Один исследователь положил перед норкой осы плоский квадрат углом к норке, а прямо напротив этого угла на некотором расстоянии воткнул в землю большую ветку.
Норка оказалась между квадратом и веткой на соединяющей их линии.
Затем, когда оса улетела, он повернул квадрат на сорок пять градусов так, что к ветке он был направлен теперь не углом, а одной из своих сторон. Оса вернулась и искала у двух углов, ближайших к ветке.
В следующий ее рейс за провиантом он перенес ветку влево и воткнул ее напротив левого угла. Оса искала около него, вернее, между ним и веткой, хотя норка осталась далеко справа.
Точно так же, когда он перенес ветку вправо — напротив правого угла, оса переместилась туда и искала там.
Значит, охотники запоминают не только непосредственное окружение гнезда, но и его положение по отношению к более отдаленным предметам.
Деревья привлекают их внимание в первую очередь. Осы предпочитают улетать на охоту вдоль какой-нибудь хорошо заметной издали аллеи или естественной гряды кустов, чтобы, следуя вдоль нее обратно, легче найти свой дом.
Следующий опыт доказывает влечение охотников к деревьям как ориентирам первого ранга. Оса привыкла летать за добычей вдоль аллеи из искусственных деревьев, насаженных экспериментаторами около ее норы. Когда всю аллею перенесли немного влево, оса полетела вдоль нее и не нашла, конечно, норку за последним деревом, где привыкла ее всегда находить. Аллею водворили на место, а осу поймали и отнесли туда, откуда она начинала свой поиск по ложному следу. Она сначала полетела было прежним путем, потом быстро свернула вправо, к «зарослям», и в конце аллеи легко нашла свое гнездо.
Пробовали относить ос на разные дистанции от норок, но они возвращались к ним прямой дорогой лишь с небольших расстояний. Чем дальше был их старт, тем больше времени насекомым требовалось для выбора правильного направления и тем более кружным путем они летели домой.
Отнесенная на двадцать семь метров оса возвращается к гнезду без колебаний и кратчайшей, то есть прямой, дорогой. Выпущенная за тридцать пять метров, сначала много петляла, потом, все расширяя беспорядочные круги, попала в знакомые места и полетела уже прямо.
И вот еще что замечено: возвращаясь прямо к гнезду с небольших расстояний, осы следуют, по-видимому, мало приметным для нас указателям, которых всегда много в любом направлении, но которые насекомые запоминают (очевидно, чтобы не утруждать память слишком многочисленными деталями) лишь в непосредственном окружении гнезда. Когда же заносили их далеко, осы летели сначала к купе высоких деревьев, расположенной в стороне, огибали ее, делая большой крюк, а потом прямиком спешили к гнезду. Очевидно, деревья служили в данном случае хорошо заметным отовсюду ориентиром для дальних полетов. И хотя росли они в стороне от прямой дороги, осы пользовались ими, утруждая тем самым свои крылья, но освобождая память от лишней нагрузки.
Для некоторых ос (аммофил преимущественно) проблема ориентировки осложняется еще и тем, что, убивая слишком крупную добычу, они не могут поднять ее и волокут по песку. Дорогу запоминают с воздуха, а возвращаются домой по земле! Задача нелегкая и для человека с его способностями к абстрактным сопоставлениям.
А оса с этой задачей справляется превосходно. Она тащит тяжелую гусеницу так уверенно и дорогой столь прямой, что сразу видно: отлично знает маршрут. Иногда, впрочем, у нее возникают «сомнения» — и маленький живой аэропланчик бросает тяжелую ношу и, трепеща крыльями, лезет на дерево. Бежит по его коре, перепархивает повыше, чтобы взглянуть на местность сверху. Осмотрится и спускается вниз, хватает гусеницу и тащит дальше.
Можете не сомневаться: детишки ее голодать не будут, аммофила обязательно найдет дорогу домой.
Ветер — союзник и враг
Стадное чувство и его помощники
огда смотрим мы на птиц, устремившихся в дальний путь, невольно задаем себе вопрос: кто ведет их? Все ли они ориентируются самостоятельно, но результаты штурманских «расчетов» совпадают, потому и курс стаи так постоянен, или птиц ведут наиболее способные в навигации «вожди», а «толпа» старается лишь не отстать от них?
Впрочем, едва ли это так: лишь у немногих животных есть вожаки. По большей части (если не всегда) каждый в стае ведет себя сам, но преобладающая в эту пору тенденция держаться вместе не дает стае «рассыпаться». Если какой-нибудь индивидуалист слишком отклонится от общего курса (навигационные органы сработали неточно), стадное чувство сейчас же вернет его обратно, и ошибка не отразится на общем курсе, который только тогда будет бить мимо цели, когда большая часть «компасов» в стае выйдет из строя.
Проследим, например, за походной колонной слепых муравьев эцитонов. Они ничего не видят, но слепота не послужила причиной, склонившей этих вечных номадов к оседлости. Мы знаем уже, что они строят временные убежища из сплетенных в пористый ком тел только тогда, когда матке требуется разрешиться от бремени, а личинкам — окуклиться. Как только это случится, муравьи опять бредут по мхам и буреломам великой Амазонии, пожирая все живое на своем пути.
Какие чувства указывают им дорогу?
Полагают, что только обоняние. Как и многие муравьи, эцитоны метят трассы. Но запах этих меток значительно более стойкий, чем у зрячих их собратьев. Он сохраняется неделями на тропе, по которой прошла армия эцитонов.
Каждый муравей в этой армии бежит или по старому следу, давно проложенному здесь другой семьей слепых номадов, или по меткам опередивших его собратьев.
Представим теперь, что эцитоны дошли до места, где старый след кончился: или его смыли дожди, или завалила опавшая листва, или была другая причина его исчезновения, — дело не в этом, а в том, что муравьями потеряна теперь путеводная нить запахов. Как поступят они?
Передовые муравьи побегут дальше, но недалеко. Лишь только почувствуют, что привычный запах уже не сопутствует им, сейчас же вернутся обратно, встретятся с фронтом армии и присоединятся к ней, чтобы сделать вместе с товарищами еще один шаг вперед по размеченному их же запахом пути — по следам забежавших вперед и вернувшихся пионеров. Затем новая волна разведчиков устремляется в неизведанное пространство и поспешно откатывается назад (не забывая, однако, прихватить по пути кое- какую добычу) — и вся армия делает еще один шаг вперед.
Так и путешествуют эцитоны подобно волнам прибоя, набегающим на пляж, с той разницей, правда, что морские волны облизывают вечно одни и те же камни, а эцитоны все-таки продвигаются вперед. Механику их движения сравнить можно еще и с гусеницами танка, которые машина сама под себя стелет. Так и муравьиные толпы, выбрасывая перед собой волны разведчиков и отзывая их тут же назад, наводят по бездорожью трассы, по которым «катится» вся орда.
Не одно только обоняние, конечно, помогает стадному чувству осуществлять свой контроль над индивидуалистами и цементировать стаю. Зрение также принимает в этом участие. Даже бабочки, которые нередко путешествуют очень рассеянными стаями, стараются в полете не терять по возможности друг друга из виду.
А там, где зрение не может уже помочь, например в тумане, лесной чаще или ночью в непогоду, животные мобилизуют свои уши и эхолокаторы (у кого они есть). Обезьяны, путешествуя в густой листве тропических деревьев, кричат друг другу «хэлло!» (на своем, конечно, обезьяньем языке). Перелётные птицы тоже все время перекликаются, если ночь темная и легко заблудиться.
Мычат и моржи в тумане, в хорошую погоду отменные молчуны. А северные олени не утруждают голосовые связки: их сигнальная система — сухожильный пеленг, как мы знаем, работает автоматически.
Итак, проблемы поддержания порядка в стае — выбор общего курса — решаются при групповом походе без особого труда. Сложнее установить, какими средствами каждый из мигрантов сам для себя избирает правильный курс. И если способы навигации пчел и птиц уже не представляют сейчас сплошной тайны, то загадочное чувство направления, которое руководит другими крылатыми путешественниками — саранчой и бабочками, по-прежнему для нас ещё tabula rasa.
Чувство упреждения
Крылатые насекомые, отправляясь в дальнюю дорогу, попадают в зависимость от одной очень капризной стихии — ветра. От него часто и птицы страдают, на пути же маленького насекомого он нередко ставит непреодолимые преграды.
Пчелы зависят от ветра меньше, так как далеко от улья не улетают, а потому и снос ветром у них невелик. Но саранче и бабочкам, преодолевающим нередко тысячи километров над морем и сушей на большой высоте, где воздушные течения особенно сильны, понадобились особые инстинкты, производящие помимо определения направления еще и поправку на ветер.
Значит, чувство ориентировки у бабочки более сложно, чем у птицы. Птице, грубо говоря, требуется установить одно лишь направление: куда указывает ее природный компас, туда и лететь. Ветер сравнительно мало отклоняет ее от курса. Только очень сильный ветер сносит и птиц, но тогда они обычно не летают.
Насекомых же далеко уносит в сторону и слабый ветерок. И при хорошей погоде они должны прилагать значительные усилия, чтобы ему противостоять. Саранче и бабочкам мало одного чувства направления (солнечного, магнитного или всякого другого), необходимо еще и чувство сноса, или, так сказать, упреждения, которое изменяло бы курс в соответствии с ветром. Иначе, если насекомое будет упорно лететь, скажем на север, а ветер все сносит и сносит его на восток, цель никогда не будет достигнута. Чтобы попасть на место назначения, нужно повернуть в данном случае на северо-запад под определенным углом к прежнему курсу. Величина угла зависит от силы ветра.
Правоту этих теоретических соображений подтверждают некоторые наблюдения.
Бабочки монархи — мы уже знаем — из года в год прилетают зимовать в очень небольшие по площади районы юга и даже на одни и те же деревья. Значит, летят они на юг не куда придется — лишь бы попасть в теплое место, — а преследуют более конкретную цель. Без поправки на деривацию монархи не зимовали бы на своих традиционных квартирах.
Наконец, некоторые исследователи собственными глазами видели, как насекомые при внезапном порыве ветра маневрировали в полете, меняя курс с учетом этой самой поправки.
Доктор Вильямс в книге о миграциях насекомых пишет, что наблюдал однажды в Восточной Африке за саранчой, летевшей на северо-восток. Вдруг неожиданно подул ветер с юго-востока. Немедленно вся стая, как по команде, повернула немного в сторону ветра и полетела на восток-северо-восток. Туда, во всяком случае, указывали вытянутые тельца маленьких авиаторов, хотя до порыва ветра продольные оси их тел были направлены на северо-восток. Однако направление полета всей эскадрильи над землей после этого маневра не изменилось: стая по-прежнему продвигалась к северо-востоку. Поправка на снос ветром была взята удивительно точно!
Когда ветер стихал, насекомые снова меняли курс и летели, как прежде, прямо на северо-восток. С новым порывом ветра тельца их опять разворачивались на нужный угол по отношению к ветру, упреждая снос.
Так же маневрируют и бабочки. И маневры их доказывают, что чувство упреждения у насекомых хорошо развито. Отлично функционирует у них и неизвестный пока нам механизм, который немедленно приводит в соответствие с указаниями этого чувства и весь летательный аппарат животного. Тут возникает еще один требующий разрешения вопрос: как насекомое узнает, откуда ветер дует?
На первый взгляд — пустяковый вопрос. На самом деле он значительно сложнее, чем кажется.
Человеку, который двумя ногами прочно опирается о землю, легко судить, с какой стороны подул ветерок. Но не легко и ему определить, как быстро крутится земля у него под ногами. Ведь мы со скоростью около восемнадцати километров в минуту мчимся вместе с нею. Животное в полете тоже движется вместе с воздухом. Если ветер дует, не меняя направления, с равномерной силой или эта сила постепенно нарастает либо убывает, то насекомому, попавшему в поток ветра, трудно установить, откуда и с какой силой он дует. А без этих данных нельзя «рассчитать» правильную поправку на снос ветром.
Предполагается, что поправка вносится в тот момент, когда первые дуновения ветра долетают до насекомого. Только тогда он и уловим, этот ветер. Существует гипотеза, согласно которой глаза животного первыми сигналят о сносе, когда тот случается.
Как только на сетчатке глаза зрительные образы убегающих назад ландшафтов под влиянием бокового сноса изменят свое направление, животное поворачивается и летит так, чтобы смена зрительных впечатлений в его сложных глазах шла своим прежним чередом.
Теория эта довольно наивна. Но странно: она находит, кажется, подтверждение в некоторых экспериментах и наблюдениях.
Установлено, что саранча не терпит обратного хода «киноленты», то есть она ведет себя нормально, когда мелькающие на сетчатке ее глаза (как на полотне кинопроектора!) картины убегающей назад земли разворачиваются спереди назад. Когда они побегут в обратную сторону, саранча немедленно разворачивается на сто восемьдесят градусов и летит вспять. Если саранче, сидящей в затемненной камере, показать на двух параллельных стенах, кинофильм, заснятый из окошка поезда или самолета, она развернется головой по курсу поезда или самолета, на котором сидел оператор. Пустим ленту в обратную сторону — станем по- казывать ее с конца, саранча немедленно совершит свой знаменитый полувольт.
Большой биологический смысл заключен в этих поворотах.
Представьте себе саранчу в полете. Вот летит она против ветра, а ветер все усиливается. Насекомые отчаянно работают крыльями, но все напрасно, потому что ветер усилился и сносит их назад без всякого сожаления. Вот тут, как только земля внизу побежит вперед, и совершается спасительный поворот. Развернувшись, саранча летит теперь по ветру. Такие маневры, совершаемые дружно всей стаей, наблюдали не раз. Думают, что именно глаза подают сигнал разворота. Доказательством служит не только описанный выше эксперимент с кинолентой, но и следующее наблюдение.
Однажды над большим африканским озером пролетала стая саранчи. Когда насекомые далеко уже удалились от берега, внезапно подул сильный встречный ветер. И случилось небывалое: стая не развернулась по своей привычке и не полетела по ветру, а смешалась и, бессмысленно напрягая усилия, боролась с ветром, не меняя курса. Слабым насекомым, конечно, не под силу такое соревнование. Порывы ветра разметали саранчу по всему озеру и отбросили ее снова к тому рубежу, с которого она начала полет над водой. И тогда только насекомые, казалось, сообразили, что напрасно тратят силы в борьбе со стихией. Они совершили наконец стовосьмидесятиградусный поворот и быстро помчались на своих крыльях и крыльях Борея.
Встречный ветер застиг саранчу над озером вдали от берегов. И когда он понес ее назад, насекомые не видели ничего вокруг, кроме однообразной воды. Над водой трудно решить, в какую сторону крутится «кинолента». Поэтому насекомые и не замечали, что их сносит, и впустую работали крыльями. Когда снова под ними оказалась земля, система поворота автоматически сработала.