Можно в небольшой шприц посадить много муравьев и, когда они наполнят его запахом своих опознавательных желез, выдавливая пахучую жидкость через иглу, нарисовать на земле узоры — искусственные трассы. Муравьи побегут по этим фальшивым дорогам еще азартнее, чем по тропе разведчика, потому что пахнут они сильнее.
Трассы, которыми муравьи постоянно пользуются, превращаются в своего рода столбовые дороги. Они расходятся во все стороны от муравейников, и на них даже простым глазом можно иногда увидеть капельки оставленных муравьями меток. Непрерывный поток шестиногих пешеходов бежит по этим хорошо убеганным шоссе. Там, где они кончаются и за пределами муравьиной «цивилизации» начинается бездорожье травяных джунглей, муравьи разбегаются в разные стороны. А там, где стихийные бедствия разрушают вымощенные запахом магистрали, например ботинок человека, создаются заторы, как на улицах в часы «пик». Но они вскоре устраняются муравьями, и новые их колонны спешат через наведенные саперами мосты в разрывах.
Запах меток муравьи распознают, ощупывая и обнюхивая их своими усиками, или антеннами.
Антенны не зря так названы: они воспринимают из внешнего мира и сообщают нервным центрам муравья основные сведения об окружающем его пространстве. На их кончиках расположены многочисленные рецепторы (приемники) самых важных для муравья органов чувств — обоняния и осязания. У лесного муравья на каждой антенне можно насчитать, если набраться терпения, 211 обонятельных бугорков и 1720 осязательных щетинок.
А у слепых от рождения разновидностей муравьев их еще больше.
Антенны очень подвижны, муравей без конца ощупывает и обнюхивает ими все предметы вокруг. Поскольку впечатления о форме и запахе осязаемо-обнюхиваемого предмета муравей получает одновременно, ему трудно, наверное, разделить эти два представления, то есть запах и форму, и они сливаются в его ощущениях в одно комплексное топохимическое чувство.
Иначе говоря, муравей, по-видимому, воспринимает мир вещей в таких необычных для нас категориях, как круглый или квадратный запах, запах шершавый или гладкий, мягкий или твёрдый.
И вот что даже подозревают: муравьи, возможно, распознают еще и… форму запаха! Вернее, форму вещества, его распространяющего. Нам трудно это себе представить: ведь наше чувство обоняния очень несовершенно. Основные впечатления мы получаем с помощью других органов — глаз и ушей. Но ведь и мы глазами различаем цвет и форму предмета одновременно. Эта наша способность совершенно недоступна очень многим животным, лишенным цветового зрения. Для них красный и синий шары выглядят одинаково.
Так и муравей, обнюхивая с разных сторон своими антеннами распространяющее запах вещество, может узнать, по-видимому, где у пахучей капли более узкий, а где более широкий конец, даже когда вещество это невидимо и на ощупь его концы неразличимы, если оно, например, жидкое или очень вязкое.
Впервые идея об объемном обонянии муравьев пришла в голову известному швейцарскому энтомологу Августу Форелю.
Он задумался над тем, как муравьи-фуражиры узнают, какой конец трассы ведет к муравейнику, а какой — от него, к найденной в чаще трав пище. Почему с ношей они всегда бегут в гнездо, а без нее — от гнезда и никогда не путают направления.
Форель рассуждал так: метка, которую муравей оставляет на тропе, сзади всегда шире, а впереди уже, как и мазок краски, нанесенный кисточкой на полотно, или, например, паста, выдавленная из тюбика. Муравей ведь «выдавливает» капли пахучей жидкости по существу тоже из тюбика — из брюшка, которое в этом случае действует как тюбик.
Недавно сделанные фотографии показали, что и в самом деле муравьиные метки всегда заострены спереди и, как стрелы указателей, направлены в сторону движения.
Возможно, муравей как-то угадывает форму меток и поэтому всегда знает, где начало и где конец его пути.
Однако теория эта имеет одно очень слабое место. Дело в том, что муравьи метят трассу, не только когда бегут из дому за добычей, но и когда возвращаются с ней домой. Значит, более или менее исхоженная муравьиная тропа усеяна стрелками, указывающими в оба противоположных конца, а муравьи тем не менее отлично разбираются, в какой стороне их дом.
По той же причине была отвергнута и другая гипотеза, предполагавшая, что муравьи, идущие по следу, узнают о его направлении по возрастанию интенсивности запаха, если бегут правильно. Интенсивность падает, когда они начинают гнать, что называется, в пяту.
Едва ли муравьи различают отпечатки своих следов — некоторые и такое допускают. Смешно, конечно, говорить всерьез об отпечатках муравьиных «ступней». Да и отпечатки, если они остаются на травах и комьях земли, тоже направлены в разные стороны.
И все-таки муравьиная тропа носит явные следы поляризации: оба ее направления для муравьев не равнозначны.
Убедиться в этом можно на таком простом опыте. Расстелим около гнезда листы бумаги. Муравьи скоро проложат по ним свою трассу. Тогда повернем на сто восемьдесят градусов один средний лист. Муравьи, дойдя до переложенного вверх ногами листа, не побегут дальше: ведь на нем теперь метки направлены «стрелками» в обратную сторону. Муравьи в растерянности начнут рыскать вокруг и, если найдут неперевёрнутый лист за листом перевернутым, побегут снова, как по ниточке, уже без колебаний.
Какие указатели были нарушены этим поворотом? Положение солнца в небе от поворота листа, конечно, не изменилось, если допустить, что дополнительные коррективы в ориентацию по запахам вносит солнечный компас (о нем речь пойдет дальше).
О природе этих указателей мы по существу ничего еще не знаем. Возможно, что они и в самом деле имеют отношение к химии.
В пользу этого говорит, например, эксперимент Мак-Грегора. Он наблюдал за возвращением муравьев в искусственное гнездо и заметил, что почти все муравьи, повернув к дому, обязательно проходят через одну определенную точку в окрестностях гнезда. Пройдут её — и безошибочно уже прямым курсом бегут ко входу.
Муравьи же, которые пробежали мимо этой точки, долго блуждают в поисках дома и находят его лишь случайно.
Мак-Грегор решил, что загадочный пункт на муравьиных «путях сообщения» действует как сигнальный пост, указывающий направление к дому.
Экспериментатор стал наблюдать за слепыми муравьями и не заметил в их отношении к «сигнальному посту» никакой разницы по сравнению со зрячими муравьями. Значит, решил он, указатель этот не зримый, а обоняемый и запах его каким-то непонятным образом указывает муравьям направление!
Чтобы решить, в чем тут дело, биологам придется еще основательно поработать.
Кто в море метит трассы?
В море тоже есть дорожки, размеченные запахами. За рыбами труднее наблюдать, чем за птицами или насекомыми. Каждую осень и весну огромные косяки морских рыб подобно перелетным птицам устремляются в далекий путь. Кочуют они по морским просторам не где придется, а плывут путями, давно ими избранными и постоянными.
Откуда, куда и зачем идут многие из них — мы еще не знаем. Ихтиологи за последние годы уже пометили тысячи рыб металлическими кнопками, надетыми на плавники. И туманная картина стала проясняться. Нет сомнений теперь в том, что лососи, например, возмужав и откормившись в море, плывут отдать дань богине плодородия в те же реки, в которых несколько лет назад вывелись сами.
Решили проверить: это знание родных берегов врожденное у них или рыбы приобретают его, после того как выберутся из икринок и поживут немного в реке?
Перенесли лососиную икру из ручьев, где она была отложена самками, в другие реки. Когда мальки вывелись, их некоторое время откармливали в особых питомниках. Молодых лососей затем метили и выпускали в чужую для них реку.
И что же? Через несколько лет, поплавав в море, они вернулись в те реки, в которых резвились мальками (а не туда, где родители произвели их на свет), и здесь нерестились.
Значит, знание нерестилищ не врожденное. Оно приобретается в течение первых лет жизни и бережно хранится в памяти еще по крайней мере два — четыре года, пока лосось живет в море.
Какие же приметы запоминает рыба? Думают, что приметы эти химические: она помнит запах родных мест, вкус речной воды, в которой прошла ее молодость.
Опыты доказали, что у многих рыб очень тонкое обоняние. Пескарь, например, в 250 раз более чувствителен к запаху розового масла и в 512 раз к растворенному в воде сахару, чем человек. Он отличает также и воду одной реки от другой. Это тоже доказано.
Когда лососям заклеивали ноздри и пускали в море, они не могли так точно, как прежде, отыскать родные реки. Плыли по большей части наугад.
Значит, обоняние в поисках пути играет очень важную роль, но, видно, не единственную, потому что оно всей проблемы не решает. Ведь, уходя в море, лососи заплывают очень далеко от устьев рек, в которые потом возвращаются. Так далеко, что никакой уже запах родных мест не поможет им, когда тронутся они в обратный путь.
Что же тогда помогает? Этого еще никто не знает.
Дети мнемозины
Насекомые-хирурги
немозина — богиня памяти в греческом пантеоне. Память тоже может служить путеводной нитью для тех, кто ищет дорогу домой. Птицы, возвращающиеся из года в год к одним и тем же гнездовьям, находят их по памяти. Общее направление с севера на юг и обратно в родные края им указывает совсем особое чувство, о котором речь пойдет дальше. Но, попадая в знакомые места, они обращаются за помощью к Мнемозине. И никогда она им не отказывает. Соловей, вернувшись из Африки, отыскивает в бескрайних наших лесах даже куст черемухи, на котором он прошлой весной пел серенады своей подруге.
Но мы знаем и животных, которые еще более преданно следуют советам Мнемозины.
Животные эти невелики, но их значение в жизни планеты и в сельском хозяйстве почти всех стран мира совсем не пропорционально их размерам.
Речь идет об осах-охотницах. Они не живут по обычаям других ос большими сообществами. Это неисправимые аутсайдеры. В одиночестве, один на один ведут они борьбу с превратностями судьбы.
Многие охотницы роют норки в земле. Затем летят за добычей. Ловят гусениц, мух, пауков, а иные даже и пчел. Парализуют их уколом длинной «шпаги», которой природа наделила охотниц, точно в нервный центр и несут к норе. Затаскивают в норку. Откладывают на добычу одно или несколько яичек. Добыча эта хорошо законсервирована, а потому не портится, хотя и не шевелится.
Некоторые осы-охотницы после хирургической операции, произведенной над жертвами, закапывают норку и больше к ней не возвращаются. Пищи, которую они в нее натаскали с самого начала, хватит на пропитание личинок в течение всей их жизни до превращения в куколок. Другие же снова и снова прилетают к норкам и подкармливают личинок свежими мухами.
Первым нужно помнить дорогу к норке недолго. За восемь — десять вылетов на охоту они наполняют «законсервированной» провизией все кладовые подземелья. Вторые все время, пока личинки растут и развиваются — много дней и ночей, должны не забывать о месте их нахождения.
Есть и такие охотницы: выкармливают потомство сразу в нескольких норках, вырытых далеко друг от друга.
Норки невелики и едва заметны, а некоторые осы, улетая за добычей, прикрывают вход в них камешками и песчинками. И улетают далеко — за десятки и сотни метров. Исключительная память этих удивительных насекомых представляет собой редчайший, как видно, феномен.
Его исследовали разные ученые, голландцев среди них было особенно много.
Пчелиный волк и другие
Пчелиным волком назвали охотника филантуса. Он роет норки на песчаных пустошах, в дюнах под соснами, на обочинах пыльных дорог. Песок бросает между ног, как собака.
Вот норка готова — волк за добычей полетел. Он знает, где пчелы собирают мед. Летит туда. Настигает пчелу, укол шпагой — и она, что называется, ни жива и ни мертва.
Волк несет пчелу к своей норке. Но тут ждет его некоторая перемена декораций. Пока он рыл норку, мы окружили его кольцом из сосновых шишек, простых сосновых шишек, которых много валяется вокруг. А когда он охотился на пчел, эти шишки перенесли немного в сторону и расставили тоже кольцом, но так, что норка теперь за пределами кольца, а не в нем, как прежде.
Волк без колебаний опускается с пчелой внутрь кольца: ведь он, улетая на добычу, запомнил, что норка окружена шишками. Пчелу положил, а сам ищет гнездо. Долго ищет внутри кольца, не выбегает из него. Но поиски его, конечно, напрасны: норка-то в стороне, за шишками, там, где он и не думает искать.
Передвинем шишки на новое место, и он полетит за ними и сядет в центре этой «карусели», лишь только мы уберем руки. Передвинем еще, и он опять тут.
Опыт этот вот что доказывает: оса находит норку, запоминая расположение разных предметов вокруг нее.
Именно расположение предметов, а не сами предметы. Если, пока она летает за добычей, кольцо шишек заменим кусками подходящего по цвету дерева, а сами шишки сложим невдалеке в кучу, оса полетит не к шишкам, а в кольцо из щепок.
Если же мы, пока оса в полете, построим шишки в форме ковша Большой Медведицы, охотница полетит в ту часть этого «созвездия», которую составляет сам ковш, хотя отдаленно, но похожий на кольцо, а «ручку» оставит без внимания.
Интересно все-таки, какие предметы оса запоминает лучше: плоские или объемные. Есть ли у нее стереоскопическое видение?
Чтобы установить это, исследователи окружали ее норку кольцом из чередующихся полусфер и кругов. Потом, когда волк улетал на промысел, из одного кольца делали два: одно слева от норки из полусфер, второе вправо от нее из одних плоских кругов.
Оса возвращалась и находила сразу две системы ориентиров: плоскостную и объемную. Она почти всегда выбирала объемную.
Таким же способом установили, что пестрые и ближайшие к гнезду предметы охотники предпочитают однотонным и более удаленным.
Теперь еще вопрос: когда оса запоминает ориентиры — с земли, пока роет норку, или с воздуха, улетая за добычей?
Прежде чем улететь, многие охотники минуту или две кружатся над гнездом. Можно подумать, что, облетая окрестности, они запоминают их. Но следующий эксперимент убеждает нас в том, что основные представления об ориентирах оса получает с земли.
Поставим перед норкой два деревянных прямоугольных бруска одинаковой формы и размера, но один на расстоянии вдвое большем, чем первый. Мы заметим, что оса будет ориентироваться в основном по ближайшему к норке бруску. Теперь дальний брусок заменим новым деревянным прямоугольником. Он во всем похож на прежний, стоит на его же месте, только выше его вдвое. Оса, ориентируясь, ни одному из этих брусьев не отдаст явного предпочтения.
Дело в том, что вершины обоих брусков — и дальнего, и ближнего — оса видит с земли под одним и тем же углом зрения, и поэтому ей кажется, что отдаленный ориентир расположен так же близко к норе, как и ближайший, вдвое меньший.
По вине оптического обмана она не замечает между деревяшками никакой разницы.
Это — если смотреть на них с земли. Ведь при обозрении с воздуха разница между брусьями сразу видна!
Итак, ближайшие к норке приметы оса запоминает, когда роет норку. Но зачем ей нужен в таком случае ориентировочный осмотр местности с воздуха перед полетом на охоту?
Нужен он ей, чтобы изучить более удаленные окрестности, наметить, так сказать, основные вехи на пути к гнезду. Ведь мелкие предметы у норки издали не заметны, поэтому дорогу обратно трудно будет найти без более крупных и удаленных указателей.
Их-то оса и изучает во время ориентировочного полета, который длится всего тридцать или сто секунд. Так и человек, желая найти обратную дорогу к какому-либо пункту, запоминает сначала ближайшие и более конкретные предметы и сооружения, а потом, удаляясь, оставляет в своей памяти господствующие над местностью ориентиры.