В настоящее время для изучения перелетов бабочек созданы специальные станции, на которых насекомых метят: на нижнее крыло наносят опознавательный знак.
Хотя перелетами бабочек исследователи заинтересовались сравнительно недавно, выяснилось уже немало. Например, чаще всего совершают перелеты уже упоминавшиеся репейницы , а также капустницы, адмиралы, желтушки и некоторые виды бражников . Выяснили ученые также пути, по которым летят бабочки. Нередко насекомые перемещаются вдоль русел рек. Обычно они летят невысоко над землей, поднимаясь вверх лишь в крайних случаях. Но при этом нередко бабочки летят через горы, где множество путешественниц гибнет на ледниках.
Репейницы, желтушки и капустницы летают огромными стаями, адмиралы — в одиночку или небольшими стаями. Причем собираются они в стайки лишь перед перелетом через горы. И сразу возникает ряд вопросов: поджидают ли бабочки друг друга у подножия гор? Как они определяют, сколько путешественниц должны составлять одну стаю? Зачем им собираться в стаи для преодоления гор?
Исследователи выяснили, что некоторые бабочки совершают перелеты каждый год, а другие — раз в несколько лет. Путешествие начинается при изменении светового дня. Известно, что бабочки осваивают новые территории, если климат им подходит и растительность годится для еды.
Но многое в перелетах бабочек до сих пор остается непонятным. Основных вопросов два: как насекомые умудряются совершать дальние перелеты и каким образом находят дорогу?
Крылья дневных бабочек очень слабы, а летают насекомые медленно. Конечно, крылья насекомых приспособлены создавать воздушные волны, благодаря которым бабочки легко взлетают и держатся в воздухе. Чешуйки, покрывающие крылья, увеличивают их подъемную силу на 15 %. На лету бабочки могут экономить энергию, часть пути планируя. Передвигается бабочка со скоростью 7–14 километров в час против ветра или 30–35 километров в час по ветру. А каково расстояние между Европой и Африкой? Сколько раз бабочке нужно взмахнуть крыльями? Каким должен быть запас прочности насекомого?
На вопрос об умении бабочек ориентироваться в пространстве предлагается множество ответов: ориентация по солнцу, по поляризованному свету, ультрафиолетовым лучам, использование неизвестных человеку ориентиров или сигналов. Но как бабочки определяют скорость, учитывают ветер? Ведь ветер очень важен для большекрылых насекомых. Если ветер попутный, он может значительно облегчить путь. А если он встречный или боковой, сносит с проложенного курса? Даже птицам ветер нередко мешает, а для бабочек любой ветер — сильный. Неужели у них есть какое-то приспособление, позволяющее регулировать силу ветра, делать поправки к маршруту? А может быть, бабочки ориентируются не по солнцу, а по магнитным полям?
Попытка выяснить воздействие на насекомых ветра предпринималась несколько десятилетий назад. Причем мысль о подобном эксперименте возникла при изучении мясной мухи. Исследователи решили разобраться, какую роль играют у нее группы чувствительных нервных клеток в местах сочленения усиков с головой. Ученые ввели в эти клетки электроды, перехватывающие сигналы, надели на муху поясок и поместили насекомое в аэродинамическую трубу. Пока воздух в трубе был неподвижным, клетки бездействовали. Но когда воздух начал двигаться, в мозг мухи с одинаковой частотой стали передаваться сигналы-импульсы. Воздух стал двигаться быстрее, и сигналы участились, с замедлением воздушного потока сигналы также замедлились. Исследователи предположили, что в основании усиков мухи находится своеобразный «спидометр» — указатель скорости ветра. Принцип действия его следующий: ветер отгибает усики, и величина отгибания воспринимается чувствительными клетками, сигналы передаются в мозг. Мозг немедленно реагирует.
Этот факт был подтвержден дальнейшими опытами в аэродинамической трубе. Ученые продолжили опыты и стали отгибать усики мухи искусственно, в безветрие. Импульсы передавались так, словно муха преодолевает определенное сопротивление ветра. Такой «спидометр» позволяет мухе автоматически менять скорость полета, угол наклона крыльев, маневрировать.
Возможно, подобный «спидометр» будет обнаружен и у бабочек.
Насекомые и магнитные поля
Вокруг нас множество магнитных волн. Галактика, Солнце, Земля — все небесные объекты порождают большое количество невидимых волн. Исследователи решили проверить, воздействуют ли магнитные волны на насекомых. Давно выяснилось, что мухи, попадая в сильное магнитное поле, сначала возбуждаются, а потом успокаиваются и усаживаются вдоль магнитного поля или перпендикулярно к нему. Таким же образом ведут себя и другие насекомые, а некоторые поступают так не только во время опытов, но и в естественных условиях. Например, термиты, отдыхая, располагаются либо строго по магнитному полю, либо перпендикулярно к нему. Ученые провели ряд опытов. Термитов помещали в металлическую коробку и ставили на сильный магнит. Через какое-то время термиты выстраивались вдоль новых силовых линий.
Неясным остается не только то, почему термиты располагаются вдоль магнитных линий, но и то, каким образом насекомые обнаруживают магнитное поле. Пока у них не найдено никаких органов или нервных клеток, способных реагировать на магнитное поле. Существует теория, согласно которой роль магнитной стрелки выполняет все тело насекомого. Это предположение подтвердилось таким опытом: в магнитное поле поместили мертвую муху.
Насекомое сразу повернулось, подобно магнитной стрелке компаса, одним концом указывая на юг, другим — на север. При повторении опыта результат всегда был одинаков.
Насекомые умеют не только отыскивать друг друга, но и находить тщательно скрывающуюся пищу. Например, одиночные осы питаются долгоносиками-клеонами. И, хотя насекомые эти хорошо прячутся, для ос охота не является затруднением. Предполагают, что осы находят жуков по запаху. Хотя принято считать, что осы не отличаются особым обонянием. Тогда, быть может, осам помогают какие-то особые волны?
Не так давно возникла гипотеза: некоторые насекомые посылают и воспринимают инфракрасные лучи, благодаря которым и ориентируются, и находят друг друга на расстоянии около километра. Гипотеза эта подтверждается рядом исследований. В 1964 году ученые выяснили, что во время полета у некоторых бабочек повышается температура тела (на 0,5–15 градусов выше окружающей среды). При этом возникает инфракрасное излучение.
Энтомологи наблюдали за «спасательными работами» муравьев. Насекомые откапывали своих сородичей, заваленных землей. В самом этом факте нет ничего удивительного: чувство товарищества у общественных насекомых развито чрезвычайно высоко. Удивительно другое: как насекомые узнали, что их родственники погребены под землей? Они не могли отреагировать на звук. Муравьи издают звуки трением частей тела друг о друга, что под землей, в завале, было невозможно. Не мог помочь и запах: слишком мало времени прошло от завала до «спасательных работ», и запах не успел бы проникнуть сквозь толщу земли. Возможно, причина такой оперативности — неизвестное излучение, электромагнитные колебания?
Проводя опыты, исследователи выяснили следующее. Если муравьев отделить друг от друга деревянным или стеклянным экраном, они легко принимают сигналы собратьев. Если же насекомых поместить в медные сосуды или за свинцовый экран, связь между ними прекращается.
Это и в самом деле весьма похоже на не изученные пока электромагнитные волны.
Почему муха не падает
Наверняка вы не раз удивлялись способности насекомых передвигаться по самым, казалось бы, неприспособленным для этого поверхностям. Мухи с легкостью бродят по вертикальным стенам и даже по потолку, не отстают от них и многие другие насекомые. Долгое время даже специалисты-энтомологи не занимались изучением этого вопроса. Они знали, что на конце лапок у насекомых есть маленькие коготки и мягкие подушечки. Ползая по стене, насекомое цепляется коготками за малейшие шероховатости и не падает. Если же, допустим, муха ползет по стеклу, где коготкам уцепиться не за что, или по потолку, на котором с помощью одних коготков не удержаться, то подушечки плотно прижимаются к поверхности, между ними и поверхностью образуется вакуум, и нога насекомого присасывается.