Хирурги и строители

Большинству насекомых свойственно целенаправленное поведение, свидетельствующее об их довольно сложной организации, несмотря на относительную простоту (по сравнению с позвоночными) строения нервной системы. При этом органы и системы насекомых, определяющие их действия, часто имеют микроскопические размеры, что, однако, сочетается с высокой эффективностью и надежностью функционирования.

Одним из примеров тонкой нервной организаций насекомых является изобретательность, которую проявляют некоторые осы, чтобы обеспечить подходящей пищей свои личинки. Дело в том, что личинки ос церцерис, сфекс, аммофила, тахит и ряда других очень прожорливы и при этом чрезвычайно взыскательны к пище. Их удовлетворяет лишь свежее, даже живое, мясо других насекомых. От убитой, а следовательно; совершенно неподвижной "дичи" личинка отказывается - она не ест падаль. Живые же насекомые легко могут повредить хрупкую маленькую личинку, не говоря уже о том, что не дадут себя есть живьем.

Оса-мать великолепно выходит из этого затруднительного положения. Своим жалом с капелькой яда на конце она не убивает, а лишь парализует жертву, с поразительной точностью нанося укол в двигательные узлы ее нервной системы.

Различные виды ос охотятся по-разному. Так, пищей для личинок осы-церцерис служит жук-долгоносик (златка). Церцерис делает один единственный укол в большой нервный узел (ганглий) долгоносика, и жук немедленно теряет подвижность. Оса переносит его в норку, где и откладывает на него яичко. Долгоносик хоть и недвижим, но не мертв, тело его на протяжении нескольких недель не сохнет и не гниет. Таким образом личинка церцериса, выйдя из яйца, найдет вдоволь свежей пищи.

Оса-сфекс кормит свои личинки сверчками. Сверчок по анатомическому строению нервной системы отличается от долгоносика. Если у долгоносика все двигательные нервные волокна сходятся в один узел, то у сверчка имеется три независимых нервных ганглия: шейный, переднегрудный и у основания брюшка. Иное строение нервной системы - иная тактика осы-сфекса. Напав на сверчка, оса делает жалом три безошибочных укола: сначала в шейный узел, чтобы парализовать сильные челюсти сверчка, иначе ей не сдобровать, потом в оставшихся два ганглия - и личинка обеспечена "провизией".

Труднее приходится осе-аммофиле, откладывающей яички на гусениц и червей. Каждое из их 10-15 колец имеет отдельное нервное волокно, отходящее от общего ствола. Тут уж одним - тремя уколами не обойдешься. И аммофила, усевшись на отчаянно изгибающуюся и сопротивляющуюся жертву, начинает методично жалить ее от головы до хвостовой части, последовательно парализуя одно кольцо за другим. Результат тот же - неподвижная, но живая дичь доставляется в норку и на нее откладывается яичко.

Дичью для ос-тахитов служит огромный по сравнению с ними и сильный жук-богомол. У него имеются два больших ганглия: один в высоко поднятой на длинной шее голове, а другой - в брюшке. Расстояние между ними почти вдвое больше длины тела тахита. Напав на богомола, тахит обхватывает ножками его шею и вонзает жало в основание головы - страшные челюсти противника обезврежены. Теперь оса, как по телеграфному столбу, соскальзывает по шее богомола на его спину, и, изогнувшись, жалит в брюшинный нервный узел. Богомол парализован.

К сожалению, до сих пор нет более или менее полного исследования функционально-структурных особенностей и интимной сущности подобного сложного поведения насекомых. Глубокое изучение этой проблемы, несомненно, пополнит наши знания в области самоорганизующихся систем и автоматов и поможет решить ряд важных вопросов микроминиатюризации технических систем.

Издавна восхищались люди строительным искусством медоносных пчел - строгой геометрией их сот, состоящих из правильных шестиугольных ячеек. Хорошо известны также оживленные поселения муравьев с их специализированными помещениями, кладовыми, "детскими" комнатами и пр.

С поразительным знанием дела возводят насекомые свои сооружения. Вот камень, к которому накрепко прикреплен прочно сцементированный ком земли. Это гнездо пчелы-каменщицы. Для его постройки она использует чистый песок и сухую землю, которую собирает с утрамбованных проселочных дорог и тропинок. Строительный материал пчела скрепляет слюной и армирует маленькими камешками с острыми кромками и гранями. Такие камешки лучше сцепляются с раствором.

Пчела-листорез для постройки ячеек пользуется кусками, вырезанными из листьев. Из этих кусков она свертывает фунтики-мешочки, в которые потом собирает мед и откладывает яичко. Мешочек закрывается круглой крышечкой. В качестве футляра для мешочков-ячеек пчела использует цилиндрические норки крупных дождевых червей, каналы в древесине, обломанные концы пустых стеблей и т. п. Тыльный конец таких трубчатых норок она затыкает прочной пробкой из плотно уложенных листьев.

Материал для мешочков вырезается не как попало, а правильной эллипсоидальной или другой формы и нужного размера. На остов мешочка идут большие куски листьев, а щели закладываются малыми. Для крышки ячейки пчела нарезает от двух до десяти почти одинаковых кружков. Диаметр нижних кружков, укладываемых сразу над медом, точно совпадает с внутренним диаметром мешочка. Следующие кружки, плотно прижимаемые к первому, чуть-чуть больше, причем пчела немного вдавливает их посередине. Таким образом, к меду прилегает плоская сторона крышки, которая не уменьшает объема ячейки и позже не мешает личинке. Вогнутость верхних кружков необходима, так как они служат основанием для выпуклого дна следующего мешочка-ячейки.

Чем руководствуется пчела, выкраивая правильные эллипсы из листа? Как определяет она их размеры? Можно предположить, что циркулем листорезу служит его собственное тело: кружась на месте, он вычерчивает эллипс или круг. Однако наряду с большими, соизмеримыми с телом насекомого кусками листа вырезаются и маленькие. Кроме того, круглая крышка всегда в точности соответствует отверстию мешочка. Чтобы вырезать ее, пчела улетает иногда за сотни шагов от норки и там без всяких колебаний в один прием выкраивает кружок. Как она запоминает размер отверстия, которое даже не видела (в норке кромешная тьма)? Может быть, осязательную информацию о диаметре ячейки листорез трансформирует потом в зрительную? С подобной трансформацией у людей нейрофизиологи и психологи сталкивались не раз, и этот вопрос очень интересует инженеров-биоников, работающих над созданием автоматических устройств для обработки информации. Наряду с этим не может не вызвать пристального внимания ученых удивительная точность, с которой пчела выкраивает кружки нужного размера.