Читаем Химический язык насекомых онлайн бесплатно

Слова известного ученого, профессора зоологии Карла Фриша открывают эту книгу не случайно. Авторы попытаются продолжить мысль исследователя о взаимоотношениях между миром насекомых и человеком. В нашем небольшом путешествии в страну насекомых мы познакомимся как с полезными, так и с вредными ее обитателями, доставляющими немало хлопот человечеству.

Земной шар населяет более миллиона разнообразнейших видов насекомых. Им уже более 300 млн. лет. Младшие братья растений и старшие братья человека, они настоящие хозяева нашей планеты. Эти небольшие по размерам существа играют чрезвычайно важную роль в природе и жизни людей. Насекомые участвуют в почвообразовании и биологическом круговороте, регулируют численность животных и растений. Мы хорошо знаем друзей: пчел, снабжающих нас медом, шелкопряда — искусного прядильщика шелковых нитей, крылатых опылителей, которым обязаны своим существованием многочисленные виды цветковых растений.

Вредят человеку примерно 2% видов насекомых, но ущерб, наносимый ими, огромен. Летающие и ползающие шестиногие опустошают поля и огороды, уничтожают сады и леса. Колорадский жук хозяйничает на кустах картофеля, точильщики пронизывают своими ходами ценные породы древесины, а яблонная плодожорка и амбарный долгоносик уничтожают плоды человеческого труда в садах и хранилищах. Достается и жителям городов. Тараканы рыскают по кухням, моль устраивается в шкафах, приводя в панику хозяек, клопы, комары, блохи и вредители комнатных растений дополняют картину.

Да, эти некогда безразличные человеку маленькие существа противостоят современной человеческой цивилизации. И не удивительно, что отношение человека к ним часто определяется не одним только разумом. Подчас верх берут эмоции: бороться всеми средствами, истреблять, стереть с лица Земли!

Соблазнительно и, кажется, довольно просто взять и уничтожить, но как раз здесь и кроется опасность для человека. Война с насекомыми настолько ослепила нас, что человечество забыло о последствиях их уничтожения для жизни других обитателей планеты.

Казалось бы, что жалеть насекомых — их больше миллиона видов. Однако часто, объявляя войну маленьким разбойникам, мы наносим вред рыбам и птицам, рептилиям и млекопитающим. Насекомых уже занесли в Красную книгу наравне с сумчатым волком и орангутангом, и заметно, что в последние годы стало меньше ярких, расписанных чудесными узорами бабочек, пестрых стрекоз и жуков, без которых меркнут живые краски природы.

История борьбы человека с вредными насекомыми полна драматизма и курьезов. Далеко не всегда победу праздновал Homo sapiens. Начиная со средневековья, когда нашествия полчищ саранчи и других шестиногих объясняли «божьей карой», и до настоящего времени человеческий разум упорно искал эффективные средства борьбы с насекомыми.

От ручного сбора и уничтожения личинок и гусениц до пестицидов третьего поколения совершенствовал свой боевой арсенал человек.

Небывалого расцвета достигла промышленность, производящая химическое оружие против вредителей, после второй мировой войны. Огромная армия химиков и энтомологов изо дня в день трудится над созданием новых высокотоксичных химических ядов. Фантастические суммы тратят государства на войну с насекомыми. И несмотря на то, что создание одного яда, по данным зарубежных исследований, требует не менее 8 лет упорного труда тысяч людей, только единственное из 10 тыс. химических соединений поступает в руки защитников полей и садов. Продолжительность жизни такого ядохимиката полностью зависит от насекомых.

По преданию Митридат VI Евпатор, правивший Понтийским и Боспорским царствами (II–I в. до н. э.), обладал удивительным для человеческого организма свойством. Постоянно остерегаясь быть отравленным придворными, он еще в молодые годы стал систематически изучать ядовитые растения и принимать в малых дозах получаемые из них яды. От длительного их потребления царь приобрел иммунитет. Часто способность насекомых вырабатывать устойчивость к химическому оружию называют митридатизацией, по имени хитроумного монарха.

Огромный вред наносит химическое оружие и окружающей среде, но пока отказаться от ядов мы не можем, и тысячи патентов выдаются химикам на новые инсектициды (химические препараты для борьбы с насекомыми-вредителями).

Где же выход из сложившегося положения? Учитывая опыт войны с насекомыми, горечь поражений и радость побед, человек активно ведет поиск возможных путей решения этого затянувшегося конфликта. Все новые и новые данные получают при исследовании гормонов, которые регулируют рост и развитие вредителей, из растений и тел насекомых извлекают вещества, привлекающие и отпугивающие шестиногих. Изобретая новые средства борьбы, люди обратились к миру других живых существ — врагам наших врагов. К себе на помощь Homo sapiens призвал бактерии и микроскопические грибы, птиц и вирусы, а также союзников из страны насекомых. Все последние достижения науки и техники, включая звуковые и электромагнитные генераторы, рентгеновские лучи и лазеры, испытал человеческий род против ползающих и летающих неприятелей.

Для решения проблемы объединились ученые различных специальностей: энтомологи и химики, математики и экологи. Генеральный штаб исследователей разрабатывает стратегические программы защиты растений. Предлагаются различные рецепты чудо-оружия, но ученые все чаще выступают за разумное регулирование численности насекомых с применением безопасных для окружающей среды средств. Нам жить вместе — этот простой и высоконравственный принцип отношения к природе ложится в основу создания новых средств-регуляторов роста популяций (совокупностей особей определенных видов) насекомых.

О поисках и находках ученых, о проникновении их в тайны общения мира наших маленьких соседей по планете и расшифровке химического языка шестиногих расскажет эта книга. Читатель узнает, как, изучив инстинкты насекомых и значение запахов в их жизни, энтомологи и химики предложили использовать различные привлекающие вещества для охоты на вредных насекомых в садах, на полях и огородах. Новая тактика защиты урожая имеет большое будущее, так как не приносит вреда окружающей природе и рассчитана не на полное уничтожение тех или иных видов, а на сокращение численности популяции до порога вредоносности.

Многообразен мир животных, и каждый существующий вид в своей жизни пользуется довольно сложной и своеобразной сигнализацией. Среди различных способов передачи информации в животном мире значительная роль отводится запахам. Животные и растения подают с помощью летучих молекул специфические сигналы, без которых невозможна нормальная жизнедеятельность этих организмов. Такая химическая коммуникация — общебиологическое явление и встречается у представителей различных ступеней эволюционной лестницы: от бактерий до человека. Причем в качестве сигналов животные организмы используют очень разнообразный набор химических соединений, которые служат своеобразной азбукой этого языка. Нередко кодирование информации осуществляется не одним каким-нибудь веществом, а смесью пахучих молекул. Это в значительной степени расширяет возможности химического общения между животными, но затрудняет работу исследователей по расшифровке значений их языка.

Наряду с обонянием живые существа пользуются зрением, слухом, осязанием и другими органами восприятия и передачи информации, которые в зависимости от уровня развития организма могут играть в общении различную роль. Однако большинство ученых считает, что химическая сигнализация при помощи запахов — один из самых древних способов общения и обмена информацией между живыми организмами.

А сколько нераскрытых тайн связано с химическим языком животных! Нередко эти загадки вдохновляли не только исследователей, но и писателей-фантастов Так, в одном из своих романов Клиффорд Саймак нарисовал картину захвата нашей планеты космическими пришельцами, которые незаметно стали вмешиваться в законы развития человеческого общества. Оставаясь инкогнито, они поставили земную цивилизацию почти на грань катастрофы. Казалось бы, неминуем печальный конец, но в последний момент обнаружилась ахиллесова пята инопланетян. Коварные планы пришельцев из космоса нарушил небольшой пушистый зверек — скунс. Оказалось, что испускаемый скунсами запах обладает магическим свойством привлекать невидимых врагов. Молекулы этого вещества лишили захватчиков рассудка, и они обнаружили себя. Оставив все свои притязания и забыв о цели визита на Землю, инопланетяне устремились к источнику мускуса.

Фантазия писателя основана на реально существующем явлении, ведь пахучие молекулы действительно играют чрезвычайно большую роль в жизни некоторых видов животных.

Большинство из нас, кто по рассказам, а кто на собственном опыте, знакомы с запахом мускуса. Это остропахнущее вещество выделяют железы самца мускусной кабарги, который привлекает им самку. Кроме этого животного, обитающего в горах Центральной Азии, аналогичный запах испускает и американский скунс.

Есть и другие летучие соединения, которыми пользуются живые организмы для своих «химических разговоров». Сложна и разнообразна азбука запахов в мире животных. Пахучие молекулы привлекают самца к самке и, отмечая границы «владений», создают своеобразный запаховый барьер для незваных гостей, а также служат невидимыми ориентирами для сородичей, позволяя им находить друг друга в дебрях окружающего мира. Используя химические сигналы, животные сообщают об опасности во время нашествия врагов, а при необходимости «химический телеграф» помогает собрать «соплеменников» в одном месте.

Для того чтобы выделить все многообразие этих таинственных молекул из огромного числа других химических соединений, ученые после длительных споров решили назвать их феромонами. Этот наиболее употребимый сейчас термин образовали, соединив два греческих слова pherein (переносить) и horman (возбуждать, стимулировать). Феромоны — летучие вещества, синтезируемые и выделяемые в окружающую среду живыми организмами. Эти химические соединения вызывают специфическое поведение у особей одного и того же вида.

В настоящее время ученые обнаружили у животных феромоны следа и тревоги, а также половые и агрегационные пахучие вещества. Кроме того, были открыты феромоны — метчики территории.

Сколько прекрасных строк написано об удивительных способностях наших четвероногих друзей — собак отыскивать по невидимым пахучим следам преступников. В экспериментах собаки смогли без труда различать даже членов одной семьи, если среди них не было однояйцевых близнецов. Так, например, если ищейке давали понюхать вещи одного близнеца, не участвовавшего в опыте, она уверенно шла по следу другого.

Собака может служить не только ищейкой или сторожем. Установлено, что, кроме алифатических кислот (масляной, валериановой и др.), ее нос чувствует запах природных углеводородов. Используя собачье обоняние, специалисты довольно быстро определяют утечку в газопроводе и предупреждают аварии.

Кто теперь не знает о феноменальных способностях лососей и угрей находить свои родные места, удаляясь от них на тысячи километров вглубь океанов? Возможно, стаи рыб ориентируются в океане по солнцу и течениям, а подплывая к родным берегам, — по запаху и вкусу веществ, растворенных в воде. Эти ориентиры помогают обитателям морей и океанов заботиться о продолжении рода, преодолевать все препятствия, достигать места нереста.

По некоторым данным, у рыб обоняние в 3...5 раз тоньше, чем у собак. Кроме того, они могут уловить присутствие жизненно важных соединений на расстоянии до 20 км. Опыты показали, что рыбам небезразличны ничтожные количества аминокислот, содержащихся в воде. Ученые предполагают, что сочетание их с другими веществами придает речке или озеру тот особый родной запах, который помогает мигрирующим рыбам находить дорогу домой.

У различных видов живых организмов — от бактерии и растения до человека — запахи играют важную роль в жизни. Вспомним, какую радость доставляют нам дурманящие ароматы цветов и духов, таинственные запахи моря и леса. А как аппетитно пахнет свежий хлеб или ароматный чай, придающий нам силы и поднимающий настроение.

В сложное положение попали специалисты, расшифровавшие отдельные химические компоненты аромата свежего хлеба. Раньше предполагали, что запахи свежеиспеченного хлеба определяют два вещества: мальтол и изомальтол. Однако при смешивании этих веществ искомый аромат не проявлялся. В чем же дело? Оказалось, что хлебный запах создают и другие химические соединения. Химики обнаружили их более 200. Поиски продолжаются, а аппетитный аромат пока еще не воспроизведен.

Имитация запахов пищевых продуктов — одно из важнейших направлений в науке, которое поможет изготовить в лаборатории вкусную и ароматную пищу.

По запаху разыскивают корм и многие представители животного мира. Хищники в поисках пищи обнюхивают тысячи квадратных метров жизненного пространства, олень при помощи обоняния находит мох под снегом, а пчелы по пахучим ориентирам находят «вкусные» цветковые растения.

Уже на первый взгляд становится очевидным, что крыса отличит своего сородича от мыши, а последняя не перепутает своего родственника с кошкой. В данном случае мы имеем дело с межвидовыми взаимоотношениями. А какова роль запахов у близко-родственных видов животных?

Феромонная память мыши, как показали исследования советских ученых, содержит информацию о десятках знакомых сородичей из других кланов. Однако есть и фамильный феромон, при помощи которого родственники узнают друг друга. Интересно отметить, что незнакомые самцы всегда конкурируют между собой, но если они побывали в атмосфере запаха ухаживающего за ними человека, то начинают вести себя не так агрессивно.