А. Лельевр - Эврика-86

В течение четырех лет ученые вели перекрестные пересадки среднего, заднего, а иногда и промежуточного мозга. И вот что выяснилось. Трансплантация мозга от травяных лягушек к шпорцевым была безуспешной: зародыши погибали через пять-семь дней после операции. А вот при обратной пересадке успешными оказались 7,4 процента опытов — в них химерные головастики выживали и превращались во внешне обычных травяных лягушек.

Но 30 процентов из них вели себя необычно — не выходили из воды и не ловили мушек, которых подпускали к ним экспериментаторы. То есть переняли образ поведения шпорцевых лягушек.

Результаты этих опытов еще не совсем однозначны. Но, как говорится, лиха беда начало.

САРАНЧА И ЭВМ

Тысячами движений насекомого во время полета могут управлять всего три нейрона-к такому выводу приходят исследователи из Института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова АН СССР. Биологическая ЭВМ насекомого, считают исследователи, — своеобразная модель для новейших типов электронно-вычислительной техники.

Слышны завывания ветра, упругие потоки воздуха ударяют о стенки аэродинамической трубы, они снова и снова пытаются сдвинуть с места маленькое крылатое существо. Но тщетно, саранча (а это именно она помещена в трубу) умело сопротивляется воздушному потоку, в особом ритме работают ее крылья, как бы предугадывая меняющееся направление искусственного ветра.

Х Как предчувствует насекомое эти изменения, как его нервная система управляет сложным полетом? Ответы на эти вопросы поможет дать эксперимент в аэродинамической трубе.

С первыми же струями воздуха закрепленное в трубе насекомое начинает взмахивать крыльями и будет «лететь» на месте, пока не прекратится ветер. Может быть, он и заставляет

саранчу махать крыльями, как заставляет вращаться бумажную вертушку или трепетать полотнище флага? Нет прозрачные крылья вздымаются ритмично, с одинаковой частотой и амплитудой. Но стоит повредить волоски на голове саранчи, и крылья становятся безжизненными.

В специальной камере, позволяющей наблюдать начальные стадии полета спокойно сидит саранча. Сидит недвижимо, словно брошка из серого камня, даже короткие усики не шевелятся. Но вот на одной из стенок камеры начинают работать воздушные сопла, имитирующие ветер. Саранча настораживается, разворачивается навстречу ветру и с поразительной пунктуальностью в тот момент, когда скорость ветра достигает именно 3,5 метра в секунду, подпрыгивает и, используя встречный воздушный поток, пытается набрать высоту. Камера не позволяет ей это сделать. А в естественных условиях стая в миллиарды голов почти одновременно подпрыгивает, набирает высоту и… разворачивается по ветру. Почему по ветру? Да потому, что ветер дует из области высокого давления в область низкого, а именно там идут дожди, зеленеют луга и поля, много еды.

Некоторые виды насекомых используют для полета реактивную тягу, другие, как, например, моль, имеют ультразвуковые локаторы. У саранчи же нет ни того, ни другого. Единственная возможность добраться до места — чувствовать ветер и неустанно махать крыльями. И надо сказать, что с помощью своей «электроники» и безукоризненного мышечного аппарата она делает это виртуозно.

Выяснилось, что при наборе высоты нервные клетки рецепторов посылают в мозг по 200 — 250 импульсов в секунду и с такой же частотой машет насекомое крыльями. Затем частота биоэлектрических разрядов падает до 60–70 импульсов и, если не изменится сила попутного ветра, будет

192

таваться постоянной на всем протяжении полета. Другие рецепторы, улавливающие направление ветра, не позволят стае сбиться с курса.

Как удается саранче при далеко не обтекаемой, с точки зрения нашей аэродинамики, форме добиться столь экономичного полета? Как ее «электроника» со сравнительно небольшим количеством нейронов справляется с руководством полетом лучше, чем напичканный интегральными схемами микропроцессор?

В лаборатории нейрофизиологии беспозвоночных поставлены поразительные по своей тонкости эксперименты. Вживленные в нервные клетки микроэлектроды показали, что, например, ритмом мышц, поднимающих и опускающих крыло саранчи при полете, руководят всего три нейрона! Да, очень удачной оказалась система, изобретенная природой. Ее исследование приближает специалистов к созданию электронной системы управления сложными процессами при минимальном количестве управляющих элементов, к использованию других патентов природы.

"ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КРИЗИС" У… САРАНЧИ

Саранча, совершая губительные набеги, может преодолевать без остановки тысячи километров. Как ей это удается, если обычные обменные процессы не смогли бы обеспечить ее энергией и на несколько часов полета? Оказывается, природа наделила саранчу уникальным механизмом: в полете она переключает организм с расщепления

углеводов на использование более эффективного источника энергии-^ жиров. Этим процессом управляет особый гормон, который недавно удалось выделить ученым. В перспективе они надеются создать «антипрепарат», который будет лишать саранчу ее уникальной способности расщеплять жиры. А значит — и летать на дальние расстояния.

У РАЗВИЛКИ В ЛАБИРИНТЕ

Маленький мураш случайно обнаружил оставленную туристами конфету. Обследовал сладкую находку со всех сторон и торопливо побежал в сторону. Сталкиваясь по пути с сородичами, останавливался, постукивал их усиками, потом отправлялся дальше. А его собратья резко меняли курс и прямиком следовали к только что открытой «кондитерской».

Наверное, многие наблюдали подобную картину, но вряд ли удивлялись смышлености насекомых. А удивляться тут есть чему. Ведь с помощью усиков муравьи не просто сообщают о наличии добычи — каким-то образом рассказывают, что она собой представляет и где находится. А ведь путь к корму может быть достаточно длинным и запутанным.

Сегодня о языке насекомых известно еще очень мало. Лучше других знаем мы «речь» пчел, особым танцем передающих сведения о местонахождении пищи.

В этом танце без музыки есть весьма точные указания. Число виляний брюшком говорит о расстоянии до цветов, а угол его отклонения от вертикали — Х

направлении полета. Значит, в языке животных, даже таких крохотных, есть определенные количественные закономерности? Именно эту сторону общения насекомых на примере муравьев и решили изучить ученые Биологического института Сибирского отделения

АН СССР.

Насекомым был предложен лабиринт из спичек. Чтобы найти кормушку со сладкой приманкой в конце лабиринта, муравей должен был пройти через несколько развилок. Сначала их было две, затем — по мере усложнения задачи — количество увеличивалось. Понятно, что чем больше поворотов встречалось на пути насекомого, тем больше информации ему приходилось запоминать и доносить до гнезда.