Соседи по планете Насекомые - Юрий Дмитриев

Высказывалось даже мнение, что кузнечики воспринимают звуки не какими-то определенными органами, а всем телом, улавливая тончайшие колебания, передающиеся по земле. Чтоб проверить, так это или нет, один ученый «подкараулил» самцов-кузнечиков, когда они яростно «спорили», и привязал их к воздушным шарикам. Но разгневанные кузнечики даже не обратили внимания на это — они продолжали «ругаться» и «спорить» даже в воздухе, видимо прекрасно слыша друг друга. Значит, дело не в земле.

Проблема осложнялась еще и тем, что ученым уже было хорошо известно не только существование органов, при помощи которых насекомые издают звуки, но и как устроены эти органы.

Например, кузнечики, кобылки или медведки «разговаривают» и «поют» с помощью так называемого стридуляционного аппарата. Устроен он так: на одном крыле у этих насекомых имеется приспособление в виде гладкой прочной перепонки, натянутой, как кожа на барабане, и толстых твердых жилок по краям, на другом крыле — жилка с зазубринками (их бывает примерно восемьдесят).

Саранча в принципе «разговаривает» так же, но «инструмент» у нее несколько иной — она пользуется не крыльями, а задними ногами, быстро потирая их друг о друга.

Благодаря такому стридуляционному аппарату насекомые могут изменять тембр своего пения, менять громкость и частоту звуков.

Ученые считают, что у насекомых имеется несколько десятков различных песен, а у сверчков, как считают некоторые специалисты, чуть ли не 500 различных звуков. Так это или ученые несколько преувеличивают, сейчас сказать трудно, но то, что один из видов сверчков, трубачик, создает стереофонический эффект — факт.

Фабр считал трубачика одним из лучших музыкантов в мире животных и называл его чревовещателем. Конечно, трубачик не чревовещатель, и Фабр это знал. Он, наверное, знал и то, что трубачик не ограничивается легким подъемом крылышек, как другие его сородичи, а во время пения ставит их вертикально, как паруса. Звуки, издаваемые трубачиком, направлены, как лучи прожектора, и даже небольшого поворота насекомого достаточно, чтоб создать впечатление, будто звуки идут уже из другого места.

Всемирно признанным певцом считается цикада. О ее давнишней популярности мы уже с тобой знаем. Но благодаря чему она завоевала такую популярность, как ей «удается» так петь?

Кузнечиков, сверчков, медведок, саранчу можно назвать настоящими скрипачами: одно крыло — скрипка, другое — смычок. (У саранчи эти же роли исполняют ноги.)

Цикаду же с полным правом можно назвать барабанщиком. Музыкальный аппарат этого насекомого очень сложный, но, пожалуй, самой главной и самой удивительной частью этого аппарата являются три перепонки, находящиеся в специальной, довольно большой камере на груди цикады. К одной из этих перепонок подходит сильная мышца. Сокращаясь со скоростью 1/20 000 секунды, она сгибает перепонку, отчего получается резкий звук. Сложной системой резонаторов звук этот усиливается, и пение слышно далеко вокруг.

Скрипачей и барабанщиков в мире насекомых много — сейчас уже известно более 10 тысяч видов «разговаривающих» насекомых, причем часто «разговаривают» они самым необычным способом. Например, жуки-усачи скрипят, потирая один сегмент брюшка о другой, клопы-гладыши производят щелкающие звуки, потирая передние ножки о зазубренный хоботок, некоторые бабочки резко щелкают, ударяя ребром крыла по своей груди.

Наконец, есть еще один очень распространенный способ общения в мире насекомых — это крылья.

Насекомые машут крыльями, конечно, не все одинаково. Например, частота взмахов крыльев у махаона — 5–6, брюквенниц — 6–7, траурниц — 10 раз в секунду. И их полет неслышен. Но это дневные бабочки. Некоторые ночные бабочки, особенно бражники и совки, во время полета издают низкое гудение. Происходит это потому, что взмахивают они крыльями до 50 раз в секунду. (Другие ночные бабочки — 35–40.) 45–50 раз в секунду взмахивает при полете майский жук, 85–90 — навозник. У божьей коровки 75-100 взмахов в секунду, стрекозы делают, в зависимости от вида, 100–150, слепни тоже примерно 100, осы — и 110 и 250 (опять-таки в зависимости от вида), шмели — 190–240, мухи разных видов — и 190 и 300–350, пчела, летящая налегке, — 440–450, а нагруженная медом — 300. Комары — 500–600, а некоторые виды — до 1000 и так далее.

Естественно, что от количества взмахов зависит и сам звук. Но если они издают звуки, то, значит, должны и слышать их. А как? Вернее, чем? Ушей-то у насекомых нет!

Ученые терялись в догадках, пока в 1957 году американец Гэскелл не обнаружил «уши» кузнечика — две узенькие щелочки, находящиеся на голени передних ног. Открытие Гэскелла подсказало, что совсем не следует искать у насекомых органы слуха в привычных, традиционных местах или где-то поблизости от них. И тогда вдруг выяснилось, что у дневных бабочек органы слуха находятся на передних крыльях — у основания их, а у ночных — между грудью и брюшком (это как раз и стало известно после случая на вечере у профессора Редера), у саранчи — на брюшке, у различных клопов — на груди, у многих других насекомых — на усиках. И даже на хвостовых нитях и выростах бывают у насекомых «уши». Обнаружив «уши», ученые, естественно, занялись их устройством. Для начала выяснилось, что уши у насекомых, как и звуковоспроизводящие инструменты, можно разделить на несколько категорий или групп.

Одна группа — так называемые тимпанальные органы (от греческого слова «тимпан» — «барабан, бубен»). Принцип действия этих «ушей», в общем-то, схож с принципом действия ушей человека. Это полость, затянутая тоненькой пленкой — чувствительной мембраной, к которой подсоединены нервные окончания. От колебания воздуха колышется и мембрана, а нервные клетки передают эти колебания в мозг.

Второй тип — «уши», находящиеся на усиках-антеннах, точнее, у основания антенн. Это так называемый Джонстов орган — высокочувствительные клетки, улавливающие колебания воздуха и немедленно информирующие об этом мозг.

Известно, что каждое открытие требует, в свою очередь, множества других открытий — в этом трудность и радость науки. Конечно, узнав, как «действуют» «уши» насекомых, людям немедленно захотелось выяснить их качества, то есть чувствительность. Очевидно, насекомые слышат не очень-то хорошо — ведь «уши» у них примитивные. Да, вроде бы действительно так: два-три нервных волокна, как, например, у ночных бабочек, несколько сотен, в лучшем случае — несколько тысяч нервных клеток, как, например, у некоторых двукрылых, или тоненькая пленка, прикрывающая вход в слуховой канал, как у кузнечика. Да, все примитивно устроено. И тем не менее, чтобы выяснить, как слышит кузнечик, пришлось прибегнуть к помощи самых сложных современных приборов. И вот выяснили: кузнечик способен воспринимать звуки, о которых физики говорят, что длина этих звуковых волн равна половине молекулы водорода. Что это такое, станет понятно, если мы скажем: кузнечик, сидящий где-нибудь на травинке в Подмосковье, услышит подземные толчки, происходящие в Японии.

Ну, допустим, эти кузнечики — уникумы. Но другие насекомые ведь тоже обладают удивительным слухом!

Звук, как известно, — это колебание частиц в окружающей среде. Обычно говорят о колебании воздуха. Это, конечно, правильно, но ведь звук может распространяться и в воде и по земле. Это не значит, что частички земли или, допустим, частички кирпича, если звук передается через кирпичную стену, перемещаются на какое-то расстояние — скажем, от одного края кирпича к другому. Но они обязательно колеблются, сообщая эти колебательные движения соседним частичкам. Иногда звук, как мы говорим, глохнет. Если он недостаточно силен, то есть если его энергия недостаточно сильна для прохождения через данную среду, он где-то погаснет — по мере передачи колебаний одной частички другой они будут все слабее и слабее и в конце концов замрут.

Подобное же происходит и в воздухе с той лишь разницей, что частички воздуха колеблются легче, чем частички твердой среды. Толкая друг друга, частички создают серию сжатий и разряжений, что называется у физиков волнами. Скорость движения этих волн и есть скорость звука. А число волн, проходящих через какую-то точку, называется частотой звука. Частоту звуков выражают в условных единицах — герцах. И считают: 1 герц — это одно колебание в секунду или, иными словами, через избранную точку в одну секунду проходит одна волна. Частота более 20 тысяч герц называется ультразвуками, менее 20 герц — инфразвуками. Чем больше частота, тем выше звук и наоборот. Люди могут слышать звуки, частота которых не ниже 20 и не выше 20 тысяч герц. Это называется пороговыми пределами. Но… лишь для людей. Что же касается насекомых, то для слуха многих из них 20 тысяч герц — далеко не предел. Некоторые кузнечики, например, могут улавливать звуки, частота которых равняется 70 тысячам герц, а некоторые ночные бабочки — «слышат» чуть ли не до 250 тысяч колебаний в секунду, порог их более чем в 12 раз выше порогового предела человека!