Лов насекомых, находящихся в полете

Ловить насекомых на лету чрезвычайно сложно, поэтому нам придется немного задержаться на этом вопросе. Для такого лова пользуются ловушками различного устройства, но все они должны обладать рядом определенных качеств, и главное - абсолютной нейтральностью, то есть отсутствием какого-либо воздействия, притягивающего или отпугивающего, на находящихся поблизости насекомых. И то и другое исказило бы картину местной фауны - она выглядела бы соответственно богаче или беднее, чем в действительности.

Устройство всасывающей ловушки. В основании ловушки находится турбина, а выше - остроумное приспособление, позволяющее разделять сборы каждого часа. Из стопки дисков, которые видны на снимке, часовой механизм через определенный промежуток времени высвобождает по одному диску. Таким образом, под каждым диском оказываются выловленные за соответствующее время насекомые

Одним из первых приборов, ставших объектом серьезного изучения, была всасывающая ловушка. Ее одновременно начали применять английские ученые и автор этой книги. Англичане пользовались огромным, выше человеческого роста прибором с обращенным к небу широким раструбом. Мощная турбина всасывала все, что оказывалось близ раструба. Впоследствии Тэйлор внес в прибор весьма хитроумные усовершенствования: например, вся добыча собирается в вертикальной части трубы, а часовой механизм каждый час вводит в трубу металлический диск, который изолирует всех насекомых, захваченных в предшествующий отрезок времени. Я видел на экспериментальной станции в Ротамстеде (Англия), как действуют такие ловушки. Число живых существ, всосанных аппаратом, поистине невообразимо.

Что же можно поставить в упрек этому методу? Очень немногое. Похоже, мы имеем дело с наиболее надежным методом статистического анализа состава и изменений численности. Пожалуй, можно было бы выдвинуть всего несколько мелких возражений. Во-первых, насекомые не лишены слуха, поэтому шум турбины либо привлекает, либо отталкивает их. Чтобы избежать этого, Саусвуд присоединил к турбине длинную и широкую трубу из пластмассы, заканчивающуюся раструбом. Но между уловами, получаемыми в измененном приборе и в обычной всасывающей ловушке, не наблюдалось никакой разницы. Затем Рот обратил внимание на то, что насекомым, как и многим другим животным, присуще свойство, известное под названием реотропизма: они по-разному реагируют на направленность воздушных или водных течений. Одни придерживаются того же направления, другие плывут или летят против течения. Весьма возможно, что некоторые насекомые, попав в поток воздуха, всасываемый ловушкой, начинают "барахтаться" и спасаются. Как определить возможные отклонения в результатах? Рот внес остроумное предложение: останавливать и снова пускать в ход турбину каждые 5-10 минут. "Напуганные" насекомые успевали бы до нового включения вернуться на исходные позиции, и ловушка, приведенная в действие, дала бы верную картину их распределения. Но эксперимент не был проведен.

Во-вторых всасыватель слишком велик, его невозможно использовать для различных уровней растений. Я с несколькими учениками попытался заменить этот громоздкий прибор рядом более мелких всасывающих установок, которые легко размещались на разных уровнях в поле, засеянном, например, люцерной. Но тогда интенсивность всасывания оказывалась слишком слабой, что отражалось на объеме и составе уловов.

И наконец, еще один недостаток практического характера, пожалуй, самый труднопреодолимый. Для громоздких аппаратов необходимо иметь поблизости источник тока или генераторную установку. Исходя из того, что работа эколога проходит в полевых условиях, там, где источники тока - большая редкость, мы остановились на втором варианте.

Огромные всасывающие ловушки

Мне не забыть удивления мирных землепашцев Сены и Уазы, созерцавших наше прибытие с внушительным оборудованием, предназначенным всего-навсего для того, чтобы заполучить на дно всасывающей трубы каких-то жалких козявок!

Клейкие ловушки

Итак, всасывающая ловушка оказалась громоздким и неудобным для экологических исследований аппаратом. И я вспомнил об одном опыте, проделанном мною еще в молодости: мне нужно было изолировать металлические провода для электрической цепи, и я ничего лучшего не придумал, как покрасить их. С электротехнической точки зрения краска проявила себя крайне посредственным изоляционным материалом, зато с точки зрения энтомологии результаты были куда интереснее. Я разложил провода для просушки в бабушкином саду, и каково же было мое удивление, когда я увидел, что они почти сплошь покрыты бесчисленными мошками и насекомыми самых разных видов! Между тем все объясняется очень просто, и пауки только так и действуют, когда ловят мух. А не сплести ли и мне искусственную паутину? Я попытался изготовить ее немного позже, когда вместе с несколькими учениками бился над созданием основ экспериментальной экологии. Мы густо смазали клеем квадратный метр решетки и отправились через люцерновое поле - дождь, помнится, лил вовсю - подвешивать свою ловушку на мачту высотой несколько метров. Натянутая на деревянную рамку решетка всю ночь раскачивалась под сильным западным ветром. А когда мы ее спустили на следующее утро, она была покрыта сплошным панцирем из прилипших к ней насекомых. Я вообразил тогда, что партия выиграна, и уже предвидел безоблачное будущее. Казалось, остается только прийти в неизвестный биотоп, развесить в нем наши клейкие рамки и вернуться, скажем, через неделю, чтобы обнаружить расклеенный в рамке безукоризненно представительный набор образцов фауны, передвигающейся в исследуемом секторе. Это представлялось тем более реальным, что клей почти не теряет своих свойств ни под солнцем, ни под дождем.

Увы! Не так-то все было просто. Прошло много лет, прежде чем я со своим старым другом и сотрудником Морисом Ротом начал углубленное изучение клейких ловушек. Мы раскладывали по люцерновому полю маленькие металлические рамки с натянутыми на них и смазанными клеем нейлоновыми нитями. Мы выбрали нити, так как в моем мозгу засела мысль о паутине, но сделали это еще и потому, что нить - единственный предмет, не вызывающий отклонения воздушного потока. Ведь некоторые мелкие насекомые с низкой летательной способностью более или менее пассивно следуют направлению слабых и вихревых воздушных потоков, непрерывно возникающих над полем.

Если в эксперимент ввести какой-либо объемистый предмет, струйки воздуха, повинуясь сложным законам аэродинамики, будут обтекать его и унесут на то или иное расстояние от него тех насекомых, которых может увлечь воздушное течение. В этом одно из главных неудобств ловушек, названных пассивными из-за того, что они сами не притягивают насекомых. На первых порах результаты вполне оправдывали наши ожидания: мы находили на нитях множество прилипших насекомых, легко отклеивали их с помощью растворителя - трихлорэтилена, а затем сколько угодно времени рассматривали их.

Рот сразу обратил внимание на однородность пойманных насекомых: все это были особи мелких или даже мельчайших размеров. А между тем самым простым способом, ну хотя бы просто двумя-тремя взмахами сачка, можно было обнаружить на поверхности люцерны много других видов, в том числе и довольно крупных. Значит, они либо вовсе не попадались в наши ловушки, либо как-то из них вырывались. Тогда мы решили увеличить клейкую поверхность и применять металлическую сетку, смазанную клеем. Численность добычи немедленно чрезвычайно возросла. Но существенных отличий от улова, получаемого при помощи прозрачной пластмассовой пластинки, смазанной клеем, не было. Иными словами, разница по сравнению с уловами на небольшой клейкой площади была незначительной.

Но вопрос этот все равно еще далеко не решен: ведь на клейкую поверхность ловятся всегда только насекомые средних или малых размеров, среди них никогда не встречаются особи крупных видов, какие, например, можно поймать только сачком. Кроме того, пластинка должна быть прозрачной, в противном случае численность улова резко снижается. Небезразлична и форма ловушки - важно достигнуть наименьшего отклонения струек воздуха. Рот использовал, например, смазанный клеем конус и получил с его помощью лучшие результаты, чем при применении пластинок.

Ловушки Мёрике

Есть еще и другая методика сбора, которая дает поразительные по численности уловы насекомых. Открыл ее, как будто случайно, немецкий биолог Мёрике. Чуть повыше растений устанавливаются раскрашенные тарелочки с небольшим количеством воды. Насекомые массами слетаются на них и тонут. Но соблюдается одно условие: тарелочки должны быть окрашены в зеленый или желтый цвет. В белых или хотя бы обведенных белой каймой тарелочках улов заметно ниже. Причина такого негативного отношения к белому цвету неизвестна. Во всяком случае, и для клейких ловушек важен цвет. Насколько мне известно, их никогда не красили в белый цвет; кроме того, Рот показал, что клейкие ловушки, окрашенные в черный цвет, полностью утрачивают свою эффективность. По сообщениям английских авторов, тлей ловится значительно больше, когда ловушки окрашены в желтый цвет. Несомненно, это связано с особенностями цветового зрения насекомых; оно уже прекрасно изучено. Большинство насекомых различают все основные цвета, за исключением красного, который многие перепончатокрылые путают с черным. Нередки случаи действительно врожденных склонностей, когда насекомые предпочитают желтый или зеленовато-желтый, иногда голубой цвета. Но "отпугивающее" действие белого цвета, насколько мне известно, еще не доказано физиологами. С другой стороны, белые цветки борщевика, собранные в крупные зонтики, отличнейшим образом привлекают множество насекомых. Ведь цвет, воспринимаемый нами, как белый, в той или иной степени отражает ультрафиолетовые лучи, а для глаз огромного большинства насекомых ультрафиолетовые лучи - это цвет. Можно ли сделать отсюда вывод, что белая окраска тарелочек Мёрике либо совсем не отражала ультрафиолетовых лучей, либо отражала их с каким-то отклонением от нормы? Не знаю, но совершенно очевидна необходимость изучать физиологию чувств, чтобы правильно истолковывать наблюдения, сделанные экологом в природных условиях.

Световые и пахучие ловушки

Энтомологи старших поколений, отнюдь не ради того, чтобы получить статистически полноценное представление о популяциях, а просто стремясь выявить как можно больше видов, испробовали почти все приемы лова, и в частности световые и пахучие ловушки. Чтобы убедиться в эффективности световых ловушек, достаточно оставить зажженную лампу у открытого окна. И, быть может, кто-нибудь из моих читателей еще помнит своеобразные графины без дна, но с круговым желобком, куда наливалась вода с небольшой примесью варенья: осы, бабочки, пчелы и многие другие насекомые не упускали возможности утонуть в этом сосуде.

Так почему бы не использовать эти средства для получения проб популяций? Да по очень простой причине: это уже не нейтральные, а активные ловушки, ловушки избирательного действия, привлекающие какие-то одни виды насекомых и не привлекающие другие. А значит, они применимы в крайнем случае, разве что для аутэкологии, но уж никак не для синэкологии. Световые ловушки, например, привлекают только фотопозитивных насекомых, то есть тех, что летят на свет. Но ведь фотопозитивны далеко не все виды, немало и фотонегативных. Да и обладающий фотопозитивностью вид не всегда, не в любой момент жизни взрослого насекомого сохраняет это свойство. А бывает и так, что фотопозитивными оказываются только самцы или только самки. Более того, при этом методе неизвестна площадь обследуемой зоны.

Но тут важно другое: световые ловушки, не представляющие никакой ценности для изучения численности насекомых, открыли нам одно из любопытнейших явлений в биологии бабочек (а быть может, и других насекомых?). Дело в том, что в зависимости от высоты, на которой поставлены ловушки,- начиная с поверхности почвы и кончая двадцатью метрами над ней - туда попадают не одни и те же насекомые и даже насекомые не одного и того же пола. Это интересное наблюдение было сделано в Ротамстеде Вильямсом. Как сейчас вижу его, этого застенчивого английского натуралиста: восторженно улыбаясь, он демонстрирует всем свои ночные уловы - полные тарелки серых совок, появляющихся с наступлением темноты.

Тэйлор показал, что в зависимости от вида крупных ночных бабочек процент их попадания в световые ловушки сильно колеблется. Некоторые виды попадаются в пять тысяч раз чаще других. Кроме того, даже по отношению к одному виду эффективность одной и той же ловушки подвержена значительным, нерегулярным и необъяснимым колебаниям. Таков случай с Agricola lychnides: отдельные особи начинают попадать в ловушки лишь в то время, когда не менее 10% этих бабочек находится в полете, и то если они летают низко, ниже трех метров. Значит, попадаются особи с теми или иными отклонениями от нормы, так как 90% Agricola обычно летают на высоте семи метров. На-конец, никто, по-видимому, не подумал, что нельзя не принимать в расчет и лунный свет. Между тем по данным Прово (1959), в световые ловушки перед новолунием попадает в шесть раз больше комаров и бабочек, чем при полной луне, в то время как всасывающие ловушки никогда не дают такой периодичности. Еще более поразительные наблюдения сделаны Робинсоном. Он размещал ловушки на расстоянии сотни метров одна от другой в одинаковых с виду биотопах на открытом участке. И все же очень часто уловы получались и по объему и по составу совершенно разными, хотя наблюдатель, стоящий у одной из ловушек, видел одновременно еще несколько других. Эти различия в эффективности ловушек, разделенных расстоянием менее чем в сто метров, до сих пор не привлекли внимания исследователей, а ведь одного такого факта достаточно для того, чтобы пересмотреть представление об экологии как о науке весьма несложной...

Такое же разнообразие в уловах обнаруживает Маклеод (1962), применяя пахучие ловушки: синие мухи чрезвычайно неравномерно слетаются к приманкам, стоящим всего в нескольких метрах одна от другой. Может показаться, что существуют локализованные скопления этих мух, однако причина их возникновения не выяснена.

Закон минимума

Используя такие ловушки, как световые, не следует забывать, что результат улова обусловлен снижением освещенности до минимума, который необходим для начала активности насекомых. Освещенность, естественно, проходит через этот минимум каждые 24 часа, и именно она сильнее всего действует на активность. Влажность, температура, ветер определяют лишь степень активности. Если ночью один или несколько из этих факторов держатся в течение какого-либо времени на неблагоприятном для насекомых уровне, голод бабочек усиливается. Свет - препятствие, обычно тормозящее полет, - оказывается вполне преодолимым, и бабочки начинают летать при освещении, значительно более сильном, чем обычно (Броларсен, 1943). Все это следует учитывать, когда берешься за подчас неразрешимую задачу - привести кривую активности в соответствие с изменениями одного-единственного климатического фактора.

НАСЕКОМЫЕ, ПРЕБЫВАЮЩИЕ В СОСТОЯНИИ ПОКОЯ НА РАСТЕНИЯХ. КАК ИХ ЛОВИТЬ?

Но остается еще один, совсем особый вопрос: о насекомых, которые не летают либо потому, что у них нет крыльев, либо просто потому, что они спокойно сидят в момент, когда приближается наблюдатель. И такая простая с виду задача оказывается дьявольски сложной. Но почему? Говоря о кошении сачком, мы уже обсудили несколько трудностей: насекомые улетают или падают наземь, как только почувствуют (в двух-трех метрах) приближение экспериментатора: кроме того, они совершают микромиграции - передвигаются по стеблям сверху вниз, а ведь зона обследования ограничена верхушками стеблей и т. д.

Селектор в действии (по Шовену, 1956)

Как-то мы с несколькими учениками пытались захватывать ту или иную часть растения "селектором", то есть цилиндрическим ящиком, обе половины которого имеют острые края. Селектор осторожно подносят к растению и захлопывают так, чтобы намеченная часть растения попала в ящик. Открывают селектор в большом пластмассовом мешке с удушливым газом; остается только вернуться в лабораторию, отделить обломки растения и рассортировать фауну. Таким путем можно получить невероятное количество насекомых, причем улов и по количеству собранного материала и по составу иной, чем тот, который бывает в сачке или во всасывающей ловушке. К этому нужно добавить, что селектор позволяет брать по желанию верхние, средние или нижние ярусы растений.

Вот он, скажете вы, самый правильный метод, который может дать статистически достоверную картину популяции! Не вполне достоверную, к сожалению. Дело в том, что в нашем распоряжении нет метода для точного сравнения. Старые работы проникнуты чуть ли не религиозной верой в достоинства цилиндра. Речь идет о большом металлическом цилиндре с острыми краями, которые вонзают в землю вокруг намеченного растения. Если это проделать быстро, все насекомые, сидящие на этом растении, окажутся пойманными. Под действием удушливого газа насекомые погибают, после чего их сортируют в лаборатории. Но об этом мы уже говорили.

Итак, теоретически все как будто обстоит превосходно, хотя этот способ и требует большой сноровки. Но посмотрим, как обстоит дело в эксперименте. Приобщившись к культу цилиндра, я, хоть и с большим опозданием, решился заказать таковой и попросил двух моих учеников испытать его на нашем неизменном люцерновом поле. Первый этап операции протекал обычным, уже знакомым вам образом, но когда дело дошло до сбора мелких и самых мелких насекомых, упавших на землю после удушения, оба мои эколога были вынуждены выйти из игры. Ведь насекомые смешиваются с остатками растительности, которые лежат на поверхности почвы, а если она к тому же покрыта еще и травой, то ваше дело совсем плохо.

Так как же быть? Самое досадное заключается в том, что мы и сейчас не знаем этого. Иначе говоря, у нас нет метода отбора средних образцов, пусть сложного, но такого, которому можно было бы довериться. Мы находимся в положении статистиков, проводящих перепись населения какого-нибудь города, когда они не уверены, что у них в руках все переписные листы, или даже хуже - когда они уверены, что не имеют данных о многих категориях жителей, но не могут установить, о каких именно.

Упомянем и о других методах, слишком недавно введенных, чтобы поручиться за них. Например, расстилают вокруг дерева большую простыню и обрабатывают его повышенной дозой инсектицидов; на полотно после этого падает просто ошеломляющее количество насекомых, особенно если не лениться трясти ветви. Быть может, и стоит обработать какую-то площадь на люцерновом поле сокрушительной дозой инсектицида, разложив на земле у основания стеблей пластмассовые кружочки, облегчающие сбор мертвых насекомых? Но эта работа еще впереди.