Валерий Балаян - Химический язык насекомых

Пчелиный улей имеет свой особый запах, который рабочие пчелы, возвращаясь домой с нектаром или пыльцой, всегда узнают. И здесь железа Насонова верно служит сборщицам меда.

Исследования ученых показали, что максимальной активностью в букете запахов, выделяемых этой железой, обладают цис- и трансизомеры цитраля. Эти вещества обнаружены также в нектаре и пыльце цветочных растений, посещаемых пчелами. Следовательно, так же как в случае с бабочками-данаидами и короедом, компоненты пищи определяют структуру феромонов этих общественных насекомых. И действительно, наблюдения над различными популяциями пчел показали, что существует специализация, которая связана с предпочтением одних растений другим. Такая «привязанность» объясняется результатами длительной сопряженной эволюции пчел и растений. Уже на уровне пчелиной семьи могут проявляться различные «вкусы», определяемые физиологическими процессами, протекающими в организме насекомых.

Пользуется железой Насонова и матка, которая привлекает сопровождающих ее пчел во время роения. Она использует также и пахучие молекулы из мандибулярных желез, служащие для привлечения трутней в брачный период. В конечном итоге судьба роя и каждой семьи в отдельности зависит от того, насколько им удается сохранить матку. Поэтому химический след служит рою путеводной звездой.

Проводя специальные опыты, ученые доказали, что пчелы прекрасно разбираются в запахах. При сравнении обонятельных способностей пчел и человека оказалось, что запах некоторых веществ, например масляной кислоты, человек ощущает в концентрации на 2 порядка ниже, чем пчелы, а когда дело касается эвгенола, картина наблюдается обратная.

Интересный опыт поставили ученые, чтобы убедиться в существовании особого «родного» запаха у пчелиного дома. Улей сдвинули на несколько десятков сантиметров, предварительно удалив его запах. Вернувшиеся с поисков нектара пчелы-сборщицы не смогли попасть домой. Они долго кружили над местом, где стоял улей и сохранялся его запах, прежде чем одной из них удалось обнаружить «пропажу» и сообщить об этом подругам.

В другом опыте группу пчел, которая прилетала к кормушке с неароматизированным 50%-ным раствором сахара, пометили краской. Затем эту кормушку переместили на 30 см от того места, где она находилась. Рядом на таком же расстоянии, но с другой стороны поместили новую кормушку с таким же раствором сахара. Однако пчелы, по-прежнему, посещали только старую кормушку, которая была помечена пахучими веществами пчел-«фуражиров». Используя эти феромоны, человек может привлекать крылатых опылителей на поля и сады в зависимости от того, какое качество меда ему необходимо.

Подобные пахучие ориентиры есть также у муравьев и термитов. Железы, размещенные у них на брюшке, вырабатывают молекулы-метки. Муравьи, двигаясь по следам-феромонам своего вида, ориентируются при поисках пищи или «родного» муравейника. Летучие молекулы имеют небольшой срок годности — всего около 2 минут. Если в течение этого времени информацией не воспользоваться, то можно потерять нужное направление и заблудиться.

Химическая структура следовых феромонов может быть различной. Муравьи-листорезы, например, вырабатывают очень активное вещество — метиловый эфир 4-метилпиррол-2-карбоксилата. Это вещество муравьи воспринимают в концентрации 3,5×10 8молекул на кубический сантиметр. Один из путей образования этого соединения у муравьев — воздействие бактерий желудка на аминокислоту триптофан, содержащуюся в пище этих насекомых. Интересно, что для образования пахучего следа вокруг земного шара этим насекомым достаточно всего 0,33 мг феромона.

У другой группы шестиногих — тропических фараоновых муравьев обнаружены следовые феромоны алкалоидной природы, которые могут быть синтезированы насекомыми из компонентов растительной пищи. Что касается термитов, то они используют в качестве следовых пахучих веществ спирт-3-цис-6-транс-8-додекатриен-1-ол, который также обнаружен в инфицированной грибами древесине — пище термитов.

Оказывается, что при помощи запахов муравьи не только указывают дорогу к пище, но и, регулируя количество выделяемого секрета, сообщают сородичам о количестве найденных запасов. Разведчики, возвращаясь в муравейник, оставляют след только в том случае, если их вылазка была успешной и есть чем полакомиться остальным «соплеменникам». А как же поступают муравьи, обитающие в раскаленных песках пустынь? И здесь «разумные» шестиногие приспособились и нашли выход из положения. Поднимая брюшко кверху, они оставляют в воздухе пахучий след, который хорошо ощущают жители того же муравейника и безошибочно ориентируются по этому воздушному указателю.

Чтобы ориентироваться в сложно организованной колонии, муравьям необходима довольно развитая система химического языка, которая сильно зависит от эволюционного уровня вида. Интересные наблюдения сделали энтомологи, изучив самый примитивный в мире вид муравьев — Номомермеций. Как оказалось, их кооперация очень ограниченна; муравьи этого вида охотятся в одиночку и не отмечают дорогу домой химическими веществами. Только рабочие особи этого вида указывают вход в муравейники при помощи феромонов.

Интересно сравнить поведение этого примитивного вида с высокоорганизованными муравьями-ткачами. Внешне их трудно различить, но если, например, потревожить ползущего по стволу номомермеция, то его ответ будет пассивным: муравей или застынет на месте, или убежит. Но самое главное, что ни один из сородичей не придет ему на помощь! Совсем другая картина наблюдается в случае с муравьем-ткачом, владеющим сложным языком запахов. Он не только атакует незваного пришельца, но при помощи феромонов через 5...10 сек призовет на помощь своих соплеменников. Используют в своей жизнедеятельности муравьи-ткачи и феромоны охоты. Если на территорию колонии вторгается какое-либо крупное насекомое, с которым одному рабочему муравью не справиться, последний выделяет короткоживущий химический сигнал, и на помощь устремляются его соплеменники. При помощи своего оружия — муравьиной кислоты они быстро поражают жертву.

Специфическое оружие используют для захвата «рабов» красные муравьи-амазонки Полиергус. Участвуя в набегах на соседей, они необязательно убивают неприятеля, а при помощи специальных феромонов парализуют и дезориентируют жертву, а затем, не встречая сопротивления, захватывают потомство. В дальнейшем при помощи особых химических меток «рабовладельцы» метят запахом своих «рабов», и последние, принимая своих поработителей за родных, верой и правдой служат им.

Многие животные, которые любят полакомиться насекомыми, научились пользоваться химическими сигналами муравьев. Так, жуки-муравьеды, клещи, тысяченожки, змеи и другие пресмыкающиеся, следуя по пахучему следу огненных муравьев-путешественников, отыскивают их подземные городки.