Юрий Дмитриев - Соседи по планете Насекомые

С каждым годом становится яснее ведущее биологическое значение запахов в жизни насекомых. Причем запахи, оказывается, строго направлены, строго специализированы. Это заставило ученых заняться их классификацией.

Советский ученый профессор Я. Д. Киршенблат выделил 12 типов запахов по их биологическому значению для животных.

Но прежде чем разобраться в них, давай выясним, что такое запах вообще?

Есть такой забавный анекдот. На экзамене профессор спросил нерадивого студента: что такое запах?

Студент, который не заглядывал в учебники и не посещал лекции, материала не знал и, глядя на профессора невинными глазами, ответил: «Забыл; вот только вчера знал, а сейчас от волнения из головы вылетело». — «Безумец! — воскликнул профессор. — Во что бы то ни стало вспомните! Вы — единственный человек в мире, который знал, что такое запах!»

Это, конечно, шутка. Но если говорить серьезно, то действительно до сих пор люди точно не знают, что такое запах. То есть знают много, даже слишком много — существует 30 теорий обоняния, но все это пока теории, гипотезы.

Одна из наиболее распространенных сейчас теорий — это теория «ключа» и «замочной скважины».

Удивительны и неисповедимы пути науки! Почти два тысячелетия назад римский поэт и философ Тит Ливий Лукреций Кар высказал оригинальную мысль о том, что на каждый определенный запах обонятельный орган животного имеет свои определенные лунки, куда эти запахи попадают. Как дошел до такой мысли Лукреций, трудно сказать. Но через много веков, вооруженные множеством фактов, тончайшей аппаратурой, огромным опытом, ученые вернулись к мыслям, высказанным Лукрецием. Конечно, теперь ученые в отличие от римлянина знают, что такое атом, что такое клетки, что такое молекулы. Но принцип сегодняшней теории «ключика» и «замочной скважины» очень схож с той, о которой говорил Лукреций. Состоит он в том, что органы обоняния имеют лунки различной формы. И такую же форму имеют и молекулы пахучего вещества. Американский ученый Эймур определил, например, что молекулы всех пахучих веществ с запахом камфары имеют форму шара, а молекулы веществ с мускусным запахом — форму диска. Точно такие же формы имеют и лунки. И вот когда молекула точно ложится в соответствующую лунку, животное ощущает соответствующий запах. В «чужую» лунку молекула не войдет, и запах не будет ощущаться, так же как ключ не войдет в «чужую» скважинку замка и замок не сработает — не откроется или не закроется.

Сейчас известны основные запахи: камфарный, эфирный, цветочный, острый, гнилостный и мятный. Известны и формы молекул и соответствующих им лунок. Например, у веществ, обладающих цветочным запахом, молекула имеет дискообразную форму с хвостиком, а молекула вещества с запахом эфира — тонкая и вытянутая.

Известен и механизм действия: например, молекула эфирного запаха (химики знают, что есть большие и маленькие молекулы) должна полностью заполнить узкую длинную лунку. Поэтому запах эфира будет ощущаться, если в соответствующую «замочную скважину» ляжет одна большая или две маленьких молекулы. А молекулы цветочного запаха должны улечься в «скважину» фигурного типа — в ней есть место и для головки и для длинного, тонкого, подогнутого хвостика. Если какая-то молекула входит в две или три лунки, то вещество составляет композицию из двух или трех соответствующих запахов.

Все это относится и к наиболее развитому существу — человеку и к весьма примитивным по своему развитию существам — насекомым.

Обоняние у человека по сравнению со многими другими млекопитающими развито слабо. Считается, что средний человек может воспринимать 6–8 тысяч запахов, предельно — 10 тысяч. Собака различает два миллиона. Почему так, станет понятно, если учесть, что площадь полости носа у собаки достигает 100 квадратных сантиметров и содержит 220 миллионов обонятельных клеток, в то время как у человека их не более 6 миллионов и расположены они на площади, равной примерно 5 квадратным сантиметрам. По количеству обонятельных клеток и по площади их расположения насекомым, конечно, не угнаться за человеком — где же им взять пять квадратных сантиметров? Ведь обонятельные клетки насекомых расположены на усиках, да и то занимают не все усики, а лишь небольшую их часть. И понятно, что обонятельных клеток у насекомых гораздо меньше, а то и вовсе нет. Например, у стрекозы, отыскивающей пищу только благодаря зрению, чувствительных элементов, которые называются сенсиллами, нет совсем. А у мух, которые питаются на цветах и отыскивают их и при помощи обоняния и при помощи зрения, таких элементов насчитывается не более 2 тысяч. Падальным мухам обоняние гораздо важнее. Поэтому у них обонятельных клеток больше — 3,5–4 тысячи. У оводов сенсилл уже до 7 тысяч, а у рабочих пчел — более 12.

Но если по количеству чувствительных клеток насекомые значительно уступают человеку, то по «качеству», по самой чувствительности их, человеку даже не сравниться с насекомыми.

Чтоб ощутить запах, человеку нужно получить не менее восьми молекул пахучего вещества на каждую чувствительную клетку. Только тогда эти клетки станут посылать сообщения в мозг. Но мозг прореагирует на сообщения, только когда получит их не менее чем от сорока клеток. Итак, человеку, чтоб почувствовать запах, нужно по крайней мере 320 молекул. Насекомые же, как мы знаем, могут довольствоваться одной молекулой на кубический метр воздуха. Самка комара-пискуна, питающаяся кровью животных, улавливает выдыхаемую животными углекислоту, выделяемые ими тепло и влажность на расстоянии до 3 километров. Какое количество молекул «долетит» до нее, трудно сказать, во всяком случае ученые еще не подсчитали, но наверняка какие-то считанные единицы. Насекомые не могут себе позволить роскошь реагировать лишь на десятки или сотни молекул пахучего вещества — при необходимости они должны довольствоваться единицами.

Задолго до открытия Фабра люди имели многократные возможности убедиться, что насекомые обладают способностью привлекать себе подобных. Люди не раз видели большие скопления насекомых — например, опасного вредителя клопа-черепашку, — но им, конечно, и в голову не могло прийти, что собрал клопов в одном месте их собственный запах.