Путь к сердцу

Путь к сердцу

В Софии трамвай от вокзала к центру, как обычно, переполнен. В один из углов передней площадки поднялись два молодых человека. В руках они держат футляры со скрипками и тихо разговаривают. В таких случаях попутчик невольно подслушивает, особенно если тема его заинтересовала. Похоже, что разговор идет о людях, близких собеседникам, потому что их тон выражает сожаление. "Его состояние очень тяжелое,- говорит первый,- врачи считают, что вряд ли оно станет лучше". Другой озабоченно добавляет: "Когда человек потеряет зрение, это еще полбеды, но потерять слух - это настоящая трагедия".

Кто это говорит и как он пришел к такому выводу. Внимательно смотрю на них - оба они слепые. Видимо, они скрипачи, и для них единственной широко открытой дверью в мир был слух. Их глаза, может быть, никогда не видели солнечного света. Им были недоступны природные ландшафты, синие или зеленые горы, цветущие луга, синева неба или моря, свет солнца, луны и звезды, любящий взгляд карих или голубых глаз, улыбка любимой, в которой скрывается столько нежной теплоты. Да, для них свет, красота, нежность и любовь - все это выражается только звуками. В них они улавливают гармонию и дисгармонию мира, как и все, что может волновать глубоко чувствительное человеческое существо.

Звук - это одна из форм движения материи, а слух - это способность живых существ его улавливать и расшифровывать с помощью специального, очень сложного аппарата. Слух вместе с осязанием считается более примитивным чувством, чем зрение, и относится к так называемым механическим ощущениям. Но он сложнее зрения, обоняния и вкуса в другом отношении. Слух подобен двойному аппарату, т. е. системе аппаратов, тесно связанных между собой. В природе едва ли есть устройство или явление, которое не подчинено какой-нибудь задаче. Всякое явление обусловлено другим, которое делает его необходимым. Так же и слуховой орган существует, чтобы воспринимать звуковые волны. В действительности он может воспринимать вообще все звуковые волны, которые носятся в пространстве, но устроен прежде всего для восприятия звуков, издаваемых подобными же существами при поддержании связей и отношений между ними. Это можно понять только в лоне природы, где насекомое проводит свою жизнь.

Добруджанская равнина раскинулась под огромной крышей серовато-голубого неба, край которого, как правильная окружность, сливается с зелеными очертаниями гор или со всегда волнистыми возвышениями горизонта. Солнце печет, на небе нет ни следа облаков. Воздух горячий и тяжелый. Энтомолог лег на мягкое сено, закрыл глаза, а лошади едва тянут легкую телегу по черной проселочной дороге, идущей через дубовую рощу, конца которой не видно. Весь лес звенит. Со всех сторон волнами несется то замирающее, то вдруг усиливающееся жужжание. Какие-то неуемные певцы громогласно поют серенады своим дамам, притаившись в тени между листьями на ветке дуба. Трубадуров не один и не два - их тысячи. Они повсюду; на каждом дереве их не менее десятка. И все они томятся и поют свое "ж-ж-ж-ж" на разные тона с переливами, усилениями и ослаблениями.

"Нет конца", - говорит энтомолог и слезает с телеги. Он приближается к кустам. Это оглушительное жужжание слышно над самыми ушами. Он просовывает голову под ветки и всматривается в них. Как по сигналу скрытого дирижера, звук обрывается. Зато он раздается рядом. Он отходит к другому кусту. Опять песенка обрывается. Так продолжаются поиски, но песня при приближении каждый раз прекращается. От куста, к которому он подходил раньше, уже снова слышатся первые звуки настройки, а затем стрекотание слышно в полный голос. Энтомолог раздвигает ветки - оттуда с шумом сухих перепончатых крыльев вылетает цикада и исчезает над деревьями. Но вот на толстой ветке у самого ствола сидят, притаившись, два насекомых. Они не поют, потому что их мечта осуществилась. После почти двухдневного наслаждения любовными песнями своего поклонника молодая самка, перепончатые крылья которой ослепительно блестят под солнечными лучами, приблизилась к самцу и доверила ему судьбу своего потомства. Они сидят молчаливо, будто срослись в одно целое, передавая оформляющимся в этот момент зародышам своих детей в завещание от минувших поколений опыт, мудрость и указания на будущее.

О чем поют цикады, для кого, чем и как? Эти вопросы занимали энтомологов десятилетиями, а это значит, что тысячи цикад были пойманы, наблюдались в лаборатории, их ковыряли со всех сторон, пока они были еще живы, а потом их разрезали во всех направлениях, вплоть до мельчайших сухожилий, мышц, нервных волокон, трахейных трубок, кровеносных сосудов, половой системы, пищеварительного канала, органов чувств и т. п. Иным способом изучение вести невозможно. Микротом вскрывал складки тончайшего строения, и детали изучались с помощью микроскопа. Но среди этих систем, форм органов, волокон, клеток и материальных элементов искали и нечто другое: жизнь, поведение целого насекомого, что, в сущности, и есть самое интересное.

Звуковой аппарат цикад и особенно большой цикады очень сложен. Он состоит из звуковой мембраны, представляющей специально приспособленную часть тергита (гребенчатая пластинка на первом членике брюшка), и она может частично или полностью прикрываться складкой, которая отходит от второго членика брюшка. Эта мембрана выпуклая и эластичная, в ее стенках выступают ряды хитиновых ребрышек. Мембрана приводится в движение двумя сильными мышечными пучками, расположенными в полости тела под углом друг к другу. Эта мускулатура начинается от первого стернита брюшка и соединена со звуковой мембраной сильными сухожилиями. Звук получается от сокращения и расслабления мышц, заставляющих двигаться мембрану и ее хитиновые ребра. Сила звука зависит от специального резонатора - пары воздушных мешков, заполняющих всю полость брюшка, оттесняющих пищеварительную и кровеносную систему к спине, а половой аппарат назад. У различных видов цикад детали очень разнообразны, но принцип один и тот же. Звук, который издают некоторые тропические цикады, очень силен, и его можно услышать даже за два километра.

Звуковой аппарат имеют только самцы цикад. Самки его не имеют, а если и имеют, то в рудиментарном виде, так что они не способны производить звуки. Самки цикад вообще безмолвны. Но они, как и самцы, имеют слуховой аппарат, расположенный поблизости от звукового. У обоих полов он устроен одинаково. Главная его часть находится в общем углублении, закрытом оперкулярной пластинкой, и он представляет собой тимпанальную пластинку, т. е. барабанную перепонку. Она натянута на крепкую хитиновую рамку, и это ни что иное, как специально приспособленная часть второго стернита брюшка. Она плотно срослась с воздушными мешками брюшка, в сущности, сильно расширенными трахейными мешками. Звуковые чувствительные тельца, называемые сколопидиями, плотным слоем размещены в слуховой капсуле, связанной с барабанной перепонкой. Количество этих телец у цикад достигает 1500.

Звуки издают очень многие насекомые. У одних звуковой аппарат примитивен и имеет, может быть, ограниченное значение, а у других он устроен очень сложно. Все звуковые аппараты построены на принципе трения одной зазубренной хитиновой пластинки (или ребра) о другую. При этом трении двух шероховатых поверхностей возникает звук. Так, например, муравьи рода Муrmica издают тихие, но отчетливые звуки трением заостренного края третьего тергита по краю четвертого, выпуклому и сильно зазубренному. Это возможно благодаря движению эластичного сочленения между ними. Жуки-усачи (Cerambycidae) издают довольно сильные звуки. Например, Morimus funereus, если взять его в руку, начинает качать головой, и от трения сочленения между переднегрудью, снабженной сзади заостренным краем, по слегка зазубренному краю среднегруди, слышен резкий звук. Такой же звук издают различные виды рода Dorcadion. Это их свойство известно и детям, которые, поймав жука, слюнявят его, после чего он, кланяясь головой и грудью, начинает издавать свой цокающий звук, как часовой механизм. Некоторые виды хищных клопов семейства Reduviidae производят звуки трением вершины хоботка между зазубренными основаниями передних ног.

Устройства для воспроизведения звуков, уловимых или неслышных для нашего уха, имеют очень многие насекомые. Звуки издают и некоторые личинки, например личинки некоторых навозных жуков, которые трут зазубренные членики средней и задней пар ног. Звук издают и некоторые гусеницы, когда они трут задний край головной капсулы о край переднегруди. Особый звук издают взрослые жучки-точильщики из семейства Anobiidae размером 1 - 2 мм, обитающие в ходах, проделанных их челюстями в сухой древесине. Во время брачного периода они издают звук, ударяя верхом головы в потолок и стены галереи. Этот звук особенно ясно слышен ночью. Это призыв одного пола к другому. Некоторые насекомые издают более или менее сильные звуки при движении крыльями во время полета, например стрекозы и некоторые бабочки. Дневной павлиний глаз, раскрывая крылья, также производит слабый, но отчетливый звук.

Звук издает и бабочка мертвая голова, если ее сильно потревожить. Он возникает в результате выталкивания воздуха через трахеи при сокращении брюшка.

Эти звуковые аппараты довольно примитивны, и их можно сравнить с ударными музыкальными инструментами - барабанами, тарелками и т. п. Музыкальный аппарат цикад с их мембранами и резонаторными мешками до некоторой степени напоминает уже духовые инструменты, вроде фисгармонии или органа.

Гораздо сложнее устроен звуковой аппарат у различных групп прямокрылых насекомых. Он устроен наподобие скрипки, в нем есть смычок и струны. Самые звуки, издаваемые этими насекомыми, многим из нас хорошо знакомы, потому что они встречаются не только в природе, но и в человеческом жилище. Одно из общеизвестных насекомых, пиликанье которого нас волновало еще в детстве, - это домовый сверчок. Он очень часто был сожителем человека в старых сельских и даже городских домах. В тихие летние ночи, когда весь дом затихает, в каком-то скрытом уголке слышится сначала робкое и отрывочное скрипение, которое постепенно усиливается и превращается в звучную мелодию, несущуюся в ночной тишине. Люди слушали ее с удовольствием и радовались как ей, так и маленькому скрипачу, скрытому в какой-нибудь трещине старой стены или потолка. Люди знали, что песня предназначена не для них. Сверчок играет серенаду своей любимой размером меньше него, что упивается сладкими призывными звуками, спрятавшись в какой-нибудь едва видимой трещине. Заслушавшись, увлекшись, она медленно, шаг за шагом приближается к своему избраннику. В лабораторной обстановке с применением магнитофонной записи установлено, что самку волнует пение самца, и она двигается в том направлении, откуда идут звуки.

В это время ее герой настроил свою скрипку. Она на вид проста. Правое переднее крыло имеет одну измененную жилку, слегка зазубренную снизу, как пила, или шероховатую, как натертый канифолью смычок. На левом крыле имеется острый край, который находится точно под зазубренной жилкой правого крыла. Сверчок, придя в музыкальное настроение, приподнимает правое крыло, напрягает и прижимает к нему левое крыло, и тогда смычок дергает по заостренному краю, как по струне. Слышится первый ориентировочный звук. Крылья поднимаются, расстояние между ними и телом увеличивается, причем увеличивается и воздушный промежуток. Настроение скрипача повышается. Крылья вибрируют все быстрее и чаще, а звуковые волны быстро меняют частоту. Они уплотняются воздушной подушкой и усиливаются изящными резонаторными пластинками, так называемыми зеркальцами, расположенными на переднем конце верхних крыльев. Это тонкие, прозрачные, эластичные перепонки, натянутые на рамки, образованные жилками у основания крыльев.

Звук, издаваемый сверчком, слышен довольно далеко. Когда поет один самец, его мелодия однообразна, и ее интенсивность определяется его внутренним состоянием. Но если поблизости друг от друга находятся два или несколько самцов, их музыка приобретает более координированный характер. Одни партнеры вступают в игру, другие выходят из нее, и музыка начинает походить на оркестровое исполнение. Похоже, что они сами увлекаются исполнением программы, и их музыка приобретает характер "искусства" самого по себе, а не вызвана стремлением привлечь к слушанию какую-либо постороннюю вдохновительницу. В сущности, этот концерт - нечто вроде соревнования между самцами, как будто мастерство имеет значение для выбора супруга. Но в природной обстановке доказать это трудно, потому что, если музыкантов побеспокоить, музыка прекращается.

У других длинноусых прямокрылых из семейства Locustidae, Tettigoniidae и др. музыкальный аппарат устроен аналогично на передней паре крыльев, но их роль иная. Правое крыло имеет зазубренную утолщенную жилку, а левое крыло имеет заостренное ребро, которое опускается над шероховатой жилкой. Резонаторное зеркальце тоже состоит из перепонки, натянутой на рамку из жилок крыла.

У короткоусых прямокрылых принцип устройства звукового аппарата такой же, но смычок находится в руке музыканта. Важную роль в этом аппарате также играет переднее крыло. Его наружная сторона снабжена утолщенной, слегка выпуклой ветвью жилки. Бедра задней пары ног снабжены изнутри невысокими выпуклостями в виде ребрышек, которые по мере сужения бедра становятся все короче. Когда кузнечик двигает бедром вверх и вниз, ребрышки трутся по выступающим жилкам на крыле. При этом получается соответствующий звук. Этот звук можно воспроизвести, даже если провести бедром по крылу мертвого кузнечика. У некоторых видов этих короткоусых прямокрылых устройство совершенно иное: боковая жилка на переднем крыле снабжена зубцевидными выступами, а ребрышки на бедре гладкие. Однако результат получается тот же.

Как сверчки, так и кузнечики издают различные по силе и высоте звуки, которые ритмично изменяются и образуют характерную мелодию. Эта мелодия настолько типична для каждого вида, что хороший энтомолог может изучать фауну прямокрылых данного района по одним мелодиям, не прибегая к сборам.

Звуковой аппарат - это орган для поддержания связи, чего-то вроде разговора между насекомыми. Но, чтобы эта связь осуществлялась, звук должен быть услышан и проанализирован организмом, к которому он адресован. Это происходит с помощью слухового аппарата.

Обычно считается, что всякое животное, которое издает звук, обладает и аппаратом для его восприятия. Это логично, но не полностью доказано, особенно в отношении насекомых.

Как уже было сказано, у цикад оба органа находятся в непосредственной близости, даже составляют части одной сложной комбинации двух органов, взаимно помогающих друг другу. Один из них, звуковой, тем или иным образом создает воздушные волны различной длины и частоты, которые воспринимаются слуховым аппаратом, настроенным соответствующим образом. Иначе говоря, связь осуществляется путем механического создания и восприятия волн в чисто материальной среде - воздухе. Органы для создания воздушных колебаний звуковой категории иногда очень примитивны, а в других случаях сложно устроены и сильно специализированы. В природе существует такое же разнообразие в устройстве органов для восприятия механического давления воздушных волн различного характера, вплоть до самых специализированных слуховых органов цикад, прямокрылых и других насекомых.

Гусеницы бабочки дневной павлиний глаз кормятся листьями крапивы. В некоторые годы они появляются в массе, их легко найти и наблюдать, и на них можно проводить простые опыты прямо в природе. Они довольно крупны и достигают в длину 5 см. Их окраска черная, они покрыты крупными белыми точками и высокими черными шиловидными и опушенными выростами сегментов. Голова у них черная. Как и все другие гусеницы, они тоже чувствительны к прикосновению и реагируют на него либо свертыванием, либо ускорением движения. Их кожица покрыта тонкими волосками, основания которых связаны с нервными узелками тонкой подкожной сетью нервных волокон. Эти гусеницы реагируют не только на прикосновение, но й на дуновение. Тогда они нервно подрагивают местом, которого коснулся воздух.

Опыты можно продолжить. Если поблизости от такой гусеницы вскрикнуть, посвистеть губами или свистками или заиграть на скрипке, она тоже реагирует. Опыты проводились и с другими гусеницами, например траурницы (Vanessa antiopa). Установлено, что эти гусеницы реагируют на звуковые волны от 32 до 1024 герц, если интервалы между звуками не очень малы. Это обстоятельство показывает, что организм может воспринимать звуковые волны всей поверхностью тела. Точно так же эти волны могут восприниматься и через почву и другие звукопроводящие предметы, с которыми гусеница соприкасается. В восприятии звуков играют роль сенсиллы, связанные с волосками на теле или с другими выростами кожи.

Примитивными органами слуха служат специализированные механорецепторы звуков, так называемые хордотональные органы, состоящие из группы клеток, среди которых имеются и нервные, связанные с центральной нервной системой. Такие группы клеток включены в различные по форме образования и могут располагаться поодиночке или в большом числе в различных частях тела насекомых, например на усиках, на ногах или на крыльях. Они служат главным образом для восприятия механического давления среды, в особенности у личинок насекомых, тогда как джонстонов орган, имеющий аналогичное устройство, служит для восприятия волн, создаваемых движением насекомых и отражаемых внешней средой.

Однако подлинными органами слуха являются так называемые тимпанальные органы, которые, в сущности, представляют собой группу сколопидий, локализованных в определенных частях тела. Они связаны со специализированными участками кутикулы, принявшей форму тонкой перепонки, которую в ушах всякого рода или слуховых аппаратах называют барабанной. Эта перепонка напряжена с помощью специальных мышечных групп и связана с трахейными расширениями. Барабанная перепонка всегда помещается в углублении поверхности соответствующего органа и прикрыта какой-нибудь кожной складкой. Слуховые органы вроде этих пригодны для восприятия только звуковых волн; они наиболее совершенно устроены у насекомых, имеющих наиболее сложный звуковой аппарат и издающих наиболее сильные звуки, а именно у цикад и различных прямокрылых - кузнечиков и сверчков.

У длинноусых кузнечиков и сверчков слуховой аппарат расположен на задней стороне голеней с обеих сторон и представляет собой две круглые прозрачные, сильно натянутые перепонки в рамке из толстой хитинизированной кутикулы. У одних видов эта перепонка прикрыта складкой, а у других ее отверстие щелевидно. Внутреннее устройство этого аппарата очень тонкое, он имеет резонатор и хорошо изолированное отделение для нервных клеток. У короткоусых саранчовых этот аппарат находится сбоку первого членика брюшка. И здесь перепонка представляет собой натянутую пленку, прикрытую складками кутикулы. Внутреннее устройство, тоже сложное и очень тонкое, основано на том же принципе, что и у сверчков. Как мы видим, слуховой орган прямокрылых насекомых отделен от звукового органа, а у цикад они расположены в непосредственной близости.

Слуховой орган есть и у большинства бабочек, а может быть и у всех, но он не у всех видов обнаружен и изучен. У многих видов совок он представляет собой сильное расширение на сочленении между грудью и брюшком, где за барабанной перепонкой сформированы обширные углубленные резонаторные полости, разделенные на несколько частей специального назначения. У ряда дневных бабочек, например у голубянок и блестящих красных червонцев, этот орган находится на боках первого членика брюшка, а у других дневных бабочек он располагается в особых расширениях во внутренних углах передних крыльев, где у некоторых видов находятся многочисленные нервные тельца. Остается неразрешенным вопрос о связи между звукообразованием и восприятием звуков у бабочек. Некоторые бабочки хотя и не издают уловимых звуков, все же имеют такой аппарат. Слуховой орган не обнаружен и у многих паразитических перепончатокрылых, но экспериментально установлено, что они слышат. Однако такой аппарат обнаружен у многих других групп перепончатокрылых и жуков, а в виде джонстонова или хордотонального аппарата - и у бескрылых ногохвосток.

Во всяком случае, в зависимости от функции, которую должен выполнять слуховой аппарат, развиты и его возможности улавливания и различения частоты и силы звуковых волн. У кузнечиков диапазон частот волн захватывает от 300 до 20000 герц, а у сверчков - от 300 до 10000.