Роберт Бертон - Чувства животных

Все эти наблюдения над роющими осами в естественной обстановке подтверждают результаты лабораторных исследований, показавших, что сложные глаза насекомых намного чувствительнее, чем считалось раньше. К сожалению, пока еще невозможно дать исчерпывающее описание физиологического механизма функционирования сложного глаза. Вероятно, пройдут годы, прежде чем долгий и кропотливый труд исследователей приведет к созданию новой теории; этой последней, по-видимому, будет недоставать простоты мозаичной теории, делавшей сложный глаз столь подходящим объектом для популярных лекций по биологии.

Не у всех насекомых такое же хорошее зрение, как у роющих ос или стрекоз. У многих глаза состоят всего из нескольких омматидиев и могут лишь отличать свет от темноты или воспринимать простейшие геометрические формы; в качестве примера приведем гусениц бабочек-совок, обитающих на юге Англии и ведущих ночной образ жизни. Эти гусеницы живут на деревьях, питаясь листвой дубов, яблонь или хвоей сосен. Иногда они падают с веток и, если это случается, сразу же направляются к дереву и вновь взбираются вверх по его стволу. Не торопитесь, однако, делать поспешные выводы о высоких умственных способностях этих гусениц, которые якобы знают, куда им следует ползти: если вы стоите поблизости, наблюдая за ними, они с той же вероятностью устремятся к вашим ногам и начнут карабкаться вверх. Они будут взбираться вверх и по палке, воткнутой в землю. Возвращением гусениц к пище управляет очень простой физиологический механизм, который при обычном течении событий является вполне адекватным. Каждый глаз гусеницы представляет собой группу из 6 отделенных друг от друга омматидиев, называемых стеммами. Конечно, такие глаза не могут сформировать удовлетворительное изображение окружающего гусеницу мира, однако они способны очень хорошо различать вертикальные края предметов. Когда гусеница поворачивает голову из стороны в сторону, граница светлого и темного, образуемая вертикальным краем предмета, перемещается в поле зрения стемматов, стимулируя их один за другим. Чем шире объект, тем большее воздействие оказывает он на гусеницу; поэтому она ползет к ближайшему дереву, а не растрачивает попусту свои силы на то, чтобы добраться до более отдаленного; кроме того, она предпочитает взбираться на толстые деревья, а не на тонкие палки.

Бабочка колибри-бражник также реагирует только на очень простые признаки предметов. Осенью эти бабочки подыскивают подходящие щели, забираются в них и впадают в спячку. Мы воспринимаем щель как некоторую трехмерную совокупность линий и теней, а для бражника это просто темный объект, который кажется ему подходящим убежищем, если его поперечник составляет примерно 5 см.

На этих двух примерах мы видим, какие простые и специфичные особенности мира насекомых определяют их поведение. То многообразие зрительных деталей, которое необходимо нам и доставляет нам удовольствие, оказывается ненужным и бесполезным для насекомых, так же как и для лягушки с ее «детектором насекомых», поскольку простая нервная система этих животных оказалась бы перегруженной, если бы не отсеивались излишние подробности.

До сих пор мы рассматривали лишь один аспект зрения насекомых: восприятие формы предметов; однако уже давно известно, что некоторые насекомые различают цвета и что диапазон воспринимаемых ими цветов отличается от нашего. Более 80 лет назад было экспериментально доказано, что насекомые видят ультрафиолетовый свет, который совершенно не воспринимается глазом человека. Проведенный эксперимент отличался чрезвычайной простотой: на площадку, где стояла бутыль с сероуглеродом, выпускали муравьев одного из тех видов, которые предпочитают жить в темноте. Для нас сероуглерод — светлая прозрачная жидкость, но поскольку он поглощает ультрафиолетовый свет, муравьям он казался темным, и они собирались около бутыли. Мы не можем даже представить себе, что это такое — видеть ультрафиолетовый свет; возможно, что весь мир окрашивается при этом в темно-пурпурные тона. Однако не только эта особенность отличает цветовое зрение насекомых от нашего. Если бы мы представили себе, как выглядит мир насекомых, нам показалось бы, что тот, кто его раскрасил, взялся совершенно не за свое дело.

Видимый насекомыми спектр цветов был определен в классических экспериментах Карла Фриша. Этот исследователь приобрел известность благодаря своим опытам на пчелах; Фриш обнаружил, что возвращающиеся с нектаром пчелы сообщают своим соплеменницам о направлении к источнику нектара и о расстоянии до него при помощи своеобразного танца на сотах, траектория которого напоминает восьмерку. Опыты по изучению цветового зрения Фриш также проводил на пчелах. Он приучал их кормиться сахарным сиропом из чашечки, поставленной на лист синего картона. После того как у пчел вырабатывался условный рефлекс, они прилетали на синий картон даже тогда, когда на нем не было сахарного сиропа. Если вокруг синего листа картона раскладывали серые листы различных оттенков, пчелы все равно продолжали садиться на синий лист; это доказывает, что они реагировали именно на цвет, а не просто на интенсивность отражаемого куском картона света. Последовательно приучая пчел реагировать на различно окрашенные листы картона, удалось обнаружить, что пчелы способны различать шесть цветов: ультрафиолетовый, голубовато-зеленый, фиолетовый, «пчелиный» пурпурный, желтый и синий. Эти шесть цветов составлены из трех основных цветов — ультрафиолетового, желтого и синего. На фиг. 22 схематически представлены видимые спектры пчелы и человека.

Первичными цветами для пчелы являются ультрафиолетовый, желтый и голубой, а для человека — сине-фиолетовый, красный и зеленый. Промежуточные цвета образуются при смешивании двух первичных. Цифрами обозначены длины волн в миллимикронах. По сравнению с человеком пчела может видеть цвета в более коротковолновой части спектра.

Видимая пчелами часть спектра смещена по отношению к нашей в сторону более коротких волн. Они видят ультрафиолетовый свет, но не видят красный. Однако некоторые насекомые, особенно жуки-светляки и дневные бабочки (например, черепаховки), видят красный цвет, тогда как для других красный — то же самое, что и черный.

Видимую для насекомых часть спектра можно определить либо косвенным способом в опытах с условными рефлексами, либо непосредственно — измеряя число нервных импульсов, приходящих от клеток ретинулы глаза в ответ на освещение его лучами различного цвета; в результате можно построить такие же диаграммы, как на фиг. 22. Однако эти опыты вряд ли дают нам точное представление о том, как видят мир пчелы или бабочки. Особенно осторожно нужно относиться к результатам экспериментов с условными рефлексами. Капустница выбирает место для кладки яиц, «барабаня» передними ножками по поверхности зеленого листа. Если предлагать ей разноцветные листки бумаги, она будет барабанить по зеленому или голубовато-зеленому, т. е. по листку, окрашенному под цвет листвы. Вместе с тем капустницы питаются нектаром цветков, и такие же движения, как на цветках, они совершают на красных, желтых, синих и фиолетовых листках бумаги, но зеленый цвет или любые оттенки серого не вызывают у них никакой реакции. Отсюда ясно, что, используя сахарный сироп в качестве подкрепления, в экспериментах с условными рефлексами мы не получим адекватного представления о цветовом зрении капустницы.