Органи почуттів у комах

Жданова Т. Д.

Стикаючись з різноманітною і енергійної діяльністю світу комах можна отримати цікавий новий досвід. Здавалося б, ці створення безтурботно літають і плавають, бігають і повзають, дзижчать і стрекочуть, гризуть і несуть. Однак все це робиться не безцільно, а в основному з певним наміром, відповідно до закладеної в їх організм вродженої програмі і набутому життєвому досвіду. Для сприйняття навколишнього світу, орієнтації в ньому, здійснення всіх доцільних дій і життєвих процесів тварини наділені дуже складними системами, в першу чергу нервової і сенсорної.

Що спільного у нервової системи хребетних і безхребетних?

Нервова система являє собою складний комплекс структур та органів, що складаються з нервової тканини, де центральним відділом є мозок. Головною структурною і функціональною одиницею нервової системи є нервова клітина з відростками (по-грецьки нервова клітина -- нейрон).

Нервова система і мозок комах забезпечують: сприйняття з допомогою органів чуття зовнішнього і внутрішнього роздратування (подразливість, чутливість); миттєву переробку системою аналізаторів вступників сигналів, підготовку та здійснення адекватної реакції у відповідь; збереження в пам'яті в закодованому вигляді спадкової та набутої інформації, а також миттєве вилучення її в міру необхідності; управління усіма органами і системами організму для його функціонування як єдиного цілого, врівноваження його із середовищем; здійснення психічних процесів і вищої нервової діяльності, доцільна поведінка.

Організація нервової системи і мозку хребетних і безхребетних тварин настільки різна, що їх зіставлення на першу погляд здається неможливим. І в той же час для самих різноманітних видів нервової системи, що належать, здавалося б, і зовсім «простою» і «складним» організмам, характерні однакові функції.

Зовсім крихітний мозок мухи, бджоли, метелики чи іншого комахи дозволяє йому бачити і чути, відчувати і відчувати смак, пересуватися з великою точністю, більше того - літати, користуючись внутрішньої «Картою» на значні відстані, здійснювати комунікаційне взаємодія між собою і навіть володіти своєю «мовою», навчатися і застосовувати в нестандартних ситуаціях логічне мислення. Так, мозок мурашки набагато менше шпилькової головки, але це комаха здавна вважали «мудрецем». При порівнянні не тільки з його мікроскопічним мозком, але і з незбагненними можливостями однієї нервової клітини людині варто соромитися своїх найсучасніших комп'ютерів. А що про це може сказати наука, наприклад, Нейробіологія, що вивчає процеси народження, життя і смерті мозку? Чи змогла вона розгадати таємницю життєдіяльності мозку - цього самого складного і таємничого з явищ, відомих людям?

Перший нейробіологічних досвід належить давньоримським лікаря Галену. Перерізавши у свині нервові волокна, за допомогою яких мозок керував м'язами гортані, він позбавив тварина голоси - воно зараз заніміло. Це було тисячоліття тому. Але чи далеко з того часу пішла наука у своїх пізнаннях про принцип роботи мозку? Виявляється, незважаючи на величезну працю вчених, принцип роботи навіть однієї нервової клітини, так званого «цеглинки», з якого побудований мозок, людині так і не відомий. Нейробіологи багато розуміють з того, як нейрон «їсть» і «п'є»; як отримує необхідну для своєї життєдіяльності енергію, переварюючи в «біологічних котлах» необхідні речовини, витягнуті з середовища перебування; як потім цей нейрон посилає сусідам саму різну інформацію у вигляді сигналів, зашифровану або в певній серії електричних імпульсів, або в різноманітних комбінаціях хімічних речовин. А що потім? Ось отримала нервова клітина конкретний сигнал, і в її глибинах почалася у співдружності з іншими клітинами, які утворюють мозок тварини, унікальна діяльність. Йде запам'ятовування що прийшла інформації, вилучення з пам'яті потрібних відомостей, прийняття рішень, віддача наказів м'язам і різним органам і т.д. Як все відбувається? Це ученим точно до цих пір не відомо. Ну, а оскільки незрозуміло, як діють окремі нервові клітини і їхні комплекси, то не ясний і принцип роботи цілого мозку, навіть такої маленької, як у комахи.

Робота органів почуттів і живих «приладів»

Життєдіяльність комах супроводжується обробкою звуковий, нюхової, зорової та іншої сенсорної інформації -- просторової, геометричної, кількісної. Однією з багатьох загадкових і цікавих особливостей комах є їх вміння за допомогою власних «Приладів» точно оцінювати ситуацію. Наші знання про ці пристрої незначні, хоча вони широко використовуються в природі. Це і визначники різних фізичних полів, які дозволяють передбачати землетруси, виверження вулканів, повені, зміни погоди. Це і відчуття часу, Відлічувана внутрішніми біологічними годинами, і відчуття швидкості, і здатність до орієнтації і навігації та багато іншого.

Властивість всякого організму (мікроорганізмів, рослин, грибів і тварин) сприймати подразнення, що виходять із зовнішнього середовища і від їх власних органів і тканин, називається чутливістю. У комах, як і в інших тварин зі спеціалізованою нервовою системою, існують нервові клітини з високою виборчої здатністю до різних подразників -- рецептори. Вони можуть бути тактильними (реагують на дотики), температурними, світловими, хімічними, вібраційними, м'язово-суглобними і т.д. Завдяки своїм рецепторів комахи вловлюють все розмаїття факторів зовнішнього середовища - різні вібрації (великий діапазон звуків, енергію випромінювання у формі світла і тепла), механічний тиск (наприклад, силу тяжіння) та інші фактори. Рецепторні клітини розташовані в тканинах або поодиноко, або зібрані в системи з утворенням спеціалізованих сенсорних органів - органів чуття.

Всі комахи прекрасно «розуміють» свідчення своїх органів чуття. Одні з них, як органи зору, слуху, нюху, відносяться до дистанційним і здатні сприймати подразнення на відстані. Інші, як органи смаку і дотику, є контактними і реагують на дію при безпосередньому контакті.

Комахи в масі своїй наділені чудовим зором. Їх складно влаштовані фасеточные очі, до яких іноді додаються й прості глазки, служать для розпізнання різних об'єктів. Деякі комахи забезпечені кольоровий зір, доцільними приладами нічного бачення. Цікаво, що очі комах - це єдиний орган, подобу якого є в інших тварин. У той же час органи слуху, нюху, смаку і дотику такого подібності не мають, але, тим не менше, комахи чудово сприймають запахи і звуки, орієнтуються в просторі, вловлюють і випромінюють ультразвукові хвилі. Тонке нюх і смак дозволяють їм знаходити їжу. Різноманітні залози комах виділяють речовини для залучення побратимів, статевих партнерів, відлякування суперників і ворогів, а високочутливі нюх здатне вловлювати запах цих речовин навіть за кілька кілометрів.

Багато хто в своїх уявленнях пов'язують органи чуття комах з головою. Але виявляється структури, відповідальні за збір інформації про навколишнє середовище, знаходяться у комах в самих різних частинах тіла. Вони можуть визначати температуру предметів їжу і пробувати на смак ногами, визначати присутність світла спиною, чути колінами, вусами, хвостовими придатками, волосками тіла і т.д.

Органи чуття комах входять до складу сенсорних систем - аналізаторів, які пронизують мережею практично весь організму. Вони отримують безліч різних зовнішніх і внутрішніх сигналів від рецепторів своїх органів чуття, аналізують їх, формують і передають «вказівки» різним органам для здійснення доцільних дій. Органи почуттів в основному складають рецепторний відділ, який розташований на периферії (кінцях) аналізаторів. А провідникової відділ утворений центральними нейронами і провідними шляхами від рецепторів. У мозку є певні ділянки для обробки інформації, що надходить від органів чуття. Вони складають центральну, «Мозкову», частина аналізатора. Завдяки такій складній і доцільною системі, наприклад зорового аналізатора, проводиться точний розрахунок і управління органами руху комахи.

накопичені великі знання про дивовижних можливостей сенсорних систем комах, однак обсяг книги дозволяє привести лише деякі з них.

Органи зору

Очі і вся складна зорова система - це дивний дар, завдяки якому тварини здатні отримувати основну інформацію про навколишній світ, швидко розпізнавати різні об'єкти і оцінювати ситуацію, що виникла. Зір необхідно комах при пошуку їжі, щоб уникати хижаків, досліджувати об'єкти інтересу чи обстановку, взаємодіяти з іншими особинами при репродуктивному та суспільній поведінці і т.д.

Комахи оснащені різними очима. Вони можуть бути складними, простими або додатковими вічками, а також личинкові. Найбільш складні - фасеточные очі, які складаються з великого числа омматідіев, утворюючих на поверхні ока шестигранні фасетки. Омматідій за своєю суттю -- це крихітний зоровий апарат, забезпечений мініатюрної лінзою, светопроводящей системою і світлочутливими елементами. Кожна фасетки сприймає лише невелику частину предмета, а всі разом вони забезпечують мозаїчне зображення предмета цілком. Фасеточные очі, властиві більшості дорослих комах, розташовані по боках голови. В окремих комах, наприклад у бабки-мисливця, швидко реагує на пересування видобутку, очі займають половину голови. Кожен її очей побудований з 28 000 фасеток. Для порівняння у метеликів їх 17 000, у кімнатної мухи - 4 000. Глазков на голові у комах може бути дві або три на чолі або тім'ячку, і рідше - за її сторонам. Личинкові вічка у жуків, метеликів, перетинчастокрилих в дорослому стані замінюються на складні.

Цікаво, що комахи під час відпочинку не можуть закривати очі і тому сплять з відкритими.

Саме очі сприяють швидкої реакції комахи-мисливця, наприклад богомола. Це, до речі, єдина комаха, яка здатне обернутися і подивитися собі за спину. Великі очі забезпечують богомола бінокулярний зір і дозволяють точно розрахувати відстані до об'єкту їх уваги. Ця здатність у поєднанні з швидким викиданням передніх ніг у сторону видобутку роблять богомолів чудовими мисливцями.

А у жуків вертячка Желтоног, що бігають по воді, очі дозволяють одночасно бачити видобуток і на поверхні води, і під нею. Для цього зорові аналізатори жука мають здатність вносити поправку на коефіцієнт заломлення води.

Сприйняття і аналіз зорових подразнень здійснюється складною системою - зоровим аналізатором. Для багатьох комах це один з основних аналізаторів. Тут первинної чутливої клітиною є фоторецептор. А з ним пов'язані провідні шляхи (зоровий нерв) і інші нервові клітини, розташовані на різних рівнях нервової системи. При сприйнятті світловий інформації послідовність подій така. Отримані сигнали (кванти світла) миттєво кодуються у формі імпульсів і передаються по проводять шляхах в центральну нервову систему - в «мозковий» центр аналізатора. Там ці сигнали зараз декодуються (розшифровуються) в відповідне зорове сприйняття. Для його розпізнання з пам'яті витягуються еталони зорових образів та інші необхідні відомості. А далі надходить команда різних органів для адекватного дії особи на зміну ситуації.

Де знаходяться «вуха» комах?

Більшість тварин і людей чують вухами, де звуки викликають вібрацію барабанної перетинки - сильну чи слабку, повільну або швидку. Будь-які зміни вібрацій повідомляють організму інформацію про природу чутного звуку. А чим чують комахи? У багатьох випадках теж своєрідними «Вухами», але у комах вони знаходяться на незвичних для нас місцях: на вусах -- наприклад, у самців комарів, мурашок, метеликів; на хвостових придатках - у американського таргана. Гомілкам передніх ніг чують цвіркуни і коники, а животом - сарана. Деякі комахи не мають «вух», тобто не володіють спеціальними органами слуху. Але вони здатні сприймати різні коливання повітряної середовища, в тому числі звукові коливання і ультразвукові хвилі, недоступні для нашого вуха. Чутливими органами у таких комах виступають тонкі волоски або найдрібніші чутливі палички. Вони у великій кількості розташовані на різних частинах тіла і пов'язані з нервовими клітинами. Так, у волохатих гусениць «Вухами» є волоски, а у голих - весь шкірний покрив тіла.

Звукову хвилю утворює чергуються розрядження і згущення повітря, що розповсюджується на всі боки від джерела звуку - будь-якого вагається тіла. Звукові хвилі сприймаються і обробляються слуховим аналізатором - складною системою механічних, рецепторних і нервових структур. Ці коливання перетворюються слуховими рецепторами в нервові імпульси, які передаються по слухового нерву в центральну частину аналізатора. У результаті відбувається сприйняття звуку й аналіз його сили, висоти і характеру.

Слухова система комах забезпечує їх виборче реагування на відносно високочастотні вібрації - вони сприймають найменші струсу поверхні, повітря чи води. Наприклад, дзижчать комахи викликають звукові хвилі за рахунок швидких помахів крил. Таку вібрацію повітряного середовища, наприклад писк комарів, самці сприймають своїми чутливими органами, розташованими на вусиках. Таким чином вони вловлюють повітряні хвилі, які супроводжують політ інших комарів і адекватно реагують на отриману звукову інформацію. Слухові системи комах «Налаштовані» на сприйняття щодо слабких звуків, тому гучні звуки чинять на них негативний вплив. Наприклад, джмелі, бджоли, мухи деяких видів не можуть при їх звучанні піднятися в повітря.

Різноманітні, але строго певні сигнальні звуки, які видають самці цвіркунів кожного виду, відіграють важливу роль у їх репродуктивній поведінці - при догляді і залучення самок. Цвіркун забезпечений чудовим інструментом для спілкування з подругою. При створенні ніжною трелі, він потирає гострою стороною одного надкрила об поверхню іншого. А для сприйняття звуку у самця і самки існує особливо чутлива тонка кутікулярная мембрана, яка грає роль барабанної перетинки. Був проведений цікавий досвід, коли стрекочущего самця садили перед мікрофоном, а в іншій кімнаті біля телефону поміщали самку. При включенні мікрофона самка, почувши відотіпічное стрекотіння самця, спрямовується до джерела звуку -- телефону.

Органи для уловлювання і випромінювання ультразвукових хвиль

Нічні метелики забезпечені пристроєм для виявлення летючих мишей, які для орієнтації та полювання використовують УЗ хвилі. Хижаки сприймають сигнали з частотою до 100 000 герц, а нічні метелики і Златоглазка, за якими вони полюють, - до 240 000 герц. У грудях, наприклад, метелика совки розташовані спеціальні органи для акустичного аналізу ультразвукових сигналів. Вони дозволяють вловлювати УЗ імпульси полюють кажанів на відстані до 30 м. Коли метелик сприймає сигнал від локатора хижака, включаються захисні поведінкові дії. Почувши ультразвукові крики нічний миші на порівняно великій відстані, метелик різко змінює напрямок польоту, застосовуючи обманний маневр - «пірнання». При цьому вона починає виробляти фігури вищого пілотажу - спіралі і «мертві петлі», щоб уникнути погоні. А якщо хижак виявляється на відстані менше 6 м, метелик складає крила і падає на землю. І летюча миша не виявляє нерухоме комаха.

Але, взаємини між нічними метеликами і летучими мишами, як нещодавно встановлено, виявилися ще більш складними. Так, метелики деяких видів, виявивши сигнали кажана, самі починають видавати УЗ імпульси у вигляді кліків. Причому, ці імпульси тадо діють на хижака, що він, як би лякаючись, летить геть. На рахунок того, що змушує летючих мишей припинити переслідування метелики і «бігти з поля бою», існують лише припущення. Ймовірно, ультразвукові клацання - це пристосувальні сигнали комах, подібні до тих, які посилає сама летюча миша, тільки набагато сильніше. Очікуючи почути слабкий відбитий звук від власного сигналу, переслідувач чує приголомшуючий гуркіт - немов надзвуковий літак пробиває звуковий бар'єр.

Напрошується питання, чому кажана оглушають НЕ власні УЗ сигнали, а метелики. Виявляється, кажан добре захищена від власного крику-імпульсу, що посилається локатором. Інакше такий потужний імпульс, який в 2 000 разів сильніше приймаються відбитих звуків, може миша оглушити. Щоб цього не сталося, її організм виготовляє і цілеспрямовано застосовує особливе стремечко. Перед відправленням ультразвукового імпульсу спеціальна м'яз відтягує стремечко від вікна равлика внутрішнього вуха - коливання механічно перериваються. По суті, стремечко теж робить клацання, але не звуковий, а антізвуковой. Після крику-сигналу воно зараз повертається на місце, щоб вухо було готове прийняти відбитий сигнал. Важко уявити, з якою швидкістю може діяти м'яз, вимикає слух миші в момент посилається крику-імпульсу. Під час переслідування видобутку - це 200-250 імпульсів за секунду!

А небезпечні для кажана сигнали-клацання метелика лунають точно в той момент, коли мисливець включає вухо для сприйняття свого луни. Значить, щоб змусити оглушеного хижака злякано полетіти геть, нічний метелик посилає сигнали, які гранично підібрані до його локатор. Для цього організм комахи запрограмований на прийом частоти імпульсу наближається мисливця і точно в унісон з ним посилає відповідний сигнал.

Такі взаємини між нічними метеликами і кажанами викликають багато питань. Яким чином у комах з'явилася здатність сприймати ультразвукові сигнали кажанів і миттєво розуміти небезпеку, яку вони в собі несуть? Як могло у метеликів поступово утворитися в процесі відбору та вдосконалення ультразвуковий пристрій з ідеально підібраними захисними характеристиками? З сприйняттям ультразвукових сигналів кажанів теж розібратися не просто. Справа в тому, що вони дізнаються своє відлуння серед мільйонів голосів і інших звуків. І ніякі крики-сигнали одноплемінників, ніякі УЗ сигнали, що видаються за допомогою апаратури, не заважають полювати кажанів. Тільки сигнали метелика, навіть штучно відтворені, змушують миша полетіти геть.

Живі істоти підносять нові й нові загадки, викликаючи захоплення досконалістю і доцільністю будови свого організму.

Богомол, так само, як і метелику, поряд з прекрасним зором дані і особливі органи слуху для уникнення зустрічі з кажанами. Ці органи слуху, що сприймають ультразвук, розташовані на грудях між ногами. А для деяких видів богомолів крім ультразвукового органу слуху характерно наявність другого вуха, яке сприймає набагато більш низькі частоти. Функція його поки не відома.

Хімічне відчуття

Тварини наділені загальної хімічної чутливістю, яку забезпечують різні сенсорні органи. У хімічного почуття комах найбільш значну роль грає нюх. А термітів, мурах, за думку вчених, дано об'ємне нюх. Що це таке - нам важко собі уявити. Органи нюху комахи реагують на присутність навіть дуже малих концентрацій речовини, часом досить віддаленого від джерела. Завдяки нюху, комаха знаходить здобич та їжу, орієнтується на місцевості, дізнається про наближенні ворога, здійснює біокоммунікацію, де специфічним «мовою» служить хімічної обмін інформацією за допомогою феромонів.

Феромони є складними сполуками, які виділяються для комунікаційних цілей одними особинами з метою передачі інформації іншим особинам. Така інформація закодована в конкретних хімічних речовинах, що залежать від виду живої істоти і навіть від його належності певної сім'ї. Сприйняття за допомогою системи нюху і розшифровка «Послання» викликає у одержувачів певну форму поведінки або фізіологічний процес. До теперішнього часу відома значна група феромонов комах. Одні з них призначені для залучення особин протилежної статі, інші, слідові - вказують шлях до будинку або харчового джерела, третя - служать сигналом тривоги, четверті - регулюють певні фізіологічні процеси і т.д.

Справді унікальним повинно бути «хімічна виробництво »в організмі комах, щоб випускати в потрібній кількості і в певний момент всю гаму необхідних їм феромонов. Сьогодні відомо більше сотні цих речовин складного хімічного складу, але штучно відтворити їх вдалося не більше десятка. Адже для їх отримання потрібні досконалі технології й устаткування, так що поки що залишається тільки дивуватися такого облаштування організму цих мініатюрних безхребетних істот.

Жуки забезпечені головним чином вусиками нюхового типу. Вони дозволяють вловлювати не тільки сам запах речовини і направлення його поширення, але навіть «відчути» форму пахучого предмета. Прикладом чудового нюху можуть служити жуки-могильники, які займаються очищенням землі від падали. Вони здатні відчути запах за сотні метрів від неї і зібратися великою групою. А сонечко за допомогою нюху знаходить колонії попелиць, щоб залишити там кладку. Адже попелицями харчується не тільки вона сама, а й її личинки.

Не тільки дорослі комахи, але і їх личинки часто наділені відмінним нюхом. Так, личинки хруща здатні рухатися до коренів рослин (сосни, пшениці), орієнтуючись по ледве підвищеної концентрації вуглекислого газу. В експериментах личинки відразу ж прямують до ділянки грунту, куди ввели невелику кількість речовини, що утворить вуглекислий газ.

незбагненною здається чутливість органу нюху, наприклад, метелики Сатурн, самець якої здатний вловлювати запах самки свого виду на відстані 12 км. При зіставленні цієї відстані з кількістю виділяється самкою феромона, вийшов здивував вчених результат. Завдяки своїм вусиками самець безпомилково відшукує серед багатьох пахучих речовин одну-єдину молекулу спадково відомого йому речовини в 1 м3 повітря!

Деяким перетинчастокрилих дано настільки гостре нюх, що воно не поступається відомому чуттю собаки. Так, самки наїзників, коли бігають по стовбурі дерева або пня, посилено ворушать вусиками. Ними вони «Винюхують» личинок рогохвоста або жука-дроворуба, що знаходяться в деревині на відстані 2-2,5 см від поверхні.

Завдяки унікальній чутливості вусиків крихітний наїзник геліс одним тільки їх дотиком до кокона павуків визначає, що в них знаходиться - недорозвинені чи яєчка, вже вийшли з них малорухомі павучки або яєчка інших наїзників свого виду. Яким чином геліс робить такий точний аналіз, поки не відомо. Найімовірніше, він відчуває найтонший специфічний запах, але може бути, при постукуванні вусиками наїзник вловлює будь-якої відбитий звук.

Сприйняття і аналіз хімічних подразників, діючих на органи нюху комах, здійснює багатофункціональна система - нюховий аналізатор. Він, як і всі інші аналізатори складається з сприймає, провідникового і центрального відділів. Нюхові рецептори (хеморецептори) сприймають молекули пахучих речовин, і імпульси, сигналізують про певний запах, направляються по нервових волокнах до мозку для аналізу. Там відбувається миттєва вироблення відповідної реакції організму.

Говорячи про нюху комах, не можна не сказати про запаху. У науці поки що немає чіткого розуміння того, що таке запах, і щодо цього природного феномену існує безліч теорій. Згідно з однією з них аналізовані молекули речовини являють собою «ключ». А «замком» є рецептори органів нюху, включені в аналізатори запаху. Якщо конфігурація молекули підійде до «замку» певного рецептора, то аналізатор отримає від нього сигнал, розшифрує його і передасть інформацію про запах в мозок тварини. Відповідно до іншої теорії запах визначається хімічними властивостями молекул і розподілом електричних зарядів. Найбільш нова теорія, що завоювала багато прихильників, головну причину запаху бачить у вібраційних властивості молекул і їх складових. Будь-який аромат пов'язаний з певними частотами (хвильовими числами) інфрачервоного діапазону. Наприклад, тіоспірт цибульного супу і декаборан хімічно зовсім різні. Але вони мають одну й ту ж частоту і однаковий запах. У той Водночас існують хімічно подібні речовини, які характеризуються різними частотами і пахнуть по-різному. Якщо ця теорія вірна, то й ароматні речовини і тисячі видів клітин, що сприймають запах, можна оцінювати по інфрачервоним частотах.

«Радіолокаційна установка» комах

Комахи наділені прекрасними органами нюху і дотику - антенами (вусиками або сяжкамі). Вони дуже рухливі і легко керовані: комаха може розводити їх, зближувати, обертати кожен окремо на своїй осі або разом на загальній. У цьому випадку вони і зовні нагадують і за своєю суттю є «радіолокаційної установкою». Нервово-чутливим елементом антен є сенсілли. Від них імпульс зі швидкістю 5м в секунду передається в «Мозковий» центр аналізатора для розпізнання об'єкту роздратування. І далі сигнал реагування на отриману інформацію миттєво надходить до м'яза або іншому органу.

У більшості комах на другому членик вусики знаходиться Джонстоном орган - універсальний пристрій, призначення якого ще повністю не з'ясовано. Як вважають, воно сприймає руху та струсу повітря і води, контакти з твердими об'єктами. Дивно високої чутливістю до механічних коливань наділені сарана і коник, які здатні зареєструвати будь-які струсу з амплітудою, рівною половині діаметра атома водню!

У жуків на другому членик вусики теж є Джонстоном орган. І якщо у жука-вертячкі, що бігає по поверхні води, його пошкодити або видалити, то він стане наражатися на будь-які перешкоди. За допомогою цього органу жук здатний вловлювати відбиті хвилі, що йдуть від берега або перешкоди. Він відчуває водяні хвилі заввишки 0. 000 000 004 мм, тобто Джонстоном орган виконує завдання ехолота або радіолокатора.

Мурахи відрізняються не тільки добре організованим мозком, але й настільки ж досконалою тілесною організацією. Найважливіше значення для цих комах мають вусики, деякі служать прекрасним органом нюху, дотику, пізнання навколишнього середовища, взаємних пояснень. Позбавлені вусиків мурашки втрачають здатність відшукувати дорогу, що розташована поблизу їжу, відрізняти ворогів від друзів. За допомогою антен комахи здатні «розмовляти» між собою. Мурахи передають важливу інформацію, торкаючись антенами до певним членика вусиків один одного. В одному з епізодів поведінкових два мурашки знайшли видобуток у вигляді личинок різних розмірів. Після «переговорів» з побратимами за допомогою антен, вони попрямували до місця знахідки разом з мобілізованими помічниками. При цьому більш успішний мураха, що зумів з допомогою вусиків передати інформацію про більш великої знайденої їм видобутку, мобілізував за собою значно велику групу робочих мурах.

Цікаво, що мурахи - одні з найбільш охайних створінь. Після кожної їжі і сну все їхнє тіло і особливо вусики піддаються ретельного очищення.

Смакові відчуття

Людина чітко визначає запах і смак речовини, а у комах смакові і нюхові відчуття часто не розділяються. Вони виступають як єдине хімічне відчуття (сприйняття).

Комахи, що володіють смаковими відчуттями, надають перевагу тих чи інших речовин в залежності від харчування, характерного для даного виду. При цьому вони здатні розрізняти солодке, солоне, гірке і кисле. Для зіткнення з споживаної їжею органи смаку можуть бути розташовані на різних ділянках тіла комах - на антенах, хоботку і на ногах. З їх допомогою комахи отримують основну хімічну інформацію про навколишньому середовищу. Наприклад, муха, лише доторкнувшись лапками до зацікавило її об'єкту, практично відразу дізнається, що у неї під ногами -- питво, їжа або щось неїстівне. Тобто вона ногами здатна здійснювати миттєвий контактний аналіз хімічної речовини.

Смак - це відчуття, що виникає при впливі розчину хімічних речовин на рецептори (хеморецептори) органу смаку комахи. Рецепторні смакові клітини є периферичної частиною складної системи смакового аналізатора. Вони сприймають хімічні подразнення, і тут відбувається первинне кодування смакових сигналів. Аналізатори негайно передають залпи хемоелектріческіх імпульсів по тонких нервових волокнах у свій «мозковий» центр. Кожен такий імпульс триває менше тисячної частки секунди. А потім центральні структури аналізатора миттєво визначають смакові відчуття.

Тривають спроби розібратися не тільки в питанні, що таке запах, але і створити єдину теорію «солодощі». Поки це не вдається -- може бути це вдасться вам, біологи ХХ1 століття. Проблема в тому, що створювати щодо однакові смакові відчуття солодощі можуть зовсім різні хімічні речовини - як органічні, так і неорганічні.

Органи дотику

Вивчення дотику комах являє собою чи не найбільшу складність. Яким чином відчуває світ ці закуті в хітиновий панцир істоти? Так, завдяки рецепторів шкіри ми здатні сприймати різні відчутні відчуття - одні рецептори реєструють тиск, інші температуру і т.п. Потрогай предмет, можна зробити висновок, що він холодний або теплий, твердий або м'який, гладкий або шорсткий. У комах теж існують аналізатори, що визначають температуру, тиск і т.п., але багато чого в механізми їх дії залишається невідомим.

Дотик є одним з найбільш важливих органів почуттів для безпеки польоту багатьох літаючих комах, щоб відчувати повітряні потоки. Наприклад, у двокрилих все тіло вкрите сенсілламі, виконують відчутні функції. Особливо їх багато на жужжальця, щоб сприймати тиск повітря і стабілізувати політ.

Завдяки дотику муху не так легко пріхлопнуть. Її зір дозволяє помітити загрозливий об'єкт лише на відстані 40 - 70 см. Зате муха здатна відреагувати на небезпечний рух руки, що викликало навіть мала переміщення повітря, і миттєво злетіти. Ця звичайна кімнатна муха ще раз підтверджує, що у світі живого немає нічого простого - всі істоти від малого до велика забезпечені прекрасними сенсорними системами для активної життєдіяльності та власного захисту.

Рецептори комах, що реєструють тиск, можуть бути у вигляді пупиришек і щетинок. Вони використовуються комахами для різних цілей, в тому числі для орієнтації в просторі - у напрямку сили тяжіння. Наприклад, личинка мухи перед окукліваніем завжди чітко рухається вгору, то є проти сили тяжіння. Адже їй потрібно виповзти з рідкої харчової маси, а там немає ніяких орієнтирів, окрім тяжіння Землі. Навіть вибравшись з лялечки, муха ще деякий час прагне повзти вгору, поки не обсохне, щоб здійснити політ.

У багатьох комах добре розвинене почуття гравітації. Наприклад, мурашки здатні оцінити нахил поверхні в 20. А жук-стафілін, який риє вертикальні нори, може визначити відхилення від вертикалі в 10.

Живі «синоптики»

Багато комахи наділені прекрасною здатністю передчувати погодні зміни і робити довгострокові прогнози. Втім, це характерно для всього живого - будь то рослина, мікроорганізм, безхребетних або хребетна тварина. Такі здібності забезпечують нормальну життєдіяльність в призначеної їм місці існування. Бувають і рідко спостерігаються природні явища - посухи, повені, різкі похолодання. І тоді, щоб вижити, живим істотам необхідно заздалегідь мобілізувати додаткові захисні засоби. І в тому і в іншому випадку вони використовуютьють свої внутріорганізменние «Метеорологічні станції».

Постійно й уважно спостерігаючи за поведінкою різних живих істот, можна дізнаватися не тільки про зміни погоди, але й навіть про майбутніх природних катаклізмів. Адже понад 600 видів тварин і 400 видів рослин, поки відомих ученим, можуть виконувати своєрідну роль барометрів, індикаторів вологості та температури, провісників як гроз, бур, смерчів, повеней, так і прекрасній безхмарним погоди. Причому живі «синоптики» є скрізь, де б ви не знаходилися - у водойми, на луках, у лісі. Наприклад, перед дощем ще при ясному небі, перестають отак цокотати зелені коники, мурахи починають щільно закривати входи в мурашник, а бджоли припиняють польоти за нектаром, сидять у вулику і гудуть. Намагаючись сховатися від насувається негоди, мухи та оси залітають у вікна будинків.

Спостереження за отруйними мурахами, що мешкають в передгір'ях Тибету, виявили їх прекрасні здатності робити більш далекі прогнози. Перед початком періоду сильних дощів мурашки переселяються на інше місце з сухим твердим грунтом, а перед настанням посухи мурахи заповнюють темні вологі западини. Крилаті мурахи здатні за 2 -3 дні відчути наближення бурі. Крупні особини починають бігати по землі, а дрібні рояться на невеликій висоті. І чим ці процеси активніше, тим сильніше очікується негода. Виявлено, що за рік мурашки правильно визначили 22 зміни погоди, а помилилися тільки в двох випадках. Це склало 9%, що виглядає зовсім непогано у порівнянні із середньою помилкою метеостанцій в 20%.

Доцільні дії комах часто залежать від довгострокових прогнозів, і це може надавати людям велику послугу. Дослідного пасічника достатньо надійним прогнозом забезпечують бджоли. На зиму вони закладають льоток в вулику воском. За отвору для провітрювання вулика можна судити про майбутньої зими. Якщо бджоли залишать великий отвір - зима буде теплою, а якщо маленьке - чекай суворих морозів. Також відомо, що якщо бджоли починають рано вилітати з вуликів, можна чекати ранньої теплої весни. Ті ж мурашки, якщо зима не очікується суворою, залишаються жити поблизу поверхні грунту, а перед холодною зимою розташовуються глибше в землі і будують більше високий мурашник.

Крім макрокліматами для комах важливий і мікроклімат середовища їх перебування. Наприклад, бджоли не допускають перегріву у вуликах і, отримавши сигнал від своїх живих «приладів» про перевищення температури, приступають до вентиляції приміщення. Частина робочих бджіл організовано розташовується на різній висоті по всьому вулика і швидкими помахами крил надає руху повітря. Утворюється сильний повітряний потік, і вулик охолоджується. Вентиляція - процес тривалий, і коли одна партія бджіл втомлюється, настає черга іншого, причому в строгому порядку.

Поведінка не тільки дорослих комах, але й їх личинок залежить від показань живих «приладів». Наприклад, личинки цикад, що розвиваються, у землі, виходять на поверхню тільки при гарній погоді. Але як дізнатися, яка погода