Przegląd materiałów
Człowiek otrzymuje informacje o otaczającym go świecie za pomocą wzroku, słuchu, węchu i dotyku. Naukowcy wykazali, że dla noworodka głównym ze wszystkich zmysłów jest węch, a gdy człowiek dorasta, prymat ma widzenie. Postanowiliśmy dowiedzieć się, który ze zmysłów jest najbardziej rozwinięty u zwierząt? Przekonaj się, jak ważny dla człowieka jest zmysł węchu zwierząt. Niektóre zwierzęta mają bardzo wyostrzony słuch, inne - wzrok. Ale charakterystyczną cechą większości zwierząt jest ich niesamowity węch, czyli bardzo wrażliwa percepcja zapachów.Cel pracy. Poznaj znaczenie węchu zwierząt w życiu człowieka.Zadania robocze:
1. Przestudiuj źródła literackie i internetowe na temat badań.
2. Dowiedz się, czym jest zmysł węchu.
3. Określ, które zwierzęta mają najostrzejszy węch.
4. Przeprowadź eksperyment, aby zbadać ostrość węchu u zwierząt.
5. Dowiedz się, jak ludzie wykorzystują zmysł węchu swoich zwierząt.
Hipoteza:
Zmysł węchu zwierząt pomaga człowiekowi.
Metody badawcze:
Studium literatury i zasobów internetowych na temat badań
Metoda obserwacji żywych obiektów
Analiza wyników
Ankieta uczniów w różnym wieku na temat badań
Część teoretyczna
1. Jaki jest zmysł węchu
Zmysł węchu to zdolność postrzegania cząsteczek substancji zapachowych za pomocą specjalnych wrażliwych komórek. U zwierząt wyższych organem węchowym jest nos. Ryby nie mają nosa, ale dziury - nozdrza prowadzą do worków węchowych usianych wrażliwymi komórkami. Takie komórki nazywane są receptorami. Receptory węchowe mają 10-12 rzęsek. Rzęski poruszają się i napędzają powietrze z cząsteczkami substancji zapachowej do narządu węchowego. W receptorze, pod wpływem cząstek zapachowych, powstaje impuls nerwowy, który biegnie wzdłuż nerwów, jak prąd przez przewody, do mózgu. W mózgu znajduje się specjalna strefa węchowa, do której przepływają informacje ze wszystkich receptorów węchowych. Mózg analizuje informacje i tworzy odpowiedź. Na przykład: receptory węchowe psiego nosa wyłapały zapach właściciela wchodzącego po schodach. Mózg wydaje komendę nogom psa, a ona biegnie do drzwi na spotkanie z właścicielem.Większość zwierząt rozwija zmysł węchu, ale w różnym stopniu. Według zmysłu węchu wśród ssaków można wyróżnić trzy grupy:
Makrosomatyka - ich węch jest bardzo dobrze rozwinięty (psy, szczury, koty i inne zwierzęta)
Mikrosomatyka - zmysł węchu jest znacznie gorzej rozwinięty w porównaniu z pierwszą grupą (foki, fiszbinowce, naczelne, do których zalicza się ludzi)
Anosomatyka - brak narządów węchowych (wieloryby zębate)
Koty i psy są wyraźnie makrosomatyczne. Właściciele tych zwierząt opowiadają niesamowite historie o wrażliwości na zapachy u swoich pupili. Kot lidera tej pracy nigdy nie był na zewnątrz. Idąc po balkonie drugiego piętra upadła. Kiedy właściciel wrócił do domu, kota nie znaleziono. Przez cały tydzień tęskniła za ukochaną. Nagle wieczorem za drzwiami dało się słyszeć miauczenie i drapanie. Otwierając drzwi, ujrzała na progu brudnego, wychudzonego, ale szczęśliwego kota, który z głośnym mruczeniem zaczął ocierać się o nogi swojej pani. Balkon wychodził na przeciwległą stronę drzwi. Dom miał sześć wejść, mieszkanie znajdowało się w drugim wejściu na drugim piętrze. Jak kot mógł znaleźć właściwe wejście i właściwe drzwi? Tylko zapachem, bo nigdy nie wychodziła drzwiami na ulicę. I kolejna niesamowita historia. Kot i kot mieszkali w rodzinie niepełnosprawnego mężczyzny. Był przykuty do łóżka, a jego żona ciężko pracowała i wracała do domu o różnych porach. Przyjechała autobusem i szła dokładnie pięć minut od przystanku autobusowego. Koty wyczuły podejście właścicielki od chwili, gdy wysiadła z autobusu. Podbiegli do drzwi i zajęli pozycję oczekiwania. Dokładnie pięć minut później pojawiła się gospodyni. Zwierzęta można wykorzystać do nastawiania zegarów. Właściciel zawsze wiedział, że jego żona zbliża się do domu po zachowaniu swoich pupili.
2. Dlaczego zwierzęta muszą wąchać?
Zmysł węchu odgrywa ogromną rolę w życiu zwierząt.
1. Za pomocą węchu wiele zwierząt szuka i wybiera pożywienie.
2. Drapieżniki tropią zdobycz po zapachu
3. Zwierzęta kopytne i gryzonie czują zapach wroga i uciekają lub chowają się w norkach
4. Za pomocą zapachów zwierzęta komunikują się, określają granice swojego terytorium, odnajdują się w sezonie lęgowym.
Nie tylko wyższe zwierzęta mają rozwinięty zmysł węchu. Wiele owadów różni się tym. Receptory węchowe znajdują się na ich czułkach i łapach. Wrażliwość niektórych owadów jest niesamowita. Przykładem niespotykanego dotąd poziomu wrażliwości jest „lokalizator węchowy” jedwabnika. Puszyste czułki samca wyłapują w powietrzu pojedyncze cząsteczki substancji wydzielanej przez samicę na odcinku 10 km. Owady, takie jak mrówki, zostawiają ślady zapachowe, aby pomóc swoim braciom znaleźć źródło pożywienia i pozostawiają „zapach śmierci”, gdy są zagrożone. Poprzez zapach mrówki określają kształt przedmiotów. Wśród ptaków nowozelandzki ptak kiwi wykorzystuje swój zmysł węchu, który długim nosem „wywęszy” owady, robaki itp. Ryby poruszają się w wodzie za pomocą węchu i migrują z rzek do mórz i odwrotnie. Rekin może wyczuć krew w wodzie przez kilka kilometrów.
4. Zapach zwierząt w służbie człowieka
Bardzo często, aby poradzić sobie w konkretnej sytuacji, zwykły człowiek musi posiadać specjalne, niepowtarzalne zdolności. A ludzie rozwiązują takie problemy z pomocą mniejszych braci.Natura nie była zbyt hojna dla człowieka, jeśli chodzi o zmysł węchu. Ale u psów to uczucie rozwija się około 12 razy silniej i znacznie ostrzej niż u naszych „homo sapiens” i niektórych ssaków żyjących na Ziemi.Zapewne wielu z Was obejrzało kreskówkę „Kot, który chodził sam”, filmową adaptację jednej z bajek słynnego pisarza Kiplinga. Fabuła jasno i wyraźnie pokazuje, jak starożytny człowiek zaczął „współpracować” na własny użytek z wieloma zwierzętami. A jednym z pierwszych, który zaczął służyć ludziom, był pies. Nasi przodkowie zauważyli, że pies ma bardzo rozwinięty nie tylko węch, ale także słuch i wzrok. Ma przede wszystkim doskonałą wytrzymałość i nadmierne zdolności bojowe: z nią możesz polować i wędrować przez miesiące. Co więcej, żadna istota żyjąca na Ziemi nie może być wyszkolona tak silnie i szybko jak pies.Człowiek szeroko wykorzystuje zwierzęta o wyostrzonym węchu do wykonywania różnego rodzaju prac, w których ten zmysł jest niezbędny. Zwierzęta zdobywają więc „zawody” i pomagają ludziom. Większość pracy dla ludzi wykonują psy. Powodów jest kilka:
psy mają bardzo dobry węch
psy są łatwe do trenowania
psy są oddane swojemu właścicielowi
Rozważ niektóre zawody psów:
psy myśliwskie
Goniąc zdobycz lub uczestnicząc np. w nęceniu zajęcy. psy albo orientują się w zapachu roznoszonym w powietrzu przez zwierzęta, albo skupiają się na zapachu ze swoich tropów. W pierwszym przypadku pies zwykle nie powtarza dokładnie ścieżki swojej ofiary – w końcu wiatr przenosi zapach na bok. Tymczasem pies podążający dokładnie tropem zająca reaguje oczywiście nie tylko na ducha zwierzęcia, ale także na zapachy, które powstają, gdy łapy zająca stykają się z trawą, mchem i innymi przedmiotami. Innymi słowy, zapach roślinności lub gleby jest dla psa nie mniej ważny niż zapach samej ofiary. Większość ras myśliwskich nadających się do zaganiania ma niesamowitą, jak na ludzkie standardy, zdolność szybkiego rozpoznawania, w którym kierunku, na przykład ślady zajęcy. Trzeba przyjąć, że dar ten jest w większości wrodzony i nie można go interpretować inaczej niż jako umiejętność błyskawicznego określenia, w jakim kierunku słabnie, a w jakim narasta zapach zwierzęcia. Wystarczy, że doświadczony pies wywęszy szlak tylko kilka metrów, aby zrozumieć sytuację. Potwierdza to zdolność psa do wychwytywania najmniejszych różnic w natężeniu zapachów pochodzących od ściganego zwierzęcia lub jego śladów. To prawda, że niedoświadczony pies przez kilkadziesiąt metrów podąża fałszywym tropem, zanim wykryje błąd. Ale wkrótce ona też zaczyna rozpoznawać kierunek ofiary.
Psy straży granicznej
Armia rosyjska zaczęła aktywnie wykorzystywać psy w straży granicznej w połowie XIX wieku. Od tego czasu dzień i noc, niezależnie od pogody, psy pełnią wartę na granicy. Psy różnych ras hodowane są w budach dla usługi wyszukiwania. Są owczarki wschodnioeuropejskie i niemieckie, spaniele, labradory i przedstawiciele innych ras. Jednak priorytetem jest owczarek wschodnioeuropejski. Jest najwygodniejszy w pracy, ponieważ dobrze nadaje się do treningu, wyróżnia się siłą i mocą, jest w stanie chronić właściciela i opóźniać wroga. Niezwykle rozwinięty węch psa jest w stanie rozróżnić nawet 12 tysięcy zapachów. Każdy pies ma swoją wąską specjalizację, niektórzy są szkoleni do poszukiwania narkotyków, inni szukają broni, materiałów wybuchowych. Psy małych ras służą do sprawdzania małych przestrzeni, a do badania pociągu nadaje się pies pasterski. Istnieje opinia, że poszukiwania narkotyków prowadzą psy uzależnione od narkotyków. Szkolenie opiera się jednak na grze, a poszukiwanie leku dla psa to emocjonujący zabieg, którego zainteresowanie stale wspiera właściciel. Do treningu tworzona jest specjalnie „zakładka” zawierająca substancję odurzającą.
Większość psów używanych na granicy to osobiste psy straży granicznej. Do dziś działają kluby dziecięce, w których szkoli się przyszłych pograniczników i wychowuje psy. Chłopaki uczą się wojskowych sztuczek, tresują zwierzaki, a gdy nadejdzie czas, wspólnie służą na granicy.
Psy ratownicze
Pierwsze psy ratownicze pojawiły się kilka wieków temu. Wtedy ich głównym celem było poszukiwanie zaginionych podróżnych podczas burzy śnieżnej. Od kilkuset lat takie psy hodowane są we Francji w klasztorze św. Bernarda krzyżując nowofundlandy i dogi niemieckie. Te psy św. Bernarda są często przedstawiane z małą beczką brandy na szyi. Oczywiście pytasz - dlaczego? Psy tej rasy codziennie opuszczały klasztor w poszukiwaniu zabłąkanych podróżników, a na ich szyjach wisiała beczka wina lub innego mocnego napoju. Odnajdując zagubionego i zamarzniętego podróżnika, dali mu do wypicia kieliszek ciepłego wina, aby podróżnik mógł się jak najszybciej rozgrzać. Nie sposób zliczyć, ile osób uratowali św. Bernardyni. Jednak najbardziej popularnym wśród nich był św. Bernard imieniem Barry. Jego historia od dawna jest legendą. Barry wyczuł intuicyjnie zbliżanie się śnieżycy na ponad godzinę przed jej rozpoczęciem i stał się bardzo niespokojny. Kiedyś uratował dziecko, które znalazło się głęboko pod lawiną i nikt nawet nie podejrzewał, że przytrafiły mu się kłopoty, z wyjątkiem Barry'ego. Barry odnalazł dziecko i lizał jego twarz, dopóki dziecko nie opamiętało się. Los zagrał z Barrym okrutny żart. Według opowieści legendarnego psa Barry uratował czterdzieści osób i został zabity czterdzieści pierwszy. Pewnego dnia Barry po raz kolejny odkrył prawie zamarzniętą osobę. Po wykopaniu go pies położył się obok niego, aby ogrzać ofiarę swoim ciałem. Kiedy mężczyzna wrócił, w ciemności wziął Barry'ego za niedźwiedzia i poważnie go zranił. Mimo poważnych obrażeń pies trafił do klasztoru, gdzie otrzymał pomoc medyczną. Przeżył, ale z powodu kontuzji nie mógł już ratować ludzi. Został przewieziony do Berna do szpitala dla zwierząt. Po śmierci Barry'ego postawiono mu pomnik na jednym z paryskich cmentarzy. Na kamiennym postumencie schwytano ogromnego puszystego psa wraz z dzieckiem ufnie przytulonym do niego z pamiątkowym napisem: „Kasia, który uratował czterdzieści osób i zabił czterdzieści pierwszy”. Psy bohaterów nazywane są teraz tymi, które pomagały ludziom podczas działań wojennych. Byli pełnoprawnymi bojownikami i brali udział w poszukiwaniach osób zaginionych pod gruzami, oczyszczali kopalnie i pracowali jako posłańcy. Po raz pierwszy psy zostały użyte do poszukiwania ludzi pod gruzami podczas II wojny światowej po bombardowaniach w Wielkiej Brytanii. Pierwsze ośrodki szkolenia psów poszukiwawczych i ratowniczych pojawiły się w połowie lat pięćdziesiątych. Ważna i odpowiedzialna misja psa została zrealizowana podczas Wielkiej Wojny Ojczyźnianej. Ich wyczyny są trudne do przecenienia. Uratowali tysiące istnień ludzkich. Wielu czworonożnych wojowników przeszło do historii. Pies Dick rasy collie został wyszkolony w wykrywaniu min. W jego aktach osobowych był taki wpis: „Wezwany do służby z Leningradu. W latach wojny odkrył ponad 12 tysięcy kopalń, brał udział w rozminowaniu Stalingradu, Lisiczańska, Pragi i innych miast. Ale Dick dokonał swojego głównego wyczynu w Pawłowsku. Na godzinę przed wybuchem odkrył w fundamentach starożytnego pałacu dwuipółtonową kopalnię z mechanizmem zegarowym. Po wojnie Dick uczestniczył w wielu wystawach. Zmarł ze starości i został pochowany z pełnymi wojskowymi honorami, jak na bohatera przystało. Obecnie owczarki niemieckie są najczęściej wykorzystywane do akcji ratowniczych po lawinach w poszukiwaniu ofiar pod gruzami, a także po trzęsieniach ziemi i innych klęskach żywiołowych. Najlepiej dostosowują się do ekstremalnych warunków pogodowych, a także nadają się do nawet najcięższego treningu. Bernardyni specjalizują się w ratowaniu wspinaczy i narciarzy. Jeśli poszukiwania zaginionego prowadzone są na lądzie, pies może zgłosić odnalezienie osoby na trzy sposoby: głosić, zabrać coś uratowanemu i wrócić z pomocą, być między właścicielem a ofiarą. Najtrudniejsze jest poszukiwanie ludzi pod gruzami. Pies musi wyraźnie wychwycić ludzki zapach z masy innych ludzi i wykryć ofiarę spod gruzów o grubości metra. Szkolenie psów ratowniczych to złożony proces. Metody zostały opracowane przez Międzynarodową Organizację Psów Ratowniczych z siedzibą w Szwecji. Według ekspertów nauczenie psa wykrywania żywych ludzi i zgłaszania ich lokalizacji zajmuje około roku. Ostatnio z pomocą ratownikom przychodzi coraz bardziej zaawansowany sprzęt, ale poszukiwania kynologiczne nadal pozostają najskuteczniejszą i najskuteczniejszą metodą poszukiwawczą. W końcu psi zapach i intuicja nie zastąpią nawet najbardziej innowacyjnych technologii. Czworonożny ratownik jest w stanie wychwycić nawet najsłabsze zapachy i odróżnić je od tysięcy niepotrzebnych. Jeden pies ratowniczy ratuje pracę kilkudziesięciu osób. A największą nagrodą ratownika futrzanego jest zbawienie osoby i byle jakie żywe stworzenie. I odwrotnie, gdy pies nie znajduje żywych ludzi, zaczyna popadać w depresję.
Psy górnicze
Skoro psy dzięki swoim subtelnym instynktom potrafią odnajdywać ludzi w gruzach, ukrytych pod ziemią kopalniach, to może da się ich nauczyć odnajdywać minerały?
Taki eksperyment z powodzeniem przeprowadził fiński geolog profesor Kahma na swoim psie Lari. Lari udało się odkryć złoża rud miedzi. Od 1966 r. psy wykorzystywane są również w naszym kraju do poszukiwania minerałów. Pracownicy oddziału karelskiego Akademii Nauk ZSRR przy pomocy psów znaleźli złoże wolframu na Półwyspie Kolskim, niklu - w regionie Ładoga i innych.Saperzy, którzy odnieśli sukces: co wiemy o szczurachGrupa belgijskich naukowców postanowiła przeprowadzić eksperymenty na ogromnych afrykańskich szczurach, ponieważ wiadomo, że zwierzęta te są właścicielami tak samo ostrego węchu jak psy. Postanowili nauczyć te zabawne zwierzęta szukania min przeciwpiechotnych, ponieważ szczury są znacznie mniejsze od psów, więc prawdopodobieństwo ewentualnej eksplozji jest zbyt małe. Doświadczenie naukowców z Belgii zakończyło się sukcesem, a następnie szczury afrykańskie zaczęto hodować specjalnie po to, aby szukały min w Mozambiku i innych częściach Afryki, gdzie, podobnie jak u nas, wiele muszli pozostało głęboko w ziemi po działaniach wojennych. Tak więc od 2000 roku naukowcy zaangażowali 30 gryzoni, którym w ciągu 25 godzin udało się zabezpieczyć ponad dwieście hektarów afrykańskiego terytorium.Uważa się, że gryzonie przeszukujące miny są znacznie wydajniejsze w użyciu niż saperzy czy te same psy. Rzeczywiście, szczur przebiegnie przez dwieście metrów kwadratowych terytorium w dwadzieścia minut, a człowiek będzie potrzebował 1500 minut na poszukiwania. Tak, a psy - wykrywacze min są doskonałe, ale są bardzo drogie dla państwa (konserwacja, usługi kynologów) niż małe szare "sapery".
Więcej niż ptactwo wodne: foki i lwy morskie
Na początku XX wieku, w 1915 roku, V. Durov, znany trener w Rosji, zasugerował marynarce wojennej użycie fok do poszukiwania podwodnych min. Tak, dla dowództwa rosyjskiej marynarki wojennej była to niezwykła, można by rzec, nowatorska metoda. Uważano, że tylko psy mają wysoko rozwinięty instynkt, więc mogą znaleźć minę, gdziekolwiek się znajduje. Jednak od czasów wojny w zasobach wodnych znaleziono wiele urządzeń wybuchowych. I trzeba było coś z tym zrobić. A po zbadaniu wszystkich „zalet” używania fok w poszukiwaniu kopalń wodnych na wyspie Krym rozpoczął się zakrojony na szeroką skalę trening ptactwa wodnego.
Tak więc przez pierwsze 3 miesiące w Balaklava szkolono dwadzieścia fok, które, o dziwo, doskonale nadawały się do szkolenia. Pod wodą bez trudu znajdowali materiały wybuchowe, miny i inne urządzenia i substancje wybuchowe, za każdym razem oznaczając je bojami. Trenerom udało się nawet nauczyć kilka pieczęci „wykrywacza min”, jak umieszczać specjalne miny na magnesach na statkach. Ale tak czy inaczej, nie było możliwe późniejsze przetestowanie specjalnie wyszkolonych fok w praktyce - ktoś otruł „morskie zwierzęta bojowe”.
Lwy morskie to foki z uszami, które mają doskonałe widzenie pod wodą. Bystre oczy pomagają tym uroczym ssakom morskim znaleźć wrogów. Marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych hojnie wydała miliony dolarów na szkolenie fok pospolitych w programie szkoleniowym mającym na celu naprawę uszkodzonego obiektu lub wykrywanie urządzeń wybuchowych.
Ale w Irkucku foki zostały nawet w tym roku specjalnie przeszkolone, aby pokazać, jak te zwierzęta są w stanie doskonale trzymać w rękach karabiny maszynowe, maszerować z flagą na wodzie, a nawet neutralizować zainstalowane miny morskie.
Na straży świata: co potrafią delfiny
Delfiny zaczęły być szkolone jako specjalne wykrywacze min po tym, jak walki z fokami zyskały ogromną popularność w jednej z baz marynarki wojennej San Diego. Naukowcy z ZSRR postanowili udowodnić, że delfiny, a także lwy morskie, mogą przynosić korzyści ludziom, jako najmądrzejsi i najodważniejsi „siły specjalne”
W latach 60. w Sewastopolu powstało duże akwarium, w którym delfiny nauczono patrzeć pod wodę nie tylko na miny z II wojny światowej, ale także na wiele zatopionych torped. Oprócz swojej pomysłowości i nadmiernej pomysłowości, za pomocą transmisji sygnałów echolokacyjnych delfiny są w stanie dokładnie zbadać sytuację, wszystko, co dzieje się wokół nich. Delfiny z łatwością znalazły obiekt wojskowy z dużej odległości. Jako wykwalifikowani obrońcy, wyszkolone delfiny stanęły na straży i broniły baz morskich na Morzu Czarnym
Część praktyczna
II.1. Przeprowadzenie ankiety wśród uczniów w różnym wieku
Kot i pies szukali po zapachu swojej ulubionej zabawki - piłki. Podczas gry piłka została odebrana zwierzętom, szybko przeniesiona do innego pokoju i ukryta na wysokiej szafce. Kiedy zwierzęta weszły do pokoju, pobiegły do szafy i zażądały zwrotu zabawki: pies podskoczył i szczekał, a kot podrapał szafę i miauknął.
Wniosek: Zmysł węchu u zwierząt jest dobrze rozwinięty i pozwala im szukać pokarmu i zabawek.
Nasz eksperyment nie pozwolił nam ustalić, które ze zwierząt domowych ma lepiej rozwinięty węch. Rozwiązaliśmy to pytanie przy pomocy literatury. Przy określaniu ostrości węchu brane są pod uwagę dwa parametry: liczba komórek węchowych oraz zasięg. Liczebność komórek węchowych u badanych rozkładała się następująco: chomik - 12 mln, królik - 100 mln, kot - 80 mln, pies - 240 mln, szczur - 224 mln. komórki węchowe: psa i szczura, natomiast u szczurów liczba ta jest jeszcze wyższa. Ale szczury śmierdzą tylko z niewielkiej odległości. Jeden z „czujników” kontroli narkotyków na lotnisku opiera się na tej właściwości węchu szczurów. Klatki ze szczurami umieszczane są obok taśmociągów, przez które przechodzi bagaż. Szczury są bardzo wrażliwe na zapach narkotyków i w pewien sposób na niego reagują.
Kiedy szczury we wszystkich klatkach, jakby na zawołanie, okazują zaniepokojenie, bagaż poddawany jest dokładniejszej kontroli. W 98% przypadków „kontrola szczurów” działa bezbłędnie.
Biorąc pod uwagę, że wyostrzony zmysł węchu szczura działa tylko z niewielkiej odległości, jest gorszy od dwóch zwierząt jednocześnie: psa i kota. Tak więc, zgodnie z liczbą komórek węchowych i zakresem węchu, zwierzęta były rozmieszczone w następujący sposób:
III. Wniosek
Pracując nad naszymi badaniami, dowiedzieliśmy się wielu ciekawych rzeczy o zwierzętach, zwłaszcza o zwierzętach domowych. Widzieliśmy, że dla większości dzikich zwierząt utrata węchu jest równoznaczna ze śmiercią, ponieważ nie będą one w stanie śledzić zdobyczy i nie wyczują zbliżającego się wroga. W wyniku badania nasza hipoteza została potwierdzona. Zmysł węchu zwierząt ma ogromne znaczenie w życiu człowieka. W wyniku badania dowiedziałem się, że istnieją zwierzęta, które pomagają człowiekowi bez węchu. Na przykład delfiny i lwy morskie mogą przynosić korzyści ludziom jako najmądrzejsi i najodważniejsi „siły specjalne”, a foki są „wykrywaczami min”. Nazywają się anosomatykami.
Nasza praca jest istotna dla wszystkich właścicieli zwierząt domowych: pomoże lepiej zrozumieć zachowanie ich pupili i pomoże w szkoleniu. Na pewno podzielimy się naszymi badaniami z kolegami z klasy i innymi uczniami naszej szkoły.
Kiedy zaczynają mówić o węchu owadów, prawie zawsze pamiętają francuskiego entomologa J.A. Fabre. Często rozmowa na ogół zaczyna się od Fabre'a, a dokładniej od incydentu, który mu się przydarzył i który faktycznie służył jako odkrycie niezwykłego „smykałki” u owadów i początek jego badań.
Kiedyś w ogrodzie w gabinecie Fabre'a z poczwarki narodził się motyl Saturnia lub, jak to się nazywa, duże nocne pawie oko. Oto jak Fabre opisuje to, co wydarzyło się później:
"Z świecą w rękach wchodzę do biura. Jedno z okien jest otwarte. Nie możemy zapomnieć tego, co widzieliśmy. Ogromne motyle latają wokół czapki z samicą, delikatnie machając skrzydłami. Latają w górę i odlatują, wznoszą się do sufitu, opadnij. Pędząc w światło "Gaszą świecę, siadają nam na ramionach, czepiają się naszych ubrań. Jaskinia czarnoksiężnika, w której wirują nietoperze. A to jest moje biuro."
I coraz więcej motyli wpadało przez otwarte okno. Rano Fabre policzył - było ich prawie półtora setki. A wszyscy to mężczyźni.
Na tym jednak sprawa się nie skończyła.
„Każdego dnia, między ósmą a dziesiątą wieczorem, motyle przelatują jeden po drugim. Silny wiatr, niebo jest pochmurne, jest tak ciemno, że ledwo widać rękę podniesioną do oczu w ogrodzie. Dom ukryty za dużymi drzewami, od północnych wiatrów odgrodzony sosnami i cyprysami, niedaleko wejścia kępa gęstych krzaków.Aby dostać się do mojego biura, do kobiety, Saturnie muszą przedostać się w ciemności nocy przez tę plątaninę gałęzi”.
Fabre zastanawia się, skąd samce dowiedziały się o obecności samicy motyla w jego biurze. Ale on sam odpowiada na to pytanie: "Samce przyciąga zapach. Jest bardzo cienki, a nasz zmysł węchu nie jest w stanie go złapać. Ten zapach przenika każdy przedmiot, na którym kobieta pozostanie przez jakiś czas ... "
Aby sprawdzić, czy to prawda, czy nie, Fabre przeprowadził interesujący eksperyment, próbując zmylić motyle. Jednakże…
"Nie udało mi się powalić ich kulkami na mole. Powtarzam to doświadczenie, ale teraz używam wszystkich substancji zapachowych, które posiadam. Umieszczam wokół czapki z kobietą około tuzina spodków. Oto nafta, naftalen i lawenda i dwusiarczek węgla pachnący zgniłymi jajkami „W środku dnia moje biuro pachniało tak mocno wszelkiego rodzaju ostrymi zapachami, że aż przerażało mnie wejście do niego. Czy wszystkie te zapachy sprowadzą samców na manowce? Nie! „Po południu, samce przyleciały!”
Fabre zobaczył małą kroplę płynu, który motyl wydziela podczas wyklucia i zdał sobie sprawę, że zapach pochodzi z tego płynu… Ale potem – już poza rzeczywistością!
W końcu kropla jest niewielka, zapach nieuchwytny, a samce nie znajdują się w pobliżu miejsca, w którym znajduje się samica - muszą skądś lecieć. Nasycić zapachem dość dużą przestrzeń i mieć nadzieję, że da się to wyczuć? „Podobnie można by mieć nadzieję, że pomalujemy jezioro kroplą karminu” – pisał o tym Fabre.
Fabre nie mógł uwierzyć w taką „nadwrażliwość” owadów, chociaż sam to udowodnił. I nie tylko eksperymenty z motylami.
Fabre eksperymentował z chrząszczami grabarzami, w szczególności z czarnymi grabarzami. Jeśli ty i ja, będąc w lesie, nie spotykamy zwłok zwierząt, to wiemy: to zasługa owadów. Co więcej, wiemy już, że owady są bardzo ważnymi sanitariuszami na naszej planecie. Chrząszcze grabarz (w ZSRR występuje ponad 20 gatunków, a chrząszcze czarne są największe) są jednymi z najaktywniejszych sanitariuszy. Gdy tylko w lesie pojawi się martwy ptak lub zwierzę, bardzo szybko pojawiają się tam grabarze. Z każdą godziną jest ich coraz więcej, a nowo przybyli natychmiast zabierają się do pracy – zaczynają grzebać zwłoki. Zagrzebią je bardzo szybko - w ciągu kilku godzin z powierzchni ziemi zostaną usunięte zwłoki ptaka, myszy, a nawet zająca (ogromne zwierzę na chrząszcze!).
Chrząszcze wykonują tę pracę oczywiście nie z miłości do czystości i porządku. Tam, na zwłokach, położyli jądra, zapewniając przyszłemu potomstwu początkowo względne bezpieczeństwo i nieograniczoną ilość pożywienia. To było jasne dla ludzi od dawna i Fabre o tym wiedział. Ale w tamtych czasach nie było jasne, że było inaczej: skąd owady pojawiają się w pobliżu martwego ptaka lub zwierzęcia i bardzo szybko się pojawiają.
Załóżmy, że jeden chrząszcz mógł być w pobliżu przypadkiem i przypadkowo natknął się na martwą mysz lub ptaka. Załóżmy, że to samo stało się z dwoma lub trzema kolejnymi żukami. Ale kilkudziesięciu nie mogło być w pobliżu. Przybyli więc z daleka; być może przebyli setki, a nawet tysiące metrów - zapach wskazał im drogę. Zostało to wyjaśnione. Odkryto nawet, jak ten zapach się rozprzestrzenia. Zarówno Fabre, jak i wielu naukowców po nim, przeprowadzili wiele eksperymentów, aby upewnić się, że zapach rozprzestrzeni się po powierzchni ziemi. Ani trawa, ani pniaki, ani drzewa nie przeszkadzają chrząszczom wyczuć tego zapachu. Ale jeśli martwe zwierzę zostanie podniesione nad ziemię - takie eksperymenty zostały wykonane - i wydaje się, że zapach może się swobodnie rozprzestrzeniać, chrząszcze go nie dostrzegają. Gdy tylko zwłoki zostały opuszczone, chrząszcze otrzymały „wiadomość” i pospieszyły do zapachu.
Odkrycie Fabre'a nie pozostało niezauważone i nie można powiedzieć, że ludzie nie zajmują się problemem wąchania owadów. Ale praca w tym kierunku przez wiele lat szła bardzo powoli, wykonywali ją indywidualni naukowcy i nie wzbudzała większego zainteresowania.
Nawet prawie pół wieku później, w 1935 roku, kiedy sowiecki entomolog-amator A. Fabry (dziwnym zbiegiem okoliczności prawie imiennik słynnego Francuza) opublikował w Entomological Review wyniki swoich bardzo ciekawych eksperymentów i obserwacji, które powinny wzbudził duże zainteresowanie, artykuł pozostał prawie niezauważony. Może naukowcy wtedy jeszcze nie mogli zrozumieć i docenić roli, jaką zapachy odgrywają w życiu owadów, może ludzkość rozpoczęła już chemiczną walkę z sześcionożnymi zwierzętami i była tym całkowicie zajęta, ale zresztą większość entomologów albo nie zauważyła artykuł Fabry, lub pozostała wobec niej obojętna. A artykuł był wart przemyślenia.
Fabry przeprowadził eksperyment z tym samym motylem Saturnia, a dokładniej z gruszką Saturnia lub dużym nocnym pawim okiem, które tak uderzyło Fabre'a. W pobliżu Połtawy, gdzie mieszkał Fabry, motyli tych nie znaleziono, w każdym razie nikt ich tam nie znalazł przed Fabrym. Entomolog-amator wyciągnął tego motyla z poczwarki, umieścił go w klatce i wyniósł na balkon. Oczywiście nie podejrzewał, co się stanie – po prostu wyniósł noworodka na zaczerpnięcie świeżego powietrza. I nagle zobaczyłem dokładnie tego samego motyla obok ogrodu. Złapała ją Fabry - rzadki motyl! A kilka dni później miał już dziesiątki samców saturni gruszkowych, które przyleciały do zapachu samicy. Skąd przybyli, skąd przybyli, jak daleko przybyli? Fabry postanowił się dowiedzieć. I tak, oznaczywszy samce farbą, dał motyle młodym przyrodnikom, którzy mu pomogli. Chłopaki zabrali motyle na odległość 6 kilometrów od domu Fabry'ego i wypuścili je. Pierwszy oznaczony samiec wrócił po 40 minutach, ostatni po półtorej godziny.
Ale sam Fabre przeprowadził eksperyment z „leśnymi sanitariuszami” - grabarzami i martwymi zjadaczami, i upewnił się, jak subtelny jest zmysł węchu u owadów
Zwiększyliśmy dystans do 8 kilometrów, wynik ten sam - prawie wszystkie samce wróciły. A najciekawsze jest to, że latali zarówno wtedy, gdy wiatr wiał przeciwko nim, jak i gdy w ogóle nie było wiatru, i gdy wiatr wiał „w plecy”.
Fabry, podobnie jak Fabre, nie potrafił wyjaśnić tego zjawiska. Wyjaśnienie przyszło znacznie później, kiedy naukowcy zmierzyli się ze zmysłem węchu owadów. Do tego czasu zgromadzono już wystarczająco dużo faktów - zdumiewających i niepodważalnych; do tego czasu dokładniej zbadano „zdolności węchowe” owadów. Na przykład stwierdzono, że motyle mniszki latają z odległości 200-300 metrów, jeden z gatunków Saturnia - od 2,4 km, szufelka kapusty - od 3 km, ćma cygańska jest w stanie wyczuć zapach samicy w odległości 3,8 km, a duże nocne pawie oko (gruszkowa saturnia) z 8 km. Niezadowoleni z tego naukowcy postanowili „zbadać” motyle oka. Zaznaczywszy ich, zaczęli ich wypuszczać przez okno jadącego pociągu. Z odległości 4,1 km do celi, w której znajdowała się samica, wleciało 40 proc. samców, a z odległości 11 km – 26 proc.
Amerykańscy naukowcy E. Wilson i W. Bossert obliczyli nawet wielkość i kształt strefy, w której działa zapach przyciągający motyle. Jeśli samica znajduje się wysoko nad ziemią, strefa zapachu ma kształt kulisty, jeśli na ziemi - półkulisty. Jeśli wieje wiatr, strefa rozciąga się w kierunku wiatru. Wielkość takiej strefy u ćmy cygańskiej przy umiarkowanym wietrze będzie miała kilka tysięcy metrów długości i około 200 metrów szerokości.
Jaka jest koncentracja zapachu w tej strefie, można sobie wyobrazić, jeśli weźmiemy pod uwagę, że kawałek żelaza, który emituje pachnącą ciecz, jest milion razy mniejszy niż sam motyl. Kropla jest jeszcze mniejsza. Krótko mówiąc, jedna cząsteczka na metr sześcienny powietrza to stężenie substancji zapachowej znalezionej przez samce. To jest tak niewiarygodne, że dezorientuje wielu naukowców – czy to zapach? Może to coś innego, jakieś fale, których ludzie wciąż nie rozumieją, pomagają owadom tak łatwo i dokładnie nawigować w kosmosie, odnajdywać się nawzajem? Jednak jest to założenie poszczególnych naukowców. Większość uważa, że aby się odnaleźć, owady wykorzystują zmysł węchu, w który wierzą bardziej niż wzrok. Na przykład przeprowadzono wiele eksperymentów potwierdzających, że samce (lub samice, ponieważ u niektórych owadów samce wydzielają przyciągający zapach) lecą do obiektu, na który nakładany jest odpowiedni zapachowy płyn, i to nawet jeśli ten obiekt jest zupełnie inny na owadzie. I odwrotnie: samce nie zwracały uwagi na motyla, któremu usunięto gruczoł zapachowy.
Przynajmniej fakt, że ten system został zaprojektowany z niesamowitą precyzją, świadczy o znaczeniu atrakcyjnego zapachu. Na przykład całkiem niedawno naukowcy odkryli, że niektóre motyle dają sygnały zapachowe nie spontanicznie, gdy jest to konieczne, ale tylko wtedy, gdy wystarczająco dojrzeją. Czasami dzieje się to kilka godzin po wykluciu, a czasami po 2-3 dniach.
Inni wręcz przeciwnie, śpieszą się i wysyłają sygnały zapachowe jeszcze przed urodzeniem. Przybywają „stajebie” i cierpliwie czekają na pojawienie się „panny młodej” z poczwarki.
Istnieje jeszcze bardziej złożona zasada sygnalizacji: niektóre motyle wysyłają sygnały tylko w określonych godzinach. Na przykład niektórzy - tylko od 9 rano do 12 rano, inni - od 4 rano do wschodu słońca i tak dalej.
Zapach służy owadom nie tylko do wzajemnego przyciągania się. Odgrywa decydującą rolę w wyborze pożywienia dla przyszłego potomstwa. Na przykład motyle kapuściane składają jaja na kapuście, aby zapewnić pożywienie dla gąsienic. Sygnałem wskazującym, że jest to dokładnie ta roślina, której przyszłe gąsienice potrzebują, jest zapach. Wierzą mu tak bardzo, że jeśli zmoczysz kartkę papieru lub deskę ogrodzeniową sokiem z kapusty, motyl nie zwróci uwagi ani na kształt, ani na kolor przedmiotu i złoży jajka na tej desce lub kartce papieru.
O ile owady bardziej wierzą w swój „nos” niż w oczy, przemawiają też takie obserwacje: niektóre gatunki storczyków wydzielają zapach podobny do tego, jaki wydzielają samice niektórych trzmieli. Zwabione tym zapachem samce siadają na kwiatku. Przekonane o podstępności storczyków, odlatują, ale bardzo często znów wpadają w przynętę - znów siadają na kwiatku. „Oszukuje” orchideę trzmieli, aby nosiła pyłek. Ciekawe, że te storczyki nie mają nektaru - zapach przynęty całkowicie zastępuje przysmak przynęty.
Tak jak „sprytnie” są niektóre kwiaty, które wydzielają zapach zgnilizny. Przyciąga muchy, które składają jaja na zgniłym mięsie. Podczas gdy mucha rozumie oszustwo, kwiat przylepi do niej porcję pyłku. Przylatując na kolejny kwiat, mucha przeniesie tam ten pyłek.
Z roku na rok coraz wyraźniejsze staje się wiodące biologiczne znaczenie zapachów w życiu owadów. Co więcej, zapachy, jak się okazuje, są ściśle ukierunkowane, ściśle wyspecjalizowane. To zmusiło naukowców do podjęcia ich klasyfikacji.
Radziecki naukowiec profesor Ya D. Kirshenblat zidentyfikował 12 rodzajów zapachów zgodnie z ich biologicznym znaczeniem dla zwierząt.
Ale zanim do nich przejdziemy, dowiedzmy się, czym jest w ogóle zapach?
Jest zabawna anegdota. Na egzaminie profesor zapytał niedbałego studenta: co to jest zapach?
Student, który nie oglądał podręczników i nie chodził na wykłady, nie znał materiału i patrząc na profesora niewinnymi oczami, odpowiedział: „Zapomniałem; wiedziałem tylko wczoraj, ale teraz wyleciało mi z głowy z podnieceniem." - "Szaleje!" wykrzyknął profesor. - Na wszelki wypadek pamiętaj! Jesteś jedyną osobą na świecie, która wiedziała, co to jest zapach!
To oczywiście żart. Ale mówiąc poważnie, ludzie naprawdę nadal nie wiedzą dokładnie, czym jest zapach. Znaczy to, że wiedzą dużo, a nawet za dużo – jest 30 teorii zapachu, ale to wszystko to wciąż teorie, hipotezy.
Jedną z najpopularniejszych obecnie teorii jest teoria „klucza” i „dziurki od klucza”.
Zdumiewające i nieodgadnione są drogi nauki! Prawie dwa tysiące lat temu rzymski poeta i filozof Tytus z Libii Lukrecjusz Karus wyraził pierwotną ideę, że dla każdego specyficznego zapachu narząd węchowy zwierzęcia ma swoje specyficzne otwory, w które te zapachy spadają. Trudno powiedzieć, skąd Lukrecjusz wpadł na taki pomysł. Ale po wielu wiekach, uzbrojeni w wiele faktów, najdoskonalszy sprzęt, ogromne doświadczenie, naukowcy powrócili do myśli wyrażonych przez Lukrecjusza. Oczywiście teraz naukowcy, w przeciwieństwie do Rzymian, wiedzą, czym jest atom, jakie są komórki, jakie są cząsteczki. Ale zasada dzisiejszej teorii „klucza” i „dziurki od klucza” jest bardzo podobna do tej, o której mówił Lukrecjusz. Polega na tym, że narządy węchu mają otwory o różnych kształtach. A cząsteczki substancji zapachowej mają ten sam kształt. Amerykański naukowiec Eimur ustalił na przykład, że molekuły wszystkich substancji zapachowych o zapachu kamfory są kuliste, a molekuły substancji o zapachu piżma mają kształt dysku. Otwory mają dokładnie takie same kształty. A kiedy cząsteczka dokładnie wpadnie do odpowiedniej dziury, zwierzę czuje odpowiedni zapach. Cząsteczka nie wejdzie do „obcego” otworu i zapach nie będzie wyczuwalny, tak jak klucz nie wejdzie do „obcego” otworu zamka i zamek nie zadziała - nie otworzy się ani nie zamknie.
Teraz znane są główne zapachy: kamforowy, eteryczny, kwiatowy, ostry, zgniły i miętowy. Znane są również kształty cząsteczek i odpowiadających im dołków. Na przykład w substancjach o zapachu kwiatowym cząsteczka ma kształt dysku z ogonem, podczas gdy cząsteczka substancji o zapachu eteru jest cienka i wydłużona.
Znany jest również mechanizm działania: na przykład eteryczna cząsteczka zapachowa (chemicy wiedzą, że istnieją cząsteczki duże i małe) musi całkowicie wypełnić wąską, długą dziurę. Dlatego zapach eteru będzie wyczuwalny, jeśli jedna duża lub dwie małe molekuły leżą w odpowiedniej „dziurce od klucza”. A cząsteczki kwiatowego zapachu powinny leżeć w „studzience” typu kędzierzawego – jest w niej miejsce zarówno na głowę, jak i długi, cienki, zagięty ogon. Jeśli jakaś cząsteczka dostanie się do dwóch lub trzech studzienek, substancja jest kompozycją dwóch lub trzech odpowiednich zapachów.
Wszystko to dotyczy najbardziej rozwiniętej istoty - człowieka, oraz istot bardzo prymitywnych w swoim rozwoju - owadów.
Zmysł węchu u ludzi, w porównaniu z wieloma innymi ssakami, jest słabo rozwinięty. Uważa się, że przeciętny człowiek może wyczuć 6-8 tysięcy zapachów, maksymalnie 10 tysięcy. Pies wyróżnia dwa miliony. Dlaczego tak jest, stanie się jasne, jeśli weźmiemy pod uwagę, że powierzchnia jamy nosowej u psa sięga 100 centymetrów kwadratowych i zawiera 220 milionów komórek węchowych, podczas gdy u ludzi jest ich nie więcej niż 6 milionów i są one znajduje się na powierzchni równej około 5 centymetrom kwadratowym. Pod względem liczby komórek węchowych i powierzchni ich lokalizacji owady oczywiście nie nadążają za człowiekiem – skąd mogą zdobyć pięć centymetrów kwadratowych? W końcu komórki węchowe owadów znajdują się na czułkach, a nawet wtedy nie zajmują wszystkich anten, ale tylko niewielką ich część. I jasne jest, że owady mają znacznie mniej komórek węchowych, jeśli nie wcale. Na przykład ważka, która szuka pożywienia tylko poprzez wzrok, w ogóle nie ma elementów sensorycznych zwanych sensilla. A w muchach, które żywią się kwiatami i szukają ich zarówno za pomocą zapachu, jak i wzroku, takich elementów nie ma więcej niż 2 tysiące. W przypadku much padlinożernych znacznie ważniejszy jest węch. Dlatego mają więcej komórek węchowych - 3,5-4 tys. Gadflies mają do 7 tysięcy sensilli, a pszczoły robotnice ponad 12.
Ale jeśli pod względem liczby wrażliwych komórek owady są znacznie gorsze od ludzi, to pod względem ich „jakości”, pod względem samej wrażliwości, człowieka nie można nawet porównać z owadami.
Aby wąchać, osoba musi otrzymać co najmniej osiem cząsteczek substancji zapachowej na każdą wrażliwą komórkę. Dopiero wtedy te komórki wyślą wiadomości do mózgu. Ale mózg zareaguje na wiadomości tylko wtedy, gdy otrzyma je z co najmniej czterdziestu komórek. Tak więc osoba potrzebuje co najmniej 320 cząsteczek, aby wąchać. Owady, jak wiemy, mogą zadowolić się jedną cząsteczką na metr sześcienny powietrza. Samica komara podglądającego, żywiąc się krwią zwierząt, wychwytuje wydychany przez zwierzęta dwutlenek węgla, wydzielane przez nie ciepło i wilgoć na odległość do 3 kilometrów. Trudno powiedzieć, ile molekuł do niego „przeleci”, w każdym razie naukowcy jeszcze nie obliczyli, ale na pewno kilka jednostek. Owady nie mogą sobie pozwolić na luksus reagowania tylko na dziesiątki lub setki cząsteczek substancji zapachowej, w razie potrzeby muszą zadowolić się jednostkami.
Na długo przed odkryciem Fabre ludzie mieli wiele okazji do sprawdzenia, czy owady mają zdolność przyciągania własnego gatunku. Ludzie widzieli duże skupiska owadów więcej niż jeden raz – na przykład niebezpiecznego szkodnika pluskwiaka – ale oczywiście nie mogło im nawet przyszło do głowy, że ich własny zapach zebrał owady w jednym miejscu.
Od dawna zauważono: pluskwy w mieszkaniach nie pojawiają się od razu - najpierw pojawiają się pojedyncze „harcerze”, potem jest wiele błędów. Oczywiście raz w odpowiednich warunkach pluskwy szybko się rozmnażają, ale jeszcze szybciej przybywają z innych miejsc, zwabione zapachem swoich bliskich.
Karaluchy przyciągają również swoich krewnych zapachem, a zdolność much do „zwołania” własnego gatunku została nawet nazwana „czynnikiem muchy”. Wiadomo, że gdy tylko jedna lub dwie muchy pojawią się w miejscach, w których owady te znajdują obfite pożywienie, natychmiast pojawia się cały rój much. I dopiero niedawno odkryli niesamowite zjawisko: po skosztowaniu odpowiedniego jedzenia mucha natychmiast wydziela odpowiedni zapach, który przyciąga swoich bliskich.
I wreszcie zapach, który przyciąga owady płci przeciwnej. Wszystko to są atrakcyjne zapachy, jest ich wiele i bardzo się od siebie różnią. Ponieważ jednak wszystkie pełnią tę samą funkcję - przyciągają swój własny gatunek - naukowcy połączyli je we wspólną grupę i nazwali przyciągającymi lub epagonami, co po grecku oznacza "przyciągać".
Trudno przecenić znaczenie przyciągania zapachów w życiu owadów. Bez tych zapachów bardzo możliwe, że wiele owadów już dawno przestałoby istnieć na ziemi.
Rozwiążmy to. Bez przyciągania zapachów owady nie mogły się odnaleźć na znaczne odległości (należy pamiętać, że są krótkowzroczne), nie mogły się odnaleźć, zwłaszcza w lesie, na trawie czy w ciemności. I nie odnajdując się nawzajem, nie mogli kontynuować wyścigu, który stopniowo wymierał. To jest pierwszy.
Jak obecnie wiemy, wiele owadów stara się zapewnić swojemu potomstwu pożywienie. I bardzo często znajdują to również po zapachu. (Pomyśl na przykład o motylku kapuścianym lub chrząszczach grabarz.) Lub bardziej złożony przykład - jeźdźcy układający swoje jądra w larwach drwali lub horntails. W żadnym wypadku jeździec nie widzi swojej ofiary - jest głęboko w drzewie. A jeździec rozpoznaje to również tylko po zapachu.
Jeśli potomstwo nie otrzyma pokarmu, umrze zaraz po urodzeniu. I w końcu cały widok całkowicie zniknie.
To jest drugi.
Ale nie tylko larwy bez atrakcyjnych zapachów – i dorośli – przynajmniej wiele – znalazłyby się w krytycznej sytuacji: nie mogąc znaleźć pożywienia, umarłyby z głodu. A to również doprowadziłoby do wyginięcia całego gatunku.
To jest trzecia.
Jednak bez względu na to, jak ważne są przyciągające zapachy, owady nie mogą się bez nich obejść.
Oto tylko jeden przykład. Ty i ja wiemy, że jeźdźcy składają jaja w gąsienicach. Z jaj pojawiają się larwy, które żyją w gąsienicy i żywią się jej tkankami. U niektórych jeźdźców z jądra pojawia się jedna larwa, u wielu kilkadziesiąt z jednego jądra. Ale bez względu na to, ile larw się pojawi, zawsze mają wystarczająco dużo pożywienia. Może się to jednak zdarzyć: kilku jeźdźców złoży swoje jądra w tej samej gąsienicy. Wtedy larwy pojawią się znacznie więcej, nie będzie wystarczającej ilości jedzenia dla wszystkich, a larwy umrą. Ale tak się nigdy nie dzieje, ponieważ po złożeniu jaj w gąsienicy jeździec zaznacza tę gąsienicę swoim zapachem, jakby zamieszczał ogłoszenie: „Miejsce jest zajęte”. Takie zapachowe ślady, ślady naukowcy nazywają „odmihnions”, od greckich słów „odmi” – „zapach” i „ichnion” – „ślad”.
Dla wielu owadów odmihniony odgrywają ważną rolę, ale największe znaczenie mają dla owadów społecznych – mrówek, pszczół, termitów.
Każda osoba prawdopodobnie widziała ścieżki mrówek, ale oczywiście niewiele osób wie, że mrówki biegną tymi ścieżkami ze względu na zapach, którym te ścieżki są oznaczone. Ale to nie tylko drogi. Po znalezieniu odpowiedniego pożywienia mrówka wyznacza do niego drogę, aby sam się nie zgubił i aby jego bliscy znaleźli drogę do tego pożywienia. Niektóre gatunki mrówek często wskazują rozmiar lub wielkość ofiary za pomocą znaków. Dowiedziawszy się o tym, ludzie stanęli przed wieloma innymi tajemnicami. Na przykład, dlaczego mrówki nie zawsze podążają tymi samymi śladami? Albo: jak odnajdują drogę do własnego domu i nie wpadają w cudze, podążając wyczuwalnym śladem brata?
A potem okazało się, że mrówki rozróżniają zapachy nie tylko swoich bliskich krewnych - mrówek tego samego gatunku, ale potrafią określić, z którego mrowiska to - własne, czy cudze. Więc nie ma zamieszania.
Mrówki nie biegają cały czas i podążają tymi samymi tropami. Oznacza to, że nieustannie biegną po swoich ścieżkach, ale tylko dlatego, że ślady zapachowe na nich są stale aktualizowane. Jeśli mrówka nie powtórzy swojego zapachowego śladu (na przykład znaleziona gdzieś zdobycz jest zjadana lub przenoszona do mrowiska), zapach szybko znika i już nikogo nie wprowadza w błąd.
Zapach tkwiący w pewnym gatunku (niektórzy naukowcy uważają nawet, że jest on specyficzny dla każdego mrowiska) służy nie tylko jako wskazówka do domu, ale także jako przepustka do tego domu. Jeśli nagle ktoś z zewnątrz zdecyduje się zawędrować do mrowiska, rozpozna go po zapachu i odpędzi. Co więcej, zapach jest jedynym „dokumentem”, jedynym „dowodem tożsamości”: jeśli posmarujesz mrówkę zapachem mrówki innego gatunku, zostanie ona natychmiast wydalona przez własnych braci i będzie mogła wrócić dopiero po obcy zapach wyparował. Co więcej, zapach to nie tylko dokument o „rejestracji”, to ogólnie dokument dotyczący prawa do istnienia. Jeśli żywa mrówka zostanie poplamiona zapachem martwej i umieszczona w mrowisku, natychmiast zostanie wyjęta i wyrzucona „na cmentarz”, czyli do miejsca, gdzie mrówki niosą swoich zmarłych braci. I na próżno żywa mrówka będzie się opierać, na próżno udowodni, że żyje wszystkimi dostępnymi mu środkami - nie pomoże. Tak, mrówki widzą, że ciągną nie trupa, ale żywego brata, ale to ich nie dotyczy - wierzą przede wszystkim w zapach.
Gruczoły, które produkują odmihniony, znajdują się zwykle na brzuchu mrówek, a mrówki zaznaczają wszystko, czego potrzebują czubkiem brzucha. Trzmiele również mają podobne gruczoły, ale znajdują się one na głowie, u nasady szczęk (żuchwy). W poszukiwaniu partnera trzmiel wykonuje regularne loty i lekko podgryza liście na drzewach lub krzewach, pozostawiając ślady zapachu. Zgodnie z tymi znakami samica trzmiela będzie nawigować i odnajdywać samca trzmiela.
Ta sama zasada jest zachowana u trzmieli i niektórych gatunków pszczół, gdy trzeba wyznaczyć drogę do źródła pożywienia: harcerze, którzy znaleźli wystarczającą liczbę kwiatów, od czasu do czasu obgryzają liście roślin z powrotem, jakby umieszczając punkty orientacyjne. A im bliżej celu, tym silniejszy zapach.
Uważano, że pszczoły miodne nie potrzebują takich drogowskazów. Ale znany rosyjski zoolog N.V. Nasonov, już w 1883 roku, odkrył w nich gruczoły zapachowe, które później stały się znane jako gruczoły Nasonowa. Przez długi czas biologiczne znaczenie tego gruczołu nie było jasne, a kiedy ludzie dowiedzieli się o tańcach pszczół, którymi wskazują swoim bliskim kierunek do źródła pożywienia i informują o odległości do niego, znaczeniu gruczoł zapachowy stał się jeszcze mniej wyraźny. Dopiero niedawno udało się poznać znaczenie tego gruczołu.
Na podstawie informacji otrzymanych od tańczącej pszczoły harcerskiej, pozostałe pszczoły wybierają kierunek i lecą wzdłuż niego, aż zaczną wąchać kwiaty. Ale jest wiele roślin miododajnych, których zapach jest zbyt słaby i nie jest wyczuwalny przez pszczoły. Tutaj okazuje się, że w grę wchodzi zapach wydzielany przez gruczoł Nasonowa. Pszczoła harcerska wypuszcza w powietrze substancję zapachową, która niejako wyznacza miejsce i służy jako przewodnik i wskazówka dla pozostałych pszczół: jest tu pożywienie.
Podobnie jak mrówki, zapach służy pszczołom jako nić prowadząca do domu (tylko mrówki zostawiają go na ziemi, a pszczoły w powietrzu), służy jako „przepustka” do ula.
Mrówki, pszczoły i niektóre gatunki os mają inny specyficzny zapach, charakterystyczny tylko dla owadów społecznych, sygnał alarmowy - toribony (od greckiego słowa „teribein” - „niepokój”). Zrozumiałe jest, dlaczego te zapachy są charakterystyczne tylko dla owadów społecznych: w końcu samotne owady nie muszą dawać sygnałów, nikogo nie wzywać pomocy czy ostrzegać przed niebezpieczeństwem, a wreszcie nie mają czego chronić – zwykle nie mają Dom. Dlatego na przykład osoba może bezkarnie złapać dowolnego pojedynczego owada. W skrajnych przypadkach ryzykuje ukąszenie lub ugryzienie.
Inna sprawa, na przykład, gdy osoba wdarła się do gniazda papierowych os. I nie chodzi o to, że użądły go jedna czy dwie osy. To właśnie ta jedna osa może „nastawić” na człowieka wszystkich mieszkańców gniazda. Przed użądleniem osa społeczna spryskuje wroga małymi kropelkami cuchnącej „substancji lękowej”. Ta substancja zmieszana z trucizną służy jako sygnał dla innych os. A im więcej latają, tym silniejszy „brzmi” alarm, a to z kolei jest sygnałem do ataku.
Agresywność u pszczół jest jeszcze bardziej aktywna. Wystarczy, że jedna pszczoła wbije się w skórę wroga, gdy dziesiątki innych natychmiast rzucają się na niego, każda próbując użądlić blisko miejsca, w którym użądliła poprzednia.
Żądło pszczoły ma 12 ząbków skierowanych do tyłu. Po wbiciu go, powiedzmy, w ludzką skórę, pszczoła robotnica nie może już odciągnąć żądła. Odchodzi wraz z całkowicie kłującym aparatem i gruczołem wytwarzającym toribone. W tym przypadku pszczoła ginie, ale trucizna jeszcze przez jakiś czas wnika do ciała wroga i przez pewien czas pozostaje naznaczona toribonem, co powoduje agresję innych pszczół.
Mechanizm i zasada stosowania toribonów u pszczół i os społecznych jest podobny i raczej taki sam. Mrówki to inna sprawa.
Mrówki emitują toribony nie tylko w momencie ataku, ale częściej jest to sygnał wstępny, nawołujący, mobilizujący. Albo sygnał, który można by przetłumaczyć jako krzyk „ratuj się, kto może!”.
Wyczuwając niebezpieczeństwo, mrówka wydziela toribon, który szybko się rozprzestrzenia i przybiera postać kuli. Zwykle ta kula jest mała - nie ma więcej niż 6 centymetrów średnicy. Nie trwa też długo – kilka sekund. Jednak zarówno wielkość, jak i czas rozprzestrzeniania się zapachu są wystarczające do orientacji. Jeśli alarm jest fałszywy, nie będzie paniki: tylko pobliskie owady wyczują alarm i nie zareagują na niego. Jeśli alarm jest prawdziwy, to inne mrówki również będą emitować substancje zapachowe, „kula” powiększy się, zapach przeniknie we wszystkie zakamarki mrowiska i zmobilizuje całą jego populację.
Mrówki różnych gatunków zachowują się inaczej w razie niebezpieczeństwa: niektóre, wyczuwając sygnał alarmowy, natychmiast pędzą do bitwy, inne, takie jak mrówki żniwiarki, zakopują się w ziemi, inne uciekają, chwytając poczwarki i larwy, mrówki tnące liście mają reakcję mieszaną na toribonach: niektórzy uciekają, zabierając ze sobą cenny ciężar, inni - żołnierze, otwierając szczęki, rzucają się na wroga, a ich zapach podnieca ich tak bardzo, że po przepędzeniu wroga nie mogą się uspokoić i zacznijcie dręczyć się nawzajem. Nawet jeśli alarm okaże się fałszywy i nie ma wroga, żołnierze wycinający liście rozrywają się nawzajem.
Z podanych przykładów oczywiste jest biologiczne znaczenie zapachów, widać jak ogromną rolę odgrywają one w życiu owadów. Jednak zapachy nie tylko przyciągają owady do siebie lub do źródeł pożywienia, służą nie tylko jako punkty orientacyjne i znaki, są nie tylko sygnałami alarmowymi, ale regulują zachowanie. Nic dziwnego, że substancje regulujące zachowanie nazywane są ethophionami: od greckiego „ethos” – „custom” i „fine” – „create”. Wydawałoby się, że etofiony są mniej aktywne niż np. epagony, które sprawiają, że motyle latają przez wiele kilometrów, czy tori-bony, które błyskawicznie mobilizują cały ul do walki z wrogiem. Niemniej jednak wiele owadów ich potrzebuje. Bez tych substancji owady nie będą wykazywać witalnych instynktów, nie rozwiną pożądanej linii zachowań.
Wiadomo, że mrówki robotnice karmią larwy. Ale co sprawia, że to robią? Okazuje się, że same larwy, a raczej wydzielana przez nie substancja zapachowa. Robotnice, zwabione zapachem, z radością zlizują etofiony z pokrywy larwalnej, a to wywołuje reakcję żerowania. Ale coś się stało - larwy przestały wydzielać substancje zapachowe. Wiemy, że tak się stanie, jeśli powietrze w pomieszczeniu, w którym znajdują się larwy, stanie się zbyt suche lub zbyt jasne. Ale mrówki robotnice tego nie wiedzą. Jednak brak wydzieliny i nieprzyjemnego zapachu spowoduje, że przeniosą swoje larwy gdzie indziej. A tym samym oszczędzaj.
Jeszcze ciekawszy jest związek między larwami a dorosłymi mrówek armii amerykańskiej. Te mrówki zostały tak nazwane nie bez powodu: ich osiadłe życie nagle się kończy i zaczynają wędrować. Mrówki wędrują przez 18-19 dni, poruszając się jednak tylko w nocy, potem znowu następuje długi postój.
Powodem tego niezwykłego zachowania mrówek są larwy. Dokładniej, substancje zapachowe, które emitują. Te substancje zapachowe są zlizywane przez dorosłe mrówki i sprawiają, że poruszają się tam, gdzie spojrzą ich oczy. Ale 18 lub 19 dnia larwy przepoczwarzają się, a mrówki natychmiast tracą chęć do zmiany miejsca. Mija sporo czasu, a mrówki nie wydają się iść w drogę. Wręcz przeciwnie, w ich obozie dzieją się wydarzenia wyraźnie niesprzyjające podróżom: samica składa jaja iz każdym dniem staje się coraz bardziej płodna. Potem z jaj wyłaniają się larwy i nagle pewnej pięknej nocy mrówki podnoszą larwy i cały obóz rusza. Oznacza to, że larwy zaczęły wydzielać etophion. Mrówki będą poruszać się przez 18 lub 19 nocy, aż larwy przestaną wydzielać substancje stymulujące przemiany. Wtedy na chwilę nadejdzie osiadłe życie. A potem wszystko się powtórzy.
W szarańczy występują także etofiony, które silnie wpływają na zachowanie. Larwy szarańczy, tak zwana szarańcza chodząca, żyją oddzielnie od swoich rodziców: wykluwają się z jaj, które szarańcza składa w ziemi podczas swoich wędrówek. Ale prędzej czy później szarańcza spotyka swoich rodziców. A potem szarańcza zaczyna się martwić, ich czułki, tylne nogi i części aparatu jamy ustnej zaczynają gwałtownie wibrować, larwy same się denerwują, denerwują, popychają się nawzajem. I nagle szarańcza zrzuca zieloną skórę, staje się czarno-czerwona, ma skrzydła. W tym momencie szarańcza stała się dorosłą szarańczą, gotową do natychmiastowego startu. A wszystko to za sprawą substancji zapachowej wydzielanej przez dorosłe samce, która tak silnie oddziałuje na szarańczę. Do tego stopnia, że dosłownie „dorastają” na naszych oczach.
W życiu codziennym często można usłyszeć wyrażenie „chemiczny język zwierząt”. Odnosi się to do różnych sygnałów, jakie zwierzęta dają sobie nawzajem zapachy. W zasadzie to oczywiście prawda: zapach alarmu i przyciągający zapach oraz różne znaki i ślady to język, polecenia lub rozkazy, ostrzeżenia i tak dalej. W szerokim sensie wszystkie zapachy można uznać za „język chemiczny”. Ale naukowcy uważają, że istnieją specjalne zapachy do wymiany określonych informacji. Zaobserwowano na przykład, że podczas spotkania dwóch mrówek często dotykają się czułkami lub poklepują się po plecach czułkami. Potem zmienia się zachowanie jednej lub obu mrówek - na przykład zmieniają kierunek, w którym wcześniej szły. Naukowcy uważają, że główną rolę w zmianie zachowania owada w tym przypadku odegrał nie dotyk czułków, ale zapach odczuwany przez owada. Ale jaki to jest zapach, jaki jest jego charakter i cel, nie jest jeszcze jasne. Amerykański naukowiec E. Wilson, który bada tego rodzaju informacje, uważa, że do zapewnienia skoordynowanych działań w obrębie jednej rodziny mrówek wykorzystuje się do 10 różnych zapachów „informacyjnych”. Ale w rzeczywistości jest ich oczywiście znacznie więcej. W każdym razie pszczołom udało się teraz wykryć ponad trzy tuziny chemikaliów, których używają do wymiany informacji. Ale badanie tego rodzaju „języka” dopiero się zaczyna.
Ale jeszcze jedno znaczenie zapachów w życiu owadów zostało doskonale zbadane. Służą do ochrony przed wrogami (substancje wydzielające te zapachy nazywane są „aminonami”, co po grecku oznacza „odpędzić”). Rzeczywiście, kto chce mieć do czynienia na przykład z tak zwanym robakiem leśnym? Ze względu na nieprzyjemny zapach, nawet nieprzyjemnie jest go rozważać, chociaż jest dość piękny. A robak tylko tego potrzebuje - nie bez powodu przednimi łapami skrzętnie smaruje się pachnącą cieczą, która jest wydzielana przez gruczoły znajdujące się na jego klatce piersiowej.
W niebezpieczeństwie chrząszcze, karaluchy i wiele innych owadów lub larw wydziela nieprzyjemny zapach. Jednocześnie są one z reguły jaskrawe i jaskrawe, aby wrogowie łatwiej je zapamiętali.
Nadal można dużo mówić o zapachach, które odgrywają ogromną rolę w życiu owadów, o wielu niesamowitych urządzeniach ich aparatury i organów, dzięki którym te zapachy są emitowane lub odbierane. Ludzie wkładali i wkładają wiele wysiłku, aby to wszystko zrozumieć, zrozumieć znaczenie zapachów w życiu sześcionożnych zwierząt, jak ich używają i jak je postrzegają.
Ale czasami jest to bardzo, bardzo trudne!
Kiedy naukowcy nie tylko postanowili dowiedzieć się, czym jest zmysł węchu owadów, ale także, dzięki rozwojowi technologii, otrzymali możliwość przeprowadzenia eksperymentów w laboratorium, konieczne było wyizolowanie w czystej postaci substancji, która wydziela atrakcyjny zapach.
Niemiecki chemik Butenind, nagrodzony Nagrodą Nobla za pracę nad ujawnieniem biologicznego znaczenia zapachów w życiu owadów, postanowił wyizolować substancje, które wytwarzają zapach niezbędny dla owadów. Pracę rozpoczął w 1938 roku, a dyplom ukończył w 1959 roku. W ciągu tych 20 lat zebrał 12 miligramów substancji zapachowej, „wybierając” ją spośród 500 000 ćmy cygańskiej. Więcej szczęścia miał amerykański naukowiec M. Jacobson: pracował też z ćmą cygańską, wykorzystał też pół miliona motyli, ale przez 30 lat pracy udało mu się zebrać 20 miligramów substancji zapachowej!
Jeszcze trudniej było, gdy trzeba było wyizolować substancje zapachowe karaluchów. Aby to zrobić, dziesięć tysięcy samic karaluchów musiało być trzymanych w specjalnych naczyniach połączonych rurkami z lodówkami. Powietrze z naczyń weszło do lodówki, osiadło tam w postaci mgły, a następnie poprzez bardzo złożone manipulacje chemiczne wyizolowano z tej mgły substancje zapachowe.
W ciągu dziewięciu miesięcy otrzymano 12 miligramów tej substancji.
Mniej niż półtora miligrama substancji zapachowej uzyskano od ponad 30 tysięcy samic błonkówki sosnowej. Można przytoczyć o wiele więcej przykładów tego, ile pracy kosztują przynajmniej takie eksperymenty. Ale prawdopodobnie dojrzało już uzasadnione pytanie: dlaczego to wszystko jest konieczne?
Czy naprawdę warto taką pracę i oczywiście spore koszty?
Cóż, zacznijmy od tego, że w nauce niczego nie można zaniedbać. A tym bardziej z tak niesamowitym i znaczącym faktem. Gdy tylko zaczęli badać zdolności węchowe owadów, naukowcy znaleźli również praktyczne zastosowania tych zdolności. Zamiast tego znaleźli nowy sposób zwalczania szkodników.
Inny Fabre, potem Fabry, pokazał, że owady nie tylko pokonują duże odległości, słuchając zapachu, ale także gromadzą się w dużych ilościach. Dalsze badania potwierdziły to i wiele wyjaśniły. Na przykład obserwacje terenowe wykazały, że jedna samica błoniaka sosnowego może przyciągnąć ponad 11 000 samców. Co jeśli...
Oczywiście wydobycie substancji przyciągających jest zadaniem trudnym i czasochłonnym, może sobie na to pozwolić tylko nauka. A co do praktyki, mieli do powiedzenia chemicy. Udało im się zsyntetyzować, sztucznie wytworzyć substancje w pełni odpowiadające tym emitowanym przez owady. A teraz samoloty rozrzucają po japońskich wyspach maleńkie kawałki materiału izolacyjnego nasączone taką substancją.
Oczywiście nie możemy dokładnie powiedzieć, co stało się z muszkami owocowymi, przeciwko którym podjęto to działanie. Ale możemy sobie wyobrazić, jak byli zdezorientowani, jak rzucali się z jednego kawałka z przynętą na drugi, nie rozumiejąc, co się dzieje. Woleli przynęty, ponieważ emanujący z nich zapach był bardziej aktywny niż zapach emitowany przez żyjących krewnych.
Tak, możemy sobie tylko wyobrazić, jak zachowywały się owady. Ale wynik znamy na pewno: liczba much na tych wyspach po takim „ataku” spadła o 99 proc.
To jeden ze sposobów walki. Są inni. Na przykład pułapki, w których umieszcza się przynęty zapachowe. Już nie tylko eksperymenty, ale i praktyka pokazały pozytywne aspekty tej metody. Zwalnia ludzi z konieczności produkowania i rozrzucania ton chemikaliów, które z jednej strony są niebezpieczne dla wszystkich żywych istot, z drugiej nie mogą służyć jako pewny środek przeciwko szkodnikom, ponieważ, jak wiemy, owady z czasem przyzwyczaić się do trucizn. A owady nigdy nie przyzwyczajają się do zapachów.
W praktyce wygląda to tak: na północnym wschodzie Stanów Zjednoczonych wywiesza się rocznie około 30 tysięcy takich pułapek. I co roku wpada na nie kilkadziesiąt milionów owadów.
Chemicy i biolodzy mają jeszcze wiele do zrobienia w tym kierunku. Na przykład znane są wabiące zapachy, które działają na kilkadziesiąt gatunków owadów. Ale do tej pory, pomimo wszelkich wysiłków, udało się sztucznie stworzyć zapachy, które przyciągają tylko 7 gatunków.
Podczas gdy trwają prace nad stworzeniem substancji przyciągających owady jednej płci do drugiej, naukowcy są zainteresowani tworzeniem atrakcyjnych substancji „pokarmowych” i tworzeniem pułapek zgodnie z tą zasadą. Eksperymenty z przyciąganiem muszek owocowych do pułapek zawierających substancję o zapachu goździków lub korników do pułapek zawierających substancję wydzielającą żywiczny zapach wykazały, że ta opcja zwalczania szkodników jest również całkiem realna.
Wiadomo, jak groźne są larwy chrząszczy majowych. A jak trudno z nimi walczyć – bo żyją na ziemi. Ostatnio jednak odkryto, że nowonarodzone larwy (i niekoniecznie pojawiają się z jaja w pobliżu przyszłego źródła pożywienia) trafiają do korzeni roślin dzięki zwiększonemu stężeniu dwutlenku węgla wydzielanego przez korzenie. A teraz opracowano już nową metodę radzenia sobie z tymi larwami: dwutlenek węgla jest wstrzykiwany do ziemi w określonym miejscu za pomocą strzykawki. Larwy gromadzą się w tym obszarze i są łatwe do zniszczenia.
A kanadyjski biolog Wright zaproponował prosty i skuteczny sposób na walkę z komarami, oparty na ich niesamowitej wrażliwości na zapach. Wymyślił pułapkę składającą się z kąpieli wodnej i płonącej świecy. Komary, jak powiedzieliśmy, przyciągają wilgoć, ciepło i dwutlenek węgla. Wilgoć to podgrzana woda; Płonąca świeca wydziela ciepło i dwutlenek węgla. Komary lecą na tę przynętę z daleka. I tutaj możesz z nimi zrobić wszystko - otruć lub mechanicznie wytępić.
Metoda zaproponowana przez dr. Wrighta jest genialna, ale praktycznie niezbyt przydatna, przynajmniej na dużą skalę. O wiele bardziej obiecujący jest inny, również oparty na subtelnym i specyficznym węchu komarów. Krew, którą komary wysysają ze zwierząt stałocieplnych, jest potrzebna do szybkiego dojrzewania jaj. A komary układają je w miejscach, na które wskazuje inny specyficzny zapach. Ludzie dowiedzieli się, że jest to zapach charakterystyczny dla wód stojących i bagien. A teraz pojawiła się nadzieja, że uda się sztucznie stworzyć substancję wydzielającą podobny zapach. Jeśli tak się stanie, „problem z komarami” zostanie w dużej mierze rozwiązany. W każdym razie będzie można regulować liczbę komarów, zmuszając je do składania jaj w miejscach, w których te jaja są łatwe do zniszczenia.
Teraz wiemy, że dorosła szarańcza, wydzielając określony zapach, przyczynia się do szybkiego dojrzewania, wzrostu, przemiany w dorosłe owady szarańczy, czyli larwy. Przeciwnie, czy możliwe jest spowolnienie rozwoju jednostek? Zastanawiali się nad tym amerykańscy naukowcy Williams i Waller. I odkryli: tak jak niektóre substancje przyspieszają rozwój owadów, tak inne mogą spowolnić ich rozwój, w ogóle uniemożliwić im dojrzewanie.
Jak widać, we wszystkich kierunkach trwają prace. Wciąż jest wiele niepowodzeń, głównie związanych z tym, że nie znamy dobrze naszych sześcionożnych sąsiadów na planecie. Na przykład w niektórych pułapkach zastawionych na szkodniki owadzie i wyposażonych w zapach, który wabi właśnie te owady, pszczoły spotykają się masowo. Czemu? Nie jest jeszcze jasne.
Od dawna amerykańscy naukowcy szukali sposobu na uporanie się z jednym z najgroźniejszych szkodników rolniczych w Stanach Zjednoczonych - ćmą cygańską.
Stosunkowo niedawno amerykańscy naukowcy zaczęli wabić samce w określone miejsca zapachem samicy. Umożliwiło to, po pierwsze, sprawdzenie, ile szkodników znajduje się na danym terenie (samce przyleciały z obszaru o promieniu 4 km), po drugie, można było łatwo zniszczyć przybyłe samce, a po trzecie, nawet jeśli nie zostały zniszczone, potem zbłądziły i nie dały możliwości odnalezienia samicy.
Trudność takiej walki polegała jednak na tym, że chemicy nie byli w stanie stworzyć sztucznie pachnącej substancji jedwabników. Trzeba było specjalnie wyhodować dużą liczbę motyli, a następnie rozcieńczyć alkoholem części ich brzucha, na których znajdują się gruczoły zapachowe, i użyć tego „naparu” do przyciągania samców. Ale niedawno chemikom udało się wytworzyć sztuczną pachnącą ciecz z ćmy cygańskiej. Jeśli rzeczywiście w pełni odpowiada naturalnemu, otworzy to wielkie perspektywy w walce z groźnym szkodnikiem.
Niestety ludzie mają smutne doświadczenia: powstały już sztuczne atraktanty, które nie różnią się od naturalnych ani pod względem chemicznym, ani pod innymi względami. Ale nie mogły konkurować z naturalnymi. A dlaczego nadal nie jest jasne.
W walce z owadami stosuje się również metodę odstraszania przy pomocy repelentów. Właściwie nie jest to walka w pełnym tego słowa znaczeniu, ponieważ owad nie jest niszczony, jest po prostu wyrzucany z określonego miejsca. Ale czasami jest to bardzo ważne.
Kiedyś najbardziej znanym i popularnym repelentem był naftalen, szeroko stosowany do odstraszania niektórych rodzajów ciem. Działał bezbłędnie, ale nagle jego skuteczność spadła. Jednak oczywiście nie od razu – owady stopniowo uodporniały się na ten zapach. A teraz odstrasza ich znacznie mniej. Dla niespecjalistów pytanie to jest niezwykle jasne: ćma jest przyzwyczajona do naftalenu. Dla specjalistów to poważny problem. W końcu repelenty są używane nie tylko przeciwko ciemom.
Coś podobnego dzieje się z wieloma krwiopijcami, którzy się przyzwyczajają; i dość szybko na różne repelenty. Ale bardzo trudno jest ciągle tworzyć nowe. Ale trzeba to zrobić, podczas gdy entomolodzy próbują zrozumieć, co dzieje się z owadami przyzwyczajonymi do repelentów, jak to „uzależnienie” jest genetycznie przekazywane z pokolenia na pokolenie. Ogólnie rzecz biorąc, zapachy otwierają kolejną nową i bardzo ciekawą kartę w historii związków człowieka z owadami. Na razie ta strona jest tylko uchylona. Ale już jest jasne, jakie perspektywy otwiera badanie zapachów. W końcu jest bardzo możliwe, że za pomocą zapachów ludzie będą mogli nie tylko walczyć ze szkodliwymi owadami, ale także ogólnie kontrolować zachowanie sześcionożnych zwierząt!
Każda aktywność owadów wiąże się z ciągłym przetwarzaniem informacji dźwiękowych, węchowych, wizualnych, dotykowych i innych. W tym przestrzenne, geometryczne, ilościowe.
Ważną cechą tych miniaturowych, ale bardzo skomplikowanych stworzeń jest umiejętność dokładnej oceny sytuacji za pomocą własnych instrumentów. Wśród nich są wyznaczniki różnych pól fizycznych, które umożliwiają przewidywanie trzęsień ziemi, erupcji wulkanów, powodzi i zmian pogody. Istnieje wewnętrzny zegar biologiczny odliczający czas oraz rodzaj prędkościomierzy pozwalających kontrolować prędkość oraz urządzenia nawigacyjne.
Narządy zmysłów owadów są często związane z głową. Okazuje się jednak, że tylko ich oczy są jedynym narządem, który jest podobny do innych zwierząt. A struktury odpowiedzialne za zbieranie informacji o środowisku znajdują się u owadów w różnych częściach ciała. Potrafią określać temperaturę przedmiotów i smakować jedzenie stopami, wykrywać obecność światła plecami, słyszeć kolanami, wąsami, przydatkami ogona, włosami na ciele itp.
Delikatny zmysł węchu i smaku pozwala im znaleźć pożywienie. Różnorodne gruczoły owadów wydzielają substancje, które przyciągają braci, partnerów seksualnych, odstraszają rywali i wrogów, a bardzo wrażliwy węch jest w stanie wychwycić zapach tych substancji nawet na kilka kilometrów.
Owady są wyposażone w doskonałe widzenie kolorów i przydatne urządzenia noktowizyjne. Ciekawe, że podczas odpoczynku nie mogą zamknąć oczu i dlatego śpią z otwartymi oczami.
Zapoznajmy się bardziej szczegółowo z różnymi systemami analizy owadów.
Cały złożony system wizualny owadów pomaga im, jak większości zwierząt, otrzymywać podstawowe informacje o otaczającym ich świecie. Wzrok jest niezbędny dla owadów podczas poszukiwania pożywienia w celu uniknięcia drapieżników, eksploracji obiektów zainteresowania lub środowiska oraz interakcji z innymi osobnikami w zachowaniach reprodukcyjnych i społecznych.
Różnorodność w urządzeniu oczu. Ich oczy są złożone, proste lub z dodatkowymi oczami, a także larwalne. Najbardziej złożone są oczy złożone, które składają się z wielu ommatidii tworzących sześciokątne fasetki na powierzchni oka.
W swoim rdzeniu ommatidium to maleńki aparat wizualny, który ma miniaturową soczewkę, system światłowodowy i elementy światłoczułe. Każdy aspekt postrzega tylko niewielką część, fragment obiektu, a wszystkie razem tworzą mozaikowy obraz obiektu jako całości. Oczy złożone, charakterystyczne dla większości dorosłych owadów, znajdują się po bokach głowy.
U niektórych owadów, takich jak polująca ważka, która szybko reaguje na ruch zdobyczy, oczy zajmują połowę głowy. Każde z jej oczu składa się z 28 tysięcy faset.
To oczy przyczyniają się do szybkiej reakcji łowcy owadów, na przykład modliszki. Nawiasem mówiąc, to jedyny owad, który może się odwrócić i spojrzeć za siebie. Duże oczy zapewniają modliszce widzenie obuoczne i pozwalają dokładnie obliczyć odległość do obiektu jego uwagi. Ta umiejętność, w połączeniu z szybkim rzucaniem przednimi nogami w kierunku ofiary, czyni z modliszki doskonałych myśliwych.
A w robakach z rodziny trąb powietrznych, biegnących po wodzie, oczy pozwalają jednocześnie widzieć zdobycz zarówno na powierzchni wody, jak i pod wodą. Dzięki systemowi analizy wizualnej te małe stworzenia są w stanie na bieżąco dokonywać korekt współczynnika załamania światła wody.
Noktowizory. Aby wyczuć promienie ciepła, człowiek ma termoreceptory skóry, które reagują na promieniowanie tylko silnych źródeł, takich jak Słońce, ogień, rozgrzany piec. Ale jest pozbawiony zdolności postrzegania promieniowania podczerwonego żywych istot. Dlatego, aby określić położenie obiektów w ciemności za pomocą własnego lub odbitego promieniowania cieplnego, naukowcy stworzyli noktowizory. Jednak urządzenia te mają gorszą czułość na naturalne „termolokatory” niektórych nocnych owadów, w tym karaluchów. Mają specjalne widzenie w podczerwieni - ich noktowizory.
Niektóre ćmy mają również unikalne lokalizatory na podczerwień do wyszukiwania „ich” kwiatów, które otwierają się w ciemności. A żeby przełożyć niewidzialne promienie ciepła na widzialny obraz, w ich oczach powstaje efekt fluorescencji. W tym celu promienie podczerwone przechodzą przez złożony układ optyczny oka i skupiają się na specjalnie przygotowanym pigmentu. Fluorescencja powoduje, że obraz w podczerwieni zamienia się w światło widzialne. I wtedy w oczach motyla pojawiają się widoczne obrazy kwiatów, które nocą emitują promieniowanie dokładnie w zakresie podczerwieni.
Tak więc te kwiaty mają nadajniki promieniowania, a ćmy mają odbiorniki promieniowania i są celowo „dostrojone” do siebie.
Promieniowanie podczerwone odgrywa ważną rolę w konwergencji motyli nocnych płci przeciwnej. Okazuje się, że w wyniku zachodzących procesów fizjologicznych temperatura ciała niektórych gatunków motyli jest znacznie wyższa niż temperatura otoczenia. A co najciekawsze, nie zależy to zbytnio od temperatury otoczenia. Oznacza to, że wraz ze spadkiem temperatury zewnętrznej nasilają się w nich procesy wewnętrzne, jak u zwierząt stałocieplnych.
Ciepłe ciało motyla staje się źródłem promieni podczerwonych. Uderzenia skrzydeł przerywają przepływ tych promieni z określoną częstotliwością. Zakłada się, że dostrzegając te pewne rytmiczne wibracje promieniowania podczerwonego, samiec odróżnia samicę swojego gatunku od samic innych gatunków.
Jak słyszy większość zwierząt i ludzi? Uszy, w których dźwięki powodują wibracje błony bębenkowej – silne lub słabe, wolne lub szybkie. Każda zmiana wibracji informuje ciało o charakterze słyszanego dźwięku.
Jak słyszą owady?
Cechy „uszów” owadów. W wielu przypadkach są też swoistymi „uszami”, ale u owadów występują w miejscach dla nas nietypowych: na wąsach – jak u samców komarów, mrówkach, motylach, na przydatkach ogona – jak u karalucha amerykańskiego, na brzuchu - jak u szarańczy.
Niektóre owady nie mają specjalnych narządów słuchu. Są jednak w stanie odbierać różne wahania w powietrzu, w tym drgania dźwiękowe i fale ultradźwiękowe niedostępne dla naszego ucha. Wrażliwe narządy u takich owadów to cienkie włoski lub najmniejsze wrażliwe patyczki.
Znajdują się w wielu różnych częściach ciała i są związane z komórkami nerwowymi. Tak więc u owłosionych gąsienic „uszy” to włosy, a u nagich gąsienic cała skóra ciała.
Układ słuchowy owadów pozwala im selektywnie reagować na drgania o stosunkowo wysokiej częstotliwości - odbierają najmniejsze drgania powierzchni, powietrza czy wody.
Na przykład brzęczące owady wytwarzają fale dźwiękowe poprzez szybkie uderzenia skrzydeł. Takie wibracje środowiska powietrznego, na przykład pisk komarów, odbierają samce wrażliwymi narządami znajdującymi się na antenach. I w ten sposób łapią fale powietrza towarzyszące lotowi innych komarów i odpowiednio reagują na odbierane informacje dźwiękowe.
Narząd słuchu u konika polnego znajduje się na goleniach przednich nóg, których ruch odbywa się wzdłuż łukowatych trajektorii. Osobliwe „uszy”, jakby mierzące lub skanujące przestrzeń po obu stronach jego ciała. System analizujący, po otrzymaniu sygnałów, przetwarza napływające informacje i kontroluje działania owada, wysyłając niezbędne impulsy do określonych mięśni. W niektórych przypadkach konik polny kieruje precyzyjne polecenia do źródła dźwięku, w innych, w niesprzyjających okolicznościach, ucieka.
Używając precyzyjnego sprzętu akustycznego, entomolodzy odkryli, że wrażliwość narządu słuchu konika polnego i niektórych ich krewnych jest niezwykle wysoka. Tak więc szarańcza i koniki polne niektórych gatunków mogą odbierać fale dźwiękowe o amplitudzie mniejszej niż średnica atomu wodoru.
Komunikacja świerszczy. Wspaniałym narzędziem do komunikacji z przyjacielem jest świerszcz. Tworząc delikatny tryl, pociera ostrą stroną jednej elytry o powierzchnię drugiej. A dla percepcji dźwięku, mężczyzna i kobieta mają szczególnie wrażliwą cienką błonę naskórkową, która pełni rolę błony bębenkowej.
To doświadczenie jest orientacyjne: ćwierkający mężczyzna został umieszczony przed mikrofonem, a kobieta została umieszczona w innym pokoju obok telefonu. Gdy mikrofon został włączony, samica usłyszawszy charakterystyczne dla gatunku ćwierkanie samca, rzuciła się do źródła dźwięku - telefonu.
Ultradźwiękowa ochrona motyli. Owady są w stanie wydawać dźwięki i odbierać je w zakresie ultradźwiękowym. Dzięki temu niektóre koniki polne, modliszki, motyle ratują im życie.
Tak więc ćmy są wyposażone w urządzenie, które ostrzega je przed pojawieniem się nietoperzy, wykorzystując fale ultradźwiękowe do orientacji i polowania. W klatce piersiowej, na przykład motyli mątwic, znajdują się specjalne narządy do akustycznej analizy takich sygnałów. Pozwalają uchwycić impulsy ultradźwiękowe skóry myśliwskiej z odległości do 30 metrów.
Gdy tylko motyl odbierze sygnał z lokalizatora drapieżników, aktywuje się jego ochronne działania behawioralne. Wyczuwając ultradźwiękowe impulsy nietoperza ze stosunkowo dużej odległości, motyl gwałtownie zmienia kierunek lotu, wykonując zwodniczy manewr – jakby nurkując w dół. W tym samym czasie zaczyna wykonywać akrobacje – spirale i „martwe pętle”, aby uciec od pościgu. A jeśli drapieżnik znajduje się w odległości mniejszej niż 6 metrów, motyl składa skrzydła i spada na ziemię. A nietoperz nie wykrywa nieruchomego owada.
Ponadto motyle niektórych gatunków mają jeszcze bardziej złożone reakcje ochronne. Po znalezieniu sygnałów nietoperza sami zaczynają emitować impulsy ultradźwiękowe w postaci kliknięć. Co więcej, impulsy te działają na drapieżnika w taki sposób, że jakby przestraszony, odlatuje. Co sprawia, że tak duże zwierzęta w porównaniu z motylami przestają gonić i uciekają z pola bitwy?
Istnieją tylko spekulacje na ten temat. Prawdopodobnie kliknięcia ultradźwiękowe są specjalnymi sygnałami owadów, podobnymi do tych wysyłanych przez samego nietoperza. Ale tylko one są znacznie silniejsze. Spodziewając się, że usłyszy słaby dźwięk odbity od własnego sygnału, prześladowca nagle słyszy ogłuszający ryk - jakby naddźwiękowy samolot przebił się przez barierę dźwięku. Ale dlaczego nietoperze nie są ogłuszane własnymi potężnymi sygnałami wysyłanymi w kosmos, a jedynie klikaniem motyli?
Okazuje się, że nietoperz jest dobrze chroniony przed własnym impulsem krzyku swojego lokalizatora. W przeciwnym razie tak potężny impuls, który jest 2 tys. razy silniejszy od odbieranych dźwięków odbitych, mógłby ogłuszyć mysz. Aby temu zapobiec, jej ciało produkuje i celowo wykorzystuje specjalne strzemię. A przed wysłaniem impulsu ultradźwiękowego specjalny mięsień odrywa to strzemię od okienka ślimaka ucha wewnętrznego - a wibracje są przerywane mechanicznie. W zasadzie strzemię również wydaje klik, ale nie dźwięk, ale antydźwięk. Po okrzyku sygnałowym natychmiast wraca na swoje miejsce, dzięki czemu ucho jest ponownie gotowe do odbioru odbitego sygnału.
Trudno sobie wyobrazić, z jaką szybkością może działać mięsień odpowiedzialny za wyłączenie słuchu myszy w momencie wysyłanego impulsu-krzyku. W pogoni za zdobyczą - to 200-250 impulsów na sekundę!
Jednocześnie „przerażający” system motyla jest skonstruowany w taki sposób, że niebezpieczne dla nietoperza sygnały kliknięcia są słyszalne dokładnie w momencie, gdy myśliwy włącza ucho, aby dostrzec jego echo. A to oznacza, że motyl nocny wysyła sygnały, które są początkowo idealnie dopasowane do lokalizatora drapieżnika, powodując, że przeraża go odlatywanie. Aby to zrobić, ciało owada jest dostrojone do odbioru częstotliwości pulsu zbliżającego się myśliwego i wysyła sygnał odpowiedzi dokładnie z nim.
Ten związek między ćmami a nietoperzami budzi wiele pytań wśród naukowców.
Czy same owady rozwinęły zdolność odbierania sygnałów ultradźwiękowych nietoperzy i natychmiastowego zrozumienia niebezpieczeństwa, jakie niosą ze sobą? Czy motyle mogły stopniowo opracować urządzenie ultradźwiękowe o idealnie dobranych właściwościach ochronnych poprzez proces selekcji i doskonalenia?
Percepcja sygnałów ultradźwiękowych nietoperzy również nie jest łatwa do zrozumienia. Faktem jest, że rozpoznają swoje echo wśród milionów głosów i innych dźwięków. I żadne krzyki-sygnały współplemieńców, żadne sygnały ultradźwiękowe emitowane za pomocą sprzętu, nie przeszkadzają nietoperzom w polowaniu. Tylko sygnały motyla, nawet sztucznie odtworzone, sprawiają, że mysz odlatuje.
Bardzo wrażliwa trąbka much. Muchy wykazują niesamowitą zdolność wyczuwania otaczającego ich świata, celowego działania w zależności od sytuacji, szybkiego poruszania się, zręcznego manipulowania kończynami, do czego te miniaturowe stworzenia wyposażone są we wszystkie zmysły i żywe urządzenia. Spójrzmy na kilka przykładów, jak ich używają.
Wiadomo, że muchy, podobnie jak motyle, smakują jedzenie stopami. Ale ich trąbka zawiera również czułe analizatory chemiczne. Na jego końcu znajduje się specjalna gąbczasta podkładka - labellum. Podczas przeprowadzania bardzo delikatnego eksperymentu jeden z wrażliwych włosów na nim został włączony do obwodu elektrycznego i dotknął nim cukru. Urządzenie zarejestrowało aktywność elektryczną, wskazując, że system nerwowy muchy otrzymał sygnał o jej smaku.
Trąbka muchy jest automatycznie połączona z odczytami receptorów chemicznych (chemoreceptorów) nóg. Po otrzymaniu pozytywnego polecenia z analizatorów nóg, trąbka wydłuża się i mucha zaczyna jeść lub pić.
W badaniach pewna substancja została nałożona na łapę owada. Prostując trąbkę, oceniali, jaką substancję iw jakich stężeniach złapała mucha. Dzięki specjalnej wrażliwości i błyskawicznej reakcji owada taka analiza chemiczna trwa zaledwie kilka sekund. Eksperymenty wykazały, że czułość receptorów przednich łap wynosi 95% czułości trąbki. A w drugiej i trzeciej parze nóg odpowiednio 34 i 3%. Oznacza to, że mucha nie próbuje jedzenia tylnymi nogami.
Narządy węchu. U owadów dobrze rozwinięte są również narządy węchu. Na przykład muchy reagują na obecność nawet bardzo małych stężeń substancji. Ich czułki są krótkie, ale mają pierzaste wyrostki, a zatem dużą powierzchnię kontaktu z chemikaliami. Dzięki takim antenom muchy są w stanie przelecieć z daleka i dość szybko do świeżej sterty obornika lub śmieci, aby spełnić swoją misję sanitariusza przyrody.
Zmysł węchu pomaga samicom znaleźć i złożyć jaja na przygotowanym podłożu odżywczym, czyli w środowisku, które później posłuży jako pokarm dla larw.
Jednym z wielu przykładów wykorzystania ich doskonałego węchu przez muchy jest chrząszcz tahina. Składa jaja w ziemi, odnajdując węchem obszary zamieszkane przez chrząszcze. Młode larwy, które się urodziły, również posługując się węchem, same szukają karpia.
Chrząszcze są również wyposażone w czułki węchowe. Anteny te umożliwiają nie tylko uchwycenie samego zapachu substancji i kierunku jej rozmieszczenia, ale nawet wyczucie kształtu przedmiotu zapachowego.
A zmysł węchu biedronki pomaga znaleźć kolonie mszyc, aby pozostawić tam mur. W końcu nie tylko ona sama żywi się mszycami, ale także jej larwami.
Nie tylko dorosłe chrząszcze, ale także ich larwy są często obdarzone doskonałym węchem. W ten sposób larwy chrabąszcza są w stanie przemieszczać się do korzeni roślin (sosna, pszenica), kierując się nieznacznie podwyższonym stężeniem dwutlenku węgla. W doświadczeniach larwy natychmiast trafiły na obszar gleby, gdzie wprowadziły niewielką ilość substancji tworzącej dwutlenek węgla.
Niektóre błonkoskrzydłe są obdarzone tak wyostrzonym węchem, że nie ustępują one słynnemu zmysłowi psa. Tak więc jeźdźcy biegnące po pniu lub pniu drzewa energicznie poruszają czułkami. Wraz z nimi „wywąchają” larwy rogogona lub chrząszcza drwala, znajdujące się w drewnie na głębokości od dwóch do dwóch i pół centymetra od powierzchni.
Albo, dzięki wyjątkowej czułości czułek, mały jeździec Helis, dotykając kokonów pająków samym dotykiem, określa, co w nich jest - albo jądra słabo rozwinięte, albo osiadłe pająki, które już je opuściły, albo jądra inni jeźdźcy swojego gatunku.
Jak Helis zarządza tak dokładną analizą, nie jest jeszcze znane. Najprawdopodobniej czuje najsubtelniejszy specyficzny zapach. Chociaż możliwe jest, że podczas stukania antenami jeździec odbiera jakiś odbity dźwięk.
Wrażenia smakowe. Człowiek wyraźnie określa zapach i smak substancji, podczas gdy u owadów wrażenia smakowe i węchowe często nie są rozdzielone. Działają jak pojedyncze chemiczne odczucie (percepcja).
Owady mające wrażenia smakowe preferują tę lub inną substancję w zależności od właściwości żywieniowych danego gatunku. Jednocześnie potrafią odróżnić słodkie, słone, gorzkie i kwaśne. W przypadku kontaktu ze spożywanym pokarmem narządy smakowe mogą znajdować się na różnych częściach ciała owadów - na czułkach, trąbkach i nogach. Z ich pomocą owady otrzymują podstawowe informacje chemiczne o środowisku.
Tak więc motyle, w zależności od gatunku, ze względu na wrażenia smakowe preferują ten lub inny przedmiot spożywczy. Organy chemorecepcji motyli znajdują się na nogach i reagują na różne substancje poprzez dotyk. Na przykład u motyla pokrzywkowego znajdują się na nogach drugiej pary nóg.
Doświadczalnie ustalono, że jeśli weźmiesz motyla za skrzydła i dotkniesz łapami powierzchni zwilżonej syropem cukrowym, to zareaguje na to jego trąbka, chociaż sam nie jest wrażliwy na syrop cukrowy.
Za pomocą analizatora smaku motyle dobrze rozróżniają roztwory chininy, sacharozy i kwasu solnego. Co więcej, swoimi łapami wyczuwają stężenie cukru w wodzie 2000 razy mniejsze niż to, które daje nam poczucie słodkawego smaku.
Jak już wspomniano, wszystkie zjawiska związane z życiem zwierząt podlegają pewnym rytmom. Cykle cząsteczek budulcowych przebiegają regularnie, w mózgu zachodzą procesy wzbudzania i hamowania, wydzielany jest sok żołądkowy, obserwuje się bicie serca, oddychanie itp. Wszystko to dzieje się według „zegara”, który posiadają wszystkie żywe organizmy. Eksperymenty wykazały, że ich zatrzymanie następuje tylko przy gwałtownym ochłodzeniu do 0°C i poniżej.
W jednym z laboratoriów doświadczalnych zajmujących się badaniem mechanizmów działania zegarów biologicznych zwierzęta doświadczalne, w tym owady, chłodzono przez 12 godzin. To najbardziej optymalny sposób wpływania na czas upływający w komórkach ich ciała. W tym samym czasie zegar zatrzymał się na chwilę, a potem, po ogrzaniu zwierząt, włączył się ponownie.
W wyniku takiego wpływu na karaluchy zegar biologiczny pomylił się. Owady zaczęły zasypiać, podczas gdy kontrolne karaluchy pełzały po jedzenie. A kiedy zasnęli, badani pobiegli jeść. Oznacza to, że eksperymentalne karaluchy zrobiły wszystko tak samo, jak inne, tylko z półdniowym opóźnieniem. W końcu, trzymając je w lodówce, naukowcy „przenieśli ręce” na 12 godzin.
Następnie wykonano najbardziej skomplikowaną operację mikrochirurgiczną - przeszczepiono zwój podgardłowy (część mózgu karalucha), który kontroluje prędkość zegara na żywo, do karalucha kontrolnego. Teraz ten karaluch nabył dwa ośrodki kontrolujące czas biologiczny. Ale okresy włączenia różnych procesów różniły się o 12 godzin, więc karaluch był całkowicie zdezorientowany. Nie potrafił odróżnić dnia od nocy: jadł i od razu zasypiał, ale po chwili obudził go inny ganglion. W rezultacie karaluch zmarł. To pokazuje, jak niesamowicie złożone i niezbędne są urządzenia czasowe dla wszystkich żywych istot.
Ciekawe doświadczenie z małymi muchami laboratoryjnymi Drosophila. Wychodzą z poczwarek we wczesnych godzinach porannych, wraz z pojawieniem się pierwszego promienia słonecznego. Ciało Drosophila sprawdza zegar swojego rozwoju za pomocą zegara słonecznego. Jeśli umieścisz muszki owocówki w całkowitej ciemności, zegar śledzący ich rozwój pójdzie źle i muchy zaczynają wychodzić z poczwarek o każdej porze dnia. Ale co ważne – drugi błysk światła wystarczy, aby ponownie zsynchronizować ten rozwój. Można zredukować błysk światła nawet do pół tysięcznej sekundy, ale akcja synchronizująca nadal będzie się pojawiać - wypuszczanie much z poczwarek nastąpi jednocześnie. Tylko gwałtowne ochłodzenie owadów do 0°C i poniżej pociąga za sobą, jak pokazano powyżej, zatrzymanie żywego zegara organizmu. Jednak, gdy tylko się rozgrzeją, zegar uruchomi się ponownie i będzie opóźniony dokładnie o tyle, o ile został zatrzymany.
Jako przykład, który pokazuje doskonałą zdolność owadów do celowych ruchów, możemy rozważyć zachowanie muchy.
Zwróć uwagę, jak mucha kręci się na stole, dotykając wszystkich przedmiotów ruchomymi łapami. Znalazła więc cukier i łapczywie go ssie za pomocą swojej trąbki. Dlatego mucha może wyczuwać i wybierać pokarm, którego potrzebuje, dotykając łapami.
Jeśli chcesz złapać niespokojne stworzenie, wcale nie będzie to łatwe. Ostrożnie zbliżasz rękę do muchy, która natychmiast przestaje się poruszać i niejako staje się czujna. A w ostatniej chwili, gdy tylko machasz ręką, żeby ją złapać, mucha szybko odlatuje. Zobaczyła cię, otrzymała pewne sygnały o twoim zamiarze, o grożącym jej niebezpieczeństwie i uciekła. Ale po krótkim czasie pamięć pomaga owadowi wrócić. W pięknym, dobrze zorganizowanym locie mucha ląduje dokładnie tam, z której została wypędzona, aby mogła dalej ucztować na cukrze.
Przed i po posiłku zadbana mucha z wdziękiem czyści nogami głowę i skrzydła. Jak widać, to miniaturowe zwierzę przejawia zdolność wyczuwania otaczającego go świata, celowego działania w zależności od sytuacji, szybkiego poruszania się i zręcznego manipulowania kończynami. W tym celu mucha jest wyposażona w doskonałe żywe instrumenty i zaskakująco przydatne urządzenia.
Może wystartować bez biegu, natychmiast zatrzymać szybki lot, zawisnąć w powietrzu, lecieć do góry nogami, a nawet do tyłu. W ciągu kilku sekund może zademonstrować wiele skomplikowanych manewrów akrobacyjnych, w tym pętlę. Ponadto muchy są w stanie wykonywać w powietrzu czynności, które inne owady mogą wykonywać tylko na ziemi, takie jak czyszczenie łap w locie.
Doskonałe urządzenie narządów ruchu zapewnione muszce pozwala na jej szybkie bieganie i łatwe poruszanie się po każdej powierzchni, w tym gładkiej, stromej, a nawet po suficie.
Noga muchy kończy się parą pazurów, a między nimi podkładką. Dzięki temu urządzeniu wykazuje niesamowitą umiejętność chodzenia po powierzchniach, na których inne owady nawet nie potrafią się utrzymać. Co więcej, pazurami przylega do najmniejszych nierówności na płaszczyźnie, a opuszki pokryte pustymi włoskami pozwalają jej poruszać się po lustrzanej gładkiej powierzchni. Przez te mikroskopijne „węże” ze specjalnych gruczołów wydzielana jest oleista tajemnica. Siły napięcia powierzchniowego przez nią wytworzone i utrzymują muchę na szkle.
Jak rzucić idealną piłkę? Zdolność jednego z sanitariuszy przyrody, żuka gnojowego, do robienia idealnie okrągłych kul z obornika, nigdy nie przestaje zadziwiać. W tym samym czasie chrząszcz skarabeusz, czyli święta kopra, przygotowuje takie kule wyłącznie do użytku jako pokarm. A kulki o innym ściśle określonym kształcie zwija się, aby złożyć w nich jajka. Dobrze skoordynowane działania pozwalają chrząszczowi wykonywać dość złożone manipulacje.
Najpierw chrząszcz starannie wybiera kawałek obornika niezbędny do wykonania podstawy kuli, oceniając jego jakość za pomocą systemu sensorycznego. Następnie oczyszcza grudkę z przylegającego piasku i siada na niej, obejmując plecy i środkowe nogi. Obracając się z boku na bok, chrząszcz wybiera żądany materiał i toczy kulę w jego kierunku. Jeśli pogoda jest sucha, gorąca, owad ten działa szczególnie szybko, zwijając kulkę w ciągu kilku minut, gdy obornik jest jeszcze mokry.
Podczas robienia kuli wszystkie ruchy chrząszcza wyróżniają się dokładnością i debugowaniem, nawet jeśli robi to po raz pierwszy. W końcu sekwencja celowych działań zawiera dziedziczny program owada.
Idealny kształt kuli nadają tylne nogi, których krzywizna jest ściśle przestrzegana w procesie budowy ciała chrząszcza. Ponadto jego pamięć genetyczna zachowuje w zakodowanej formie zdolność do wykonywania określonych rodzajów stereotypowych działań, a tworząc piłkę wyraźnie je śledzi. Chrząszcz niezmiennie kończy swoją pracę dopiero wtedy, gdy powierzchnia i wymiary kuli pokrywają się z krzywizną goleni jego nóg.
Po zakończeniu pracy skarabeusz zręcznie toczy piłkę tylnymi nogami w kierunku norki, cofając się. Jednocześnie z godną pozazdroszczenia cierpliwością pokonuje zarośla roślin i kopce ziemi, wyciąga kulkę z zagłębień i rowków.
Przeprowadzono eksperyment, aby przetestować upór i pomysłowość chrząszcza gnojowego. Piłka została przybita do ziemi długą igłą. Chrząszcz po wielu męczarniach i próbach przemieszczenia zaczął kopać. Znajdując igłę, skarabeusz na próżno próbował podnieść kulę, działając grzbietem jak dźwignia. Chrząszcz nie pomyślał o użyciu pobliskiego kamyka do podparcia. Jednak gdy kamyk został przysunięty bliżej, skarabeusz natychmiast wspiął się na niego i wyjął kulkę z igły.
Czasami żuki gnojowe próbują ukraść kulę jedzenia sąsiadowi. W tym samym czasie złodziej może wraz z właścicielem przetoczyć go we właściwe miejsce i, gdy zacznie kopać norkę, odciągnąć zdobycz. A potem, jeśli nie jest głodny, wyrzuć go po krótkiej przejażdżce dla przyjemności. Jednak skarabeusze często walczą nawet z dużą ilością obornika, jakby groziło im zagłodzenie.
Manipulacje utalentowanych fajczarzy. Aby stworzyć przytulne gniazdo „cygara” z młodych liści, samice pluskwiaków wykonują bardzo złożone i różnorodne działania. Ich „narzędziami produkcji” są nogi, szczęki i łopatka - na końcu wydłużona i poszerzona głowa samicy. Szacuje się, że proces składania „cygara” składa się z trzydziestu jasno i konsekwentnie przeprowadzonych operacji.
Początkowo samica starannie wybiera liść. Nie powinna być uszkodzona, ponieważ jest nie tylko materiałem budowlanym, ale także źródłem pożywienia dla przyszłego potomstwa. Aby zwinąć w tubę liść topoli, orzecha włoskiego lub brzozy, samica najpierw przebija jego ogonek w określonym miejscu. Ta technika jest jej znana od urodzenia, ogranicza dopływ soków do liścia - a wtedy liść szybko więdnie i staje się podatny na dalsze manipulacje.
Na uschniętym liściu samica dokonuje precyzyjnymi ruchami oznaczeń, wyznaczając linię nadchodzącego cięcia. W końcu fajkarz wycina z arkusza klapę o dość skomplikowanym kształcie. „Rysunek” wzoru jest również zakodowany w pamięci genetycznej owada.
Dawno, dawno temu niemiecki matematyk Gaines, zdumiony dziedzicznymi „talentami” małego robaka, wydedukował matematyczną formułę takiego cięcia. Dokładność obliczeń, którymi obdarzony jest owad, wciąż jest zaskakująca.
Po wykonaniu wstępnych prac pluskwa, nawet bardzo młoda, powoli, ale pewnie składa liść, wygładzając jego brzegi szpatułką. Dzięki tej technice technologicznej z wałków na zębach liścia uwalnia się lepki sok. Błąd oczywiście o tym nie myśli. Ściskanie kleju, aby trzymać razem krawędzie arkusza, aby zapewnić bezpieczne miejsce zamieszkania dla przyszłego potomstwa, jest z góry określone przez program jego dogodnego zachowania.
Praca nad stworzeniem wygodnego i bezpiecznego gniazda dla niemowląt jest dość żmudna. Samica, pracująca zarówno w dzień, jak i w nocy, zwija tylko dwa prześcieradła dziennie. W każdym kładzie 3-4 jądra, wnosząc w ten sposób swój skromny wkład w kontynuację życia całego gatunku.
Celowe działania larwy. Klasycznym przykładem wrodzonej sekwencji działań jest larwa mrówkowia. Jego zachowanie żywieniowe opiera się na strategii zasadzki i obejmuje szereg złożonych operacji przygotowawczych.
Larwa wykluła się z jaja natychmiast wpełza na ścieżkę mrówek, zwabiona zapachem kwasu mrówkowego. Wiedzę o tym sygnałowym zapachu przyszłej ofiary odziedziczyła larwa. Na ścieżce starannie wybiera suchy, piaszczysty teren, aby zbudować otwór na pułapkę w kształcie lejka.
Na początek larwa rysuje na piasku okrąg z niezwykłą geometryczną dokładnością, wskazując rozmiar dziury. Wtedy jedną z przednich łap zaczyna ją kopać.
Aby wyrzucić piasek poza krąg, larwa ładuje go na własną płaską głowę. Po wykonaniu tej czynności cofa się, stopniowo wracając do swojej pierwotnej pozycji. Następnie rysuje nowe koło i kopie kolejny rowek. I tak dalej, aż dotrze do dna lejka.
W tym wrodzonym programie, przed rozpoczęciem każdego cyklu, przewidziana jest nawet zmiana zmęczonej „pracującej” nogi. Dlatego larwa wykonuje kolejny rowek w przeciwnym kierunku.
Larwa z siłą rzuca małe kamyczki, które napotykają po drodze na zewnątrz lejka. Duży kamień, często kilka razy cięższy od samego owada, larwa zręcznie układa na grzbiecie i podciąga go powolnym, ostrożnym ruchem. A jeśli kamień jest okrągły i ciągle się toczy, rzuca bezużyteczną pracę i zaczyna budować kolejną dziurę.
Kiedy pułapka jest gotowa, rozpoczyna się kolejny ważny etap dla owada. Larwa zakopuje się w piasku, odsłaniając tylko swoje długie szczęki. Kiedy jakikolwiek mały owad znajdzie się na krawędzi dołu, piasek kruszy się pod jego stopami. Służy to jako sygnał dla myśliwego. Używając głowy jako katapulty, larwa zestrzeliwuje nieostrożnego owada, najczęściej mrówkę, zaskakująco dokładnymi strzałami ziaren piasku. Ofiara stacza się do czekającego na nią „lwa”.
W tym kompleksie behawioralnym wszystkie działania larwy są doskonale spójne i doskonale skoordynowane – jedno ściśle podąża za drugim. Jednak młody owad nie tylko wykonuje swoje stereotypowe działania, ale także dostosowuje je do specyficznych warunków związanych z różnym stopniem zachwaszczenia i wilgotności gleby piaszczystej.
najczulszy zmysł węchu zarejestrowano u tych owadów, ponieważ samiec wyczuwa samicę przez 11 km
Alternatywne opisyJednostka ilości substancji
Motyl, szkodnik rzeczy
owad, szkodnik
niemiecki botanik (1805-1872)
Drewno flisackie luzem
. „Shuboy”
Motyl w szafie
Motyl w futrze
Motyl z babcinej piersi
Motyl z szafy
Motyl, szkodliwy owad
Motyl zimujący w szafie
Motyl do oklasków
Motyl, który kocha futra
Motyl - "szatniarz"
Motyl - "futro"
Szkodliwy motyl
garderoba gryzonia
Zh mszyca (od małej) maleńki zmierzch (motyl), miotła; jego gąsienica, która ostrzy futra i wełniane ubrania, Tinca. Jest ćma futrzana, ćma odzieżowa, ćma serowa, ćma chlebowa, ćma warzywna. Ćma znika z chmielu, kamfory. Ćma roślinna, mszyca, ćma, miotła, za pomocą której gąsienica zjada plastry miodu. Najmniejsza ryba, niedawno wykluła się, molga, molka, molyava, -lyavka, malga, patrz mała. Świeże stynki są również nazywane ćmami; lis. najmniejszy śnieg. Ćma tli ubrania, a smutek jest sercem (lub osobą). Napychaj nos tytoniem, ćma nie ruszy w Twojej głowie! Na zębach są modzele, opuchnięte paznokcie, ćma zjadła włosy. Molie, molie por. Zebrane mol. Modlitwa stara. moletoch mszyce, ćmy, robaki, robaki. Yadyahu ... modlitwy, zdezorientowane i wtrącające się w knedle i słomę, w głodzie. Moletochina, moleedina, -yaditsa. -trucizna m. miejsce w rzeczy, w ubraniu, przebite przez ćmę; uszkodzenie ćmy. Kret, kret, odnoszący się do ćmy. Trawa ćmy, roślina dziurawiec stepowy siedmiolistny, Knoflik, Verbascum Blattaria. Moly, Moly, pełna ciem
Drewno spławiane tratwą w dół rzeki
Miłośnik futer
M. w muzyce: tryb molowy lub smutny, łagodne współbrzmienie, płeć przeciwna. głupiec, majorze. moly, odnoszący się do ciem
mały motyl
Mały motyl, którego gąsienica jest szkodnikiem futra, wełny, zbóż, roślin
mały motyl
Mech Fighter
Motyl
Historia rosyjskiego pisarza A. G. Adamowa „Czarny ...”
Zjadacz płaszczyków i bluzek
Drewno flisackie luzem, kłody pojedyncze
Wielki miłośnik wełny
Jednostka miary ilości substancji
Owad - szkodnik; jednostki ilość substancji
owad kochający futro
Jednostka miary ilości substancji
. „zjadacz butów”
Historia rosyjskiego pisarza A. G. Adamowa „Czarny ...”
Naftalina
Ofiara naftalenu
Zjada płaszcze
Sztuka rosyjskiego dramaturga N. Pogodina
Szkodnik w szafie
Motyl - "szatniarz"
Uwielbia jeść płaszcze
Motyl „zjadacz futer”
Motyl - smakosz wełny
Motyl - smakosz wełny
