены на определенные составы и концентрацию феромонов.

Казалось бы, можно говорить о совершенно четкой и устоявшейся связи: феромон — насекомое; специфический сигнал (запрос) — определенное биологическое действие (ответ). Однако в последнее время появились сообщения о том, что в этой «монолитной стене» поведения насекомых обнаружилась брешь. Оказалось, например, что не все зрелые индивиды (яблонная плодожорка, жуки короеды-«типографы» и даже вездесущие и неистребимые рыжие тараканы) реагируют на предлагаемые им специфические феромоны. Вопреки ожиданиям, некоторая часть из «присутствующих при сем» насекомых остается совершенно безразличной к половым феромонам. И дело совсем не в качестве «товара», предложенного насекомым, так как большая часть шестиногих откликается на зов «искусственной самки». Почему же некоторые насекомые остаются в бездействии, даже находясь в «феромонном эпицентре», и не мчатся стремглав на могучий зов феромонов? Точного ответа пока нет, но не исключено, что они потеряли эту способность в результате какого-то, пока еще не выясненного заболевания. А может быть, мудро распорядилась природа, сделав часть особей невосприимчивой к половым феромонам.

Без изучения системы обоняния, без знания конструкции хеморецепторов было бы трудно не только понять и оценить многое в поведении насекомых, но и разработать средства борьбы с вредителями.

Только познав механизм явления, человек может стать подлинным хозяином положения. Однако если у природы в распоряжении было предостаточно времени для постепенного отсекания неудавшихся или зашедших в тупик вариантов, то исследователи, к сожалению, ограничены заранее сформулированной задачей и временем.