Страница:
Некоторые виды насекомых используют для полета реактивную тягу, другие, как, например, моль, имеют ультразвуковые локаторы. У саранчи же нет ни того, ни другого. Единственная возможность добраться до места - чувствовать ветер и неустанно махать крыльями. И надо сказать, что с помощью своей "электроники" и безукоризненного мышечного аппарата она делает это виртуозно.
Выяснилось, что при наборе высоты нервные клетки рецепторов посылают в мозг по 200 - 250 импульсов в секунду и с такой же частотой машет насекомое крыльями. Затем частота биоэлектрических разрядов падает до 60-70 импульсов и, если не изменится сила попутного ветра, будет
192
таваться постоянной на всем протяжении полета. Другие рецепторы, улавливающие направление ветра, не позволят стае сбиться с курса.
Как удается саранче при далеко не обтекаемой, с точки зрения нашей аэродинамики, форме добиться столь экономичного полета? Как ее "электроника" со сравнительно небольшим количеством нейронов справляется с руководством полетом лучше, чем напичканный интегральными схемами микропроцессор?
В лаборатории нейрофизиологии беспозвоночных поставлены поразительные по своей тонкости эксперименты. Вживленные в нервные клетки микроэлектроды показали, что, например, ритмом мышц, поднимающих и опускающих крыло саранчи при полете, руководят всего три нейрона! Да, очень удачной оказалась система, изобретенная природой. Ее исследование приближает специалистов к созданию электронной системы управления сложными процессами при минимальном количестве управляющих элементов, к использованию других патентов природы.
"ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КРИЗИС" У... САРАНЧИ
Саранча, совершая губительные набеги, может преодолевать без остановки тысячи километров. Как ей это удается, если обычные обменные процессы не смогли бы обеспечить ее энергией и на несколько часов полета? Оказывается, природа наделила саранчу уникальным механизмом: в полете она переключает организм с расщепления
углеводов на использование более эффективного источника энергии-^ жиров. Этим процессом управляет особый гормон, который недавно удалось выделить ученым. В перспективе они надеются создать "антипрепарат", который будет лишать саранчу ее уникальной способности расщеплять жиры. А значит - и летать на дальние расстояния.
У РАЗВИЛКИ В ЛАБИРИНТЕ
Маленький мураш случайно обнаружил оставленную туристами конфету. Обследовал сладкую находку со всех сторон и торопливо побежал в сторону. Сталкиваясь по пути с сородичами, останавливался, постукивал их усиками, потом отправлялся дальше. А его собратья резко меняли курс и прямиком следовали к только что открытой "кондитерской".
Наверное, многие наблюдали подобную картину, но вряд ли удивлялись смышлености насекомых. А удивляться тут есть чему. Ведь с помощью усиков муравьи не просто сообщают о наличии добычи - каким-то образом рассказывают, что она собой представляет и где находится. А ведь путь к корму может быть достаточно длинным и запутанным.
Сегодня о языке насекомых известно еще очень мало. Лучше других знаем мы "речь" пчел, особым танцем передающих сведения о местонахождении пищи.
В этом танце без музыки есть весьма точные указания. Число виляний брюшком говорит о расстоянии до цветов, а угол его отклонения от вертикали -Х
направлении полета. Значит, в языке животных, даже таких крохотных, есть определенные количественные закономерности? Именно эту сторону общения насекомых на примере муравьев и решили изучить ученые Биологического института Сибирского отделения
АН СССР.
Насекомым был предложен лабиринт из спичек. Чтобы найти кормушку со сладкой приманкой в конце лабиринта, муравей должен был пройти через несколько развилок. Сначала их было две, затем - по мере усложнения задачи - количество увеличивалось. Понятно, что чем больше поворотов встречалось на пути насекомого, тем больше информации ему приходилось запоминать и доносить до гнезда.
В эксперименте отмечалось не только число правильных и ошибочных поворотов, но и время контактов разведчиков с жаждущими вестей фуражирами. Как и следовало ожидать, оно увеличивалось в прямой зависимости от сложности пути - видимо, более запутанная дорога требовала и более пространных пояснений.
И вот что интересно - способности разведчиков оказались неодинаковыми. Следуя указаниям одних, группы фуражиров быстро и безошибочно достигали цели, другие направляли добытчиков ложным путем. Выделились среди муравьев и особо одаренные. Чем больше поворотов устраивали исследователи в лабиринте, тем меньше оставалось разведчиков, способных точно указать дорогу к кормушке. Ос^°"^еся "таланты" не только сразу ^"^инали нужную дорогу, но и легко переучивались, если в ходе сеанса направление пути менялось.
Скорость передачи информации у ^Уравьев оказалась достаточно высо"°^ ~~ она лишь на порядок меньше ^^"ичного показателя у людей. ^' "члоты идущих на снижение само^"°" обмениваются сведениями с
диспетчером аэропорта всего лишь в десять раз быстрее.
Однако этим способности муравьев не ограничиваются. Выяснилось, например, что они, как и люди, могут подмечать закономерности и использовать их для сжатия, кодирования информации. Сказать: "поверни три раза направо"- намного проще, чем перечислить то же количество разных поворотов. Так было и у муравьев. Если им приходилось несколько раз подряд поворачивать в одну сторону, они "докладывали" о дороге гораздо быстрее, чем о пути с тем же числом различных поворотов.
Наделяя муравьев человеческими чертами, баснописцы и не предполагали, что кто-нибудь всерьез займется подобным сравнением. И тем не менее сегодня можно считать вполне доказанным наличие у этих насекомых хорошо развитой системы безмолвной "речи".
РАЗЫСКИВАЕТСЯ ПАУК
В Австралии, в Сиднее, доктор Мерлин Хауден занят поисками очень опасного "преступника"- ядовитого паука, латинское название которого Атракс робуста. Укус его смертелен. Этот паук длиной семь с половиной сантиметров обладает мощными челюстями, он способен прокусить даже ботинок. Поймать его почти невозможно, потому что он живет глубоко в земле. Тем не менее доктор Хауден призывает население искать и отлавливать этого паука. Пойманных пауков будут "выдаивать", чтобы получить из их яда сыворотку для спасения жизни укушенных людей.
194
195
НЕ ТОПЧИТЕ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ!
Дождевые черви, эти беспозвоночные с непривлекательной внешностью, которых мы нередко безжалостно топчем,- одни из лучших помощников человека в освоении пустынных областей. Кухонные отходы - яичная скорлупа, луковая шелуха, картофельные очистки, осадок от кофе или чая - для червей деликатес. Если к этому добавить некоторое количество песка и предложить это "лакомство" червям, они с удовольствием поглотят его и "выплюнут" обратно в виде плодородной почвы, содержащей воду и питательные вещества, необходимые растениям.
В пустыне на участке площадью сто квадратных метров сняли тридцатисантиметровый слой песка. На его место установили плоскости из искусственного материала, куда высыпали отходы На них поместили 80 тысяч дождевых червей, предварительно облученных ультрафиолетовым светом, дабы они были приспособлены к условиям пустыни. Затем их засыпали двадцатипятисантиметровым слоем песка, после чего им не оставалось ничего другого, как начать производство плодородной почвы. Ученые поражены высоким "коэффициентом полезного действия" червей: за сутки один червь производит 2,4 килограмма почвы. На первый взгляд не так уж и много, но не забывайте, что черви очень быстро размножаются.
КОГДА МОРОЗ НЕ СТРАШЕН
Как правило, насекомые на морозе жить не могут-энергии обменных процессов в их организме не хватает для противоборства с холодом. Но вот недавно в Гималаях ученые обнаружили неизвестный ранее вид насекомых, которые бодрствовали при температуре минус 16 градусов. Почти все они оказались самками. Механизм, защищающий их от холода, до конца не изучен. Ученые полагают, что в организме этих "снегожителей" вырабатывается природный... антифриз.
ЖИЗНЬ ПРИ плюс
250 ГРАДУСАХ
До недавних пор считалось, что самая высокая температура, при которой могут существовать микроорганизмы, да и представители любых других групп живых существ, равна 90 градусам Цельсия. Именно при такой температуре живут некоторые бактерии в горячих источниках. Эта цифра вошла в учебники биологии. Но недавно были обнаружены в горячих источниках, бьющих со дна Тихого океана близ входа в Калифорнийский залив, ранее неизвестные бактерии, не просто хорошо себя чувствующие при 250 градусах Цельсия, а предпочитающие эту температуру. (Для сравнения: олово
плавится при 232 градусах.) Вода, в которой они живут, не превращается g пар только потому, что на глубине 2600 метров, откуда с помощью глубоководного исследовательского аппарата "Алвин" добыты эти бактерии, царит давление в 265 атмосфер.
Горячие источники, выбивающиеся ^з дна, связаны с вулканическими явлениями в этой части Тихого океана. Они выбрасывают сильно минерализованную воду с температурой 350 градусов Цельсия. Имеются подозрения, что если взять пробы воды поближе к месту ее выхода, то, возможно, в ней найдутся еще более "жаропрочные" микроорганизмы. Смешиваясь с холодной океанской водой, горячий рассол быстро остывает, и в нем в результате химических реакций образуются мельчайшие частицы сульфида железа. Обладая черной окраской, они создают над источником как бы клубы дыма. Другие минеральные вещества выпадают в виде более крупнозернистых осадков и образуют у устья источника конус.
Чтобы изучать удивительные бактерии на поверхности, пришлось сконструировать нечто вроде скороварки из титана, где они могут жить при привычных для них температуре и давлении. Выяснено, что эти жители горячих вод отказываются размножаться при температуре ниже 80 градусов. Первые химические анализы показали, что высокотемпературные бактерии состоят из тех же в принципе веществ, что и все живое: наследственная информация хранится в ДНК, протоплазма состоит из белков, наружная оболочка и внутренние мембраны - из
АОВ и жироподобных веществ (липиДов).
Пока не совсем ясно, каким образом эти биологические соединения приоб^^ "огнеупорность". Во всяком cnf- ^е, неплохо изученные бактерии наземных горячих источников имеют несколько измененное строение ДНК: в ^ молекулах повышено содержание
пар нуклеотидов гуанин - цитозин. При повышении температуры переплетенные цепочки ДНК, подвергаясь интенсивным ударам молекул воды, имеют тенденцию разойтись. Пары гуанин - цитозин прочнее, чем пары аденин - тимин, поэтому чем больше первых, тем прочнее двойная спираль. Некоторые высокотемпературные бактерии еще окутывают свою ДНК специальным укрепляющим ее белком. Но все эти ухищрения не могут поднять предел существования и функционирования этого важнейшего хранилища информации выше 100-120 градусов Цельсия. Так что новые бактерии должны использовать какие-то еще способы упрочнения ДНК.
В молекулах белка новых бактерий в больших количествах найдены аминокислоты, отсутствующие у всех других организмов. Эти аминокислоты обладают дополнительными стойкими химическими связями, которые придают молекулам белка особую прочность. Обнаружено своеобразие и в строении липидов. Их молекулы имеют вид разветвленных цепочек. Полагают, что эти цепочки переплетаются между собой, что придает построенным из таких липидов элементам клетки особую прочность и позволяет им выдерживать удары молекул воды, весьма энергичные при такой температуре. Предполагают, что есть и другие, пока не обнаруженные биохимические приспособления к необычным условиям существования. Питаются новые бактерии различными химическими веществами, в изобилии содержащимися в горячей воде источников. В их обмене веществ важную роль играет сера.
Это открытие, сенсационное само по себе, по-новому освещает некоторые аспекты таких проблем биологии, как происхождение жизни и поиск живых существ на других небесных телах. До сих пор биологи подходят к этим вопросам с точки зрения всем известной и, казалось бы, хорошо изученной "обычной" земной жизни. Так,
ли, что жизнь смогла возникнуть на нашей планете не раньше того, как Земля после своего образования достаточно остыли. .Точно так же считались бесперспективными поиски жизни на планетах с чересчур высокой, по нашим недавним представлениям, температурой. Но если на Земле существуют бактерии, способные процветать при температуре расплавленного металла, то, видимо, пластичность живого в этом отношении превосходит все пределы, казавшиеся до сих пор незыблемыми.
ДЕЛИКАТЕС ДЛЯ КОРОВ
У коров, свиней и овец появился в Болгарии новый деликатес: индустриально выращенные пресноводные водоросли. Ежедневная добавка к рациону животных семи-десяти литров воды с плавающими в ней мелкими водорослями ускоряет их рост - они набирают в среднем на 12 процентов больше веса, чем те свиньи и овцы, которые не получали водорослей.
ТИГР
ПЛЮС ЛЕВ
Специалисты, работающие в зоопарке индийского города Калькутты, еще в 1972 году сумели скрестить бенгальского тигра с львицей. В результате родилось животное, названное тигоном - производное от английских имен матери и отца. Позднее, в ходе новых экспериментов, самку тигона скрестили с львом, и на белый свет появился литигон.
Сейчас этот странный гибрид - большое и сильное животное. Его рост на 20 сантиметров, а длина тела на 80 сантиметров больше, чем у обычного взрослого льва. У хищника львиная грива, бежевая шерсть и "голос" как у льва, но рычание не такое глубокое и продолжительное. От дедушки-тигра остались слабовыраженные полосы на шкуре. По мнению индийских исследователей, литигон должен быть хорошо приспособлен к жизни на свободе.
У БУЙВОЛОВ СВОИ ДОСТОИНСТВА
В болгарском городе Шумене появился Исследовательский институт буйволоводства. Сейчас на его полях пасется около тысячи буйволов. Министерство сельского хозяйства наметило довести поголовье буйволов в Болгарии к 1990 году до ста тысяч. Буйволы всеядны и довольствуются такой растительностью, какую не станет есть ни одно домашнее животное, особенно коровы. Около десяти лет назад в Болгарию были завезены буйволы вида нура из Индии и Пакистана, их начали скрещивать с местной породой. Вначале буйволицы давали в среднем по тысяче литров молока в год при восьмипроцентной жирности (для сравнения: жирность коровьего молока только четыре процента), но теперь
198
новоды получают от каждой буйволицы по 1600 литров молока в год, а рекордистка Мима дала 4190 литров, в течение сорока двух дней она давала по 32 литра молока ежедневно и стала чемпионом породы. Выращиваемые в Болгарии буйволы экспортируются теперь во многие страны. Мясо болгарских буйволов высоко ценится. Скоро в магазинах Болгарии появится и деликатесный сыр из молока буйволиц.
ЧЕТЫРЕХКРЫЛАЯ МУХА
Ученым удалось выделить у плодовой мушки дрозофилы - излюбленного экспериментального объекта генетиков - две группы генов, ответственных за развитие придатков тела. Вызвав мутации этих генов с помощью рентгеновских лучей, биологи получили невиданных четырехкрылых мух. У обычных мух позади крыльев торчат изогнутые палочки - жужжальца. Это рудимент второй пары крыльев, которая имелась у далеких предков мушиного племени. Мутация превратила жужжальца в полноценные крылья.
Другая мутация дала мух, у которых вместо усиков на голове растут ножки.
Экспериментальное получение таких уродцев в дальнейшем поможет понять, каким образом развивающийся организм обретает свою форму.
ОПАСНЫЙ ГИБРИД
В 1956 году генетик-селекционер У. Керр завез в Бразилию африканский подвид медоносной пчелы. Он решил скрестить эту пчелу с европейской и вывести форму, более приспособленную к условиям Южной Америки. Африканские медоносные пчелы отличаются быстрым полетом, сильным возбуждением, не связанным с перенаселением гнезда. Они рано начинают работу и поздно (через два часа после захода солнца) заканчивают сбор нектара, производят много прополиса, их матки очень плодовиты.
В результате скрещивания появился гибрид - африканизированная пчела. Она в полтора раза производительнее европейской по медосбору, более эффективный опылитель культурных растений в тропиках и субтропиках. У этих пчел много сходства с африканскими (способ устройства гнезд, роение, особенности поведения рабочих пчел и прочее). Но они оказались очень агрессивными и опасными, за что их и назвали "пчелы-убийцы".
Потревоженные человеком или животным, они в огромном количестве нападают на "обидчика", такая встреча часто кончается трагически. В Бразилии с 1969 года от укусов африканизированных пчел погибло около двухсот человек, а несколько сотен тысяч были ранены. Пчелы очень упорны в "атаке", нередки случаи, когда их н^ падению подвергались группы людей по сорок, пятьдесят и более человек. Исследованиями установлено, что для человека яд африканизированной пч^ лы более опасен, чем яд европейской медоносной. В опытах эти пчелы pea'
^ровали на раздражитель скорее, жа^ди в 8 раз больше.
За 12 лет африканизированная пчедд распространилась на Южноамериканском континенте на юг до 33- 34-й параллели. Специалисты полагают, что мексиканские пустыни окажутся барьером на пути распространения африканизированных пчел на север, как, например, это было в Африке: Сахара остановила продвижение на север многих насекомых. В США принимают строгие карантинные меры, чтобы предотвратить случайный завоз пчел с транспортом.
СТАНЕТ ЛИ ОРИКС ДОМАШНИМ?
В последнее время специалисты все чаще высказывают мысль о том, что антилопы в саваннах Восточной, Центральной и Южной Африки могли бы стать куда лучшими поставщиками мяса и молока, чем традиционный крупный рогатый скот. Это позволило бы не расширять пастбища и не нарушать экологического равновесия.
Пять тысяч лет назад зебу, ныне самые распространенные домашние животные в Африке, ступили на землю континента, придя с территории Ближнего Востока с первыми скотоводами. Постепенно они все дальше продвигались на юг. Скот тот был очень восприимчив к эпизоотиям, испытывал постоянную нехватку воды. В то же время антилопы, представители диких парнокопытных, живших по соседству в саванне, спокойно переносили засуху ^ не страдали от болезней. На собствен"°^ печальном опыте скотоводы пос^^""о убеждались, насколько
но одомашнивать местные дикие виды копытных.
Сегодня в некоторых африканских странах уже создаются специализированные фермы, где идут эксперименты по одомашниванию антилоп. В первую очередь речь идет об ориксах и каннах. Но оказалось, что канны, или антилопы-коровы,- весьма прихотливые животные. Они нуждаются в навесах и слишком привередливы в выборе корма. Ориксы же выгодно отличаются от них в этом смысле.
В 1970 году на ранчо Галана в Кении зоотехники впервые попытались приручить один из подвидов обыкновенного орикса. Из 800 находившихся под наблюдением антилоп удалось одомашнить 150, неспециалисты надеются на дальнейшие успехи. Эта доверчивая антилопа быстро привыкает к работникам фермы, легко берет пищу из кормушки, не боится шума моторов. Антилопа-мать спокойно оставляет теленка в стойле и идет за пастухом на пастбище, а вечером возвращается в загон. Она не нуждается в вакцинации и не боится многих болезней, от которых страдают традиционные домашние животные. Во время засух орикс пьет раз в три дня, в то же время скромные потребности в корме не мешают ему набирать вес.
К преимуществам антилоп перед домашним скотом относится также то, что все мелкие виды этих копытных становятся половозрелыми уже к году, тогда как у африканского зебувидного скота этот период наступает в полтора - два с половиной года.
200
ЗАГАДОЧНЫЙ ЦВЕТЕНЬ
Необыкновенная все-таки продукция - цветочная пыльца в крохотных гранулах, или цветень, как ее называли в старину. По первому впечатлению гранулы кажутся одинаково желтоватыми. Действительно, таков и есть преобладающий тон. Но сколько тут разнообразнейших цветов и оттенков!
Ученые создали специальные каталоги, где представлена пыльца великого множества растений, травянистых и древесных, диких и культурных. Представьте себе, у мальвы она синяя, у груши и персика - красная, у колокольчика - фиолетовая, у клевера и василька - коричневая, а у иван-чая даже... черная.
Всем известно, сколь полезен для человека пчелиный мед. Многие наслышаны и об удивительных свойствах пчелиного клея-прополиса. А чем примечательна цветочная пыльца? Едва ли найдется другой природный продукт, который обладал бы столькими поразительными качествами.
Пчела о них, этих качествах, ведает. Когда весной крылатая труженица впервые "за данью полевой летит из кельи восковой", то она устремляется именно на добычу пыльцы рано цветущих растений, например ивы. Без вешней подкормки не вырастить многочисленного и сильного потомства. Благодаря поеданию пыльцы вырабатывается воск, из которого строятся соты. Наконец, эта пища служит для образования особого молочка, которым выкармливается пчелиная матка - сама родительница, хозяйка и владычица гудящего роя.
Словом, заготовка пыльцы относится к первейшим заботам пчелиной
семьи. Тут за тысячи веков сложилась своя технология. Рабочую пчелу пыль. ца манит зачастую сильнее, чем нектао У нее на задних ножках имеются так называемые "корзинки". Соединяя пыльцевые зернышки клейкими выде. лениями, чем-то вроде слюны, старательная сборщица складывает комочки в эти приспособления. Две, говоря на языке пчеловодов, обножки умещают около четырех миллионов пылинок. С радостным жужжанием возвращается отяжелевшая пчела домой, а ценный груз служит ей пропуском в улей.
Теперь заглянем внутрь улья, где пчела складывает принесенные катыши в восковые ячейки. Молодые работницы этого "склада" ударами головы плотно утрамбовывают содержимое. Другие пчелы заливают верхний слой пыльцы медом. Без доступа воздуха в ней происходят химические реакции. После сложного ферментативного процесса из пыльцы и меда образуется то, что именуют пергой, или хлебиной, которая может храниться очень долго.
Между цветами и насекомыми существует глубочайшая изначальная связь. Цветочная пыльца служит для крылатых тружениц не только источником питания. В ней биохимики обнаружили примерно 250 компонентов: все, какие известны, аминокислоты, большое количество витаминов, ферментов, гормонов, микроэлементов. И это еще не все. Как-то академик Н. Цицин заметил, что с точки зрения биохимической пыльца содержит разнообразные вещества, многие из которых нам еще неизвестны.
Значит, изучение состава пыльцы * использование ее на службу человеку открывают заманчивые перспективы Доказано, что пыльца - это пищевою продукт, способный поддерживать то нус здоровых и восстанавливать силь ослабленных людей. Говорят, индеиць доколумбовой Америки применяли е<как начинку для вкусных пирогов. MHO- гие отечественные и зарубежные cnfl
цаписты считают пыльцу природным Медикаментом многостороннего цеебного воздействия. Признано, что пыльца, регулируя и стимулируя важ^,е внутренние процессы, способствует продлению жизни.
даме мед, чьи замечательные дос-,оинства неоспоримы, своей полезностью в немалой степени обязан той же пыльце. Скажем, в совершенно чистом виде он не содержит никаких витаминов. Но натуральный мед всегда имеет в примеси загадочный цветень, который придает ему характерный оттенок и добавляет к его сахарной сладости биологически активные вещества. Недаром сами пчеловоды, как правило, едят мед с осадком из перги и сотовый мед. Кому-кому, а пасечникам долголетия не занимать!
Впрочем, не вдаваясь в подробности медицинского и иного толка, можно сказать со всей определенностью: цветочная пыльца необходима многим и для многого. В том числе для целых отраслей промышленности фармацевтической, парфюмерно-косметической, пищевой. Разумеется, не в малых дозах, а в солидных количествах. Но как собрать тонны, даже не десятки, а сотни и тысячи тонн неуловимой пыли?
Обратимся к исследованиям ботаников. Они подсчитали, например, что цветок яблони содержит 100 тысяч пыльцевых зернышек. А одна шишка можжевельника - 400 тысяч, сережка "Р^а-1,2 миллиона. Целые облака пыльцы извергают наши обычные породы деревьев и кустарников - орешник, береза, дуб, вяз, сосна, ель. Метелка кукурузы рассыпает на все четыре стороны около 20 миллионов пылинок, "отя для опыления початка хватило бы какой-нибудь тысячи.
°"°шась в цветочном венчике воз"^ ^ч^нок, пчелы прикасаются к нес^ному богатству. Мало-помалу за ^°^^"ый сезон сильная пчелиная ^" набирает до двух пудов питанного цветня. Не составляет особых
усилий умножить названное число на масштаб пчеловодства в любой области и республике. По всей же стране получится, даже если прикидывать с большой оглядкой, огромный тоннаж, исчисляемый шестизначно. Можно ли хотя бы небольшую долю общего взятка цветочной пыльцы без ущерба для пчел изымать в хозяйственный оборот?
С некоторых пор эта проблема будоражит умы пчеловодов. Еще в 1940 году Ф. Зубрицкий, а вслед за ним другие изобретатели предложили различные по устройству пыльцеуловители. Считалось, что создание такого прибора, подобно применению дымаря и медогонки, откроет для пчеловодства замечательные возможности. Однако похвастаться тем, что сбор пыльцы растет, увы, нельзя. Во многих местах за него просто не пробовали браться, кое-кого одолевают сомнения.
Выяснилось, что при наборе высоты нервные клетки рецепторов посылают в мозг по 200 - 250 импульсов в секунду и с такой же частотой машет насекомое крыльями. Затем частота биоэлектрических разрядов падает до 60-70 импульсов и, если не изменится сила попутного ветра, будет
192
таваться постоянной на всем протяжении полета. Другие рецепторы, улавливающие направление ветра, не позволят стае сбиться с курса.
Как удается саранче при далеко не обтекаемой, с точки зрения нашей аэродинамики, форме добиться столь экономичного полета? Как ее "электроника" со сравнительно небольшим количеством нейронов справляется с руководством полетом лучше, чем напичканный интегральными схемами микропроцессор?
В лаборатории нейрофизиологии беспозвоночных поставлены поразительные по своей тонкости эксперименты. Вживленные в нервные клетки микроэлектроды показали, что, например, ритмом мышц, поднимающих и опускающих крыло саранчи при полете, руководят всего три нейрона! Да, очень удачной оказалась система, изобретенная природой. Ее исследование приближает специалистов к созданию электронной системы управления сложными процессами при минимальном количестве управляющих элементов, к использованию других патентов природы.
"ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КРИЗИС" У... САРАНЧИ
Саранча, совершая губительные набеги, может преодолевать без остановки тысячи километров. Как ей это удается, если обычные обменные процессы не смогли бы обеспечить ее энергией и на несколько часов полета? Оказывается, природа наделила саранчу уникальным механизмом: в полете она переключает организм с расщепления
углеводов на использование более эффективного источника энергии-^ жиров. Этим процессом управляет особый гормон, который недавно удалось выделить ученым. В перспективе они надеются создать "антипрепарат", который будет лишать саранчу ее уникальной способности расщеплять жиры. А значит - и летать на дальние расстояния.
У РАЗВИЛКИ В ЛАБИРИНТЕ
Маленький мураш случайно обнаружил оставленную туристами конфету. Обследовал сладкую находку со всех сторон и торопливо побежал в сторону. Сталкиваясь по пути с сородичами, останавливался, постукивал их усиками, потом отправлялся дальше. А его собратья резко меняли курс и прямиком следовали к только что открытой "кондитерской".
Наверное, многие наблюдали подобную картину, но вряд ли удивлялись смышлености насекомых. А удивляться тут есть чему. Ведь с помощью усиков муравьи не просто сообщают о наличии добычи - каким-то образом рассказывают, что она собой представляет и где находится. А ведь путь к корму может быть достаточно длинным и запутанным.
Сегодня о языке насекомых известно еще очень мало. Лучше других знаем мы "речь" пчел, особым танцем передающих сведения о местонахождении пищи.
В этом танце без музыки есть весьма точные указания. Число виляний брюшком говорит о расстоянии до цветов, а угол его отклонения от вертикали -Х
направлении полета. Значит, в языке животных, даже таких крохотных, есть определенные количественные закономерности? Именно эту сторону общения насекомых на примере муравьев и решили изучить ученые Биологического института Сибирского отделения
АН СССР.
Насекомым был предложен лабиринт из спичек. Чтобы найти кормушку со сладкой приманкой в конце лабиринта, муравей должен был пройти через несколько развилок. Сначала их было две, затем - по мере усложнения задачи - количество увеличивалось. Понятно, что чем больше поворотов встречалось на пути насекомого, тем больше информации ему приходилось запоминать и доносить до гнезда.
В эксперименте отмечалось не только число правильных и ошибочных поворотов, но и время контактов разведчиков с жаждущими вестей фуражирами. Как и следовало ожидать, оно увеличивалось в прямой зависимости от сложности пути - видимо, более запутанная дорога требовала и более пространных пояснений.
И вот что интересно - способности разведчиков оказались неодинаковыми. Следуя указаниям одних, группы фуражиров быстро и безошибочно достигали цели, другие направляли добытчиков ложным путем. Выделились среди муравьев и особо одаренные. Чем больше поворотов устраивали исследователи в лабиринте, тем меньше оставалось разведчиков, способных точно указать дорогу к кормушке. Ос^°"^еся "таланты" не только сразу ^"^инали нужную дорогу, но и легко переучивались, если в ходе сеанса направление пути менялось.
Скорость передачи информации у ^Уравьев оказалась достаточно высо"°^ ~~ она лишь на порядок меньше ^^"ичного показателя у людей. ^' "члоты идущих на снижение само^"°" обмениваются сведениями с
диспетчером аэропорта всего лишь в десять раз быстрее.
Однако этим способности муравьев не ограничиваются. Выяснилось, например, что они, как и люди, могут подмечать закономерности и использовать их для сжатия, кодирования информации. Сказать: "поверни три раза направо"- намного проще, чем перечислить то же количество разных поворотов. Так было и у муравьев. Если им приходилось несколько раз подряд поворачивать в одну сторону, они "докладывали" о дороге гораздо быстрее, чем о пути с тем же числом различных поворотов.
Наделяя муравьев человеческими чертами, баснописцы и не предполагали, что кто-нибудь всерьез займется подобным сравнением. И тем не менее сегодня можно считать вполне доказанным наличие у этих насекомых хорошо развитой системы безмолвной "речи".
РАЗЫСКИВАЕТСЯ ПАУК
В Австралии, в Сиднее, доктор Мерлин Хауден занят поисками очень опасного "преступника"- ядовитого паука, латинское название которого Атракс робуста. Укус его смертелен. Этот паук длиной семь с половиной сантиметров обладает мощными челюстями, он способен прокусить даже ботинок. Поймать его почти невозможно, потому что он живет глубоко в земле. Тем не менее доктор Хауден призывает население искать и отлавливать этого паука. Пойманных пауков будут "выдаивать", чтобы получить из их яда сыворотку для спасения жизни укушенных людей.
194
195
НЕ ТОПЧИТЕ ДОЖДЕВЫХ ЧЕРВЕЙ!
Дождевые черви, эти беспозвоночные с непривлекательной внешностью, которых мы нередко безжалостно топчем,- одни из лучших помощников человека в освоении пустынных областей. Кухонные отходы - яичная скорлупа, луковая шелуха, картофельные очистки, осадок от кофе или чая - для червей деликатес. Если к этому добавить некоторое количество песка и предложить это "лакомство" червям, они с удовольствием поглотят его и "выплюнут" обратно в виде плодородной почвы, содержащей воду и питательные вещества, необходимые растениям.
В пустыне на участке площадью сто квадратных метров сняли тридцатисантиметровый слой песка. На его место установили плоскости из искусственного материала, куда высыпали отходы На них поместили 80 тысяч дождевых червей, предварительно облученных ультрафиолетовым светом, дабы они были приспособлены к условиям пустыни. Затем их засыпали двадцатипятисантиметровым слоем песка, после чего им не оставалось ничего другого, как начать производство плодородной почвы. Ученые поражены высоким "коэффициентом полезного действия" червей: за сутки один червь производит 2,4 килограмма почвы. На первый взгляд не так уж и много, но не забывайте, что черви очень быстро размножаются.
КОГДА МОРОЗ НЕ СТРАШЕН
Как правило, насекомые на морозе жить не могут-энергии обменных процессов в их организме не хватает для противоборства с холодом. Но вот недавно в Гималаях ученые обнаружили неизвестный ранее вид насекомых, которые бодрствовали при температуре минус 16 градусов. Почти все они оказались самками. Механизм, защищающий их от холода, до конца не изучен. Ученые полагают, что в организме этих "снегожителей" вырабатывается природный... антифриз.
ЖИЗНЬ ПРИ плюс
250 ГРАДУСАХ
До недавних пор считалось, что самая высокая температура, при которой могут существовать микроорганизмы, да и представители любых других групп живых существ, равна 90 градусам Цельсия. Именно при такой температуре живут некоторые бактерии в горячих источниках. Эта цифра вошла в учебники биологии. Но недавно были обнаружены в горячих источниках, бьющих со дна Тихого океана близ входа в Калифорнийский залив, ранее неизвестные бактерии, не просто хорошо себя чувствующие при 250 градусах Цельсия, а предпочитающие эту температуру. (Для сравнения: олово
плавится при 232 градусах.) Вода, в которой они живут, не превращается g пар только потому, что на глубине 2600 метров, откуда с помощью глубоководного исследовательского аппарата "Алвин" добыты эти бактерии, царит давление в 265 атмосфер.
Горячие источники, выбивающиеся ^з дна, связаны с вулканическими явлениями в этой части Тихого океана. Они выбрасывают сильно минерализованную воду с температурой 350 градусов Цельсия. Имеются подозрения, что если взять пробы воды поближе к месту ее выхода, то, возможно, в ней найдутся еще более "жаропрочные" микроорганизмы. Смешиваясь с холодной океанской водой, горячий рассол быстро остывает, и в нем в результате химических реакций образуются мельчайшие частицы сульфида железа. Обладая черной окраской, они создают над источником как бы клубы дыма. Другие минеральные вещества выпадают в виде более крупнозернистых осадков и образуют у устья источника конус.
Чтобы изучать удивительные бактерии на поверхности, пришлось сконструировать нечто вроде скороварки из титана, где они могут жить при привычных для них температуре и давлении. Выяснено, что эти жители горячих вод отказываются размножаться при температуре ниже 80 градусов. Первые химические анализы показали, что высокотемпературные бактерии состоят из тех же в принципе веществ, что и все живое: наследственная информация хранится в ДНК, протоплазма состоит из белков, наружная оболочка и внутренние мембраны - из
АОВ и жироподобных веществ (липиДов).
Пока не совсем ясно, каким образом эти биологические соединения приоб^^ "огнеупорность". Во всяком cnf- ^е, неплохо изученные бактерии наземных горячих источников имеют несколько измененное строение ДНК: в ^ молекулах повышено содержание
пар нуклеотидов гуанин - цитозин. При повышении температуры переплетенные цепочки ДНК, подвергаясь интенсивным ударам молекул воды, имеют тенденцию разойтись. Пары гуанин - цитозин прочнее, чем пары аденин - тимин, поэтому чем больше первых, тем прочнее двойная спираль. Некоторые высокотемпературные бактерии еще окутывают свою ДНК специальным укрепляющим ее белком. Но все эти ухищрения не могут поднять предел существования и функционирования этого важнейшего хранилища информации выше 100-120 градусов Цельсия. Так что новые бактерии должны использовать какие-то еще способы упрочнения ДНК.
В молекулах белка новых бактерий в больших количествах найдены аминокислоты, отсутствующие у всех других организмов. Эти аминокислоты обладают дополнительными стойкими химическими связями, которые придают молекулам белка особую прочность. Обнаружено своеобразие и в строении липидов. Их молекулы имеют вид разветвленных цепочек. Полагают, что эти цепочки переплетаются между собой, что придает построенным из таких липидов элементам клетки особую прочность и позволяет им выдерживать удары молекул воды, весьма энергичные при такой температуре. Предполагают, что есть и другие, пока не обнаруженные биохимические приспособления к необычным условиям существования. Питаются новые бактерии различными химическими веществами, в изобилии содержащимися в горячей воде источников. В их обмене веществ важную роль играет сера.
Это открытие, сенсационное само по себе, по-новому освещает некоторые аспекты таких проблем биологии, как происхождение жизни и поиск живых существ на других небесных телах. До сих пор биологи подходят к этим вопросам с точки зрения всем известной и, казалось бы, хорошо изученной "обычной" земной жизни. Так,
ли, что жизнь смогла возникнуть на нашей планете не раньше того, как Земля после своего образования достаточно остыли. .Точно так же считались бесперспективными поиски жизни на планетах с чересчур высокой, по нашим недавним представлениям, температурой. Но если на Земле существуют бактерии, способные процветать при температуре расплавленного металла, то, видимо, пластичность живого в этом отношении превосходит все пределы, казавшиеся до сих пор незыблемыми.
ДЕЛИКАТЕС ДЛЯ КОРОВ
У коров, свиней и овец появился в Болгарии новый деликатес: индустриально выращенные пресноводные водоросли. Ежедневная добавка к рациону животных семи-десяти литров воды с плавающими в ней мелкими водорослями ускоряет их рост - они набирают в среднем на 12 процентов больше веса, чем те свиньи и овцы, которые не получали водорослей.
ТИГР
ПЛЮС ЛЕВ
Специалисты, работающие в зоопарке индийского города Калькутты, еще в 1972 году сумели скрестить бенгальского тигра с львицей. В результате родилось животное, названное тигоном - производное от английских имен матери и отца. Позднее, в ходе новых экспериментов, самку тигона скрестили с львом, и на белый свет появился литигон.
Сейчас этот странный гибрид - большое и сильное животное. Его рост на 20 сантиметров, а длина тела на 80 сантиметров больше, чем у обычного взрослого льва. У хищника львиная грива, бежевая шерсть и "голос" как у льва, но рычание не такое глубокое и продолжительное. От дедушки-тигра остались слабовыраженные полосы на шкуре. По мнению индийских исследователей, литигон должен быть хорошо приспособлен к жизни на свободе.
У БУЙВОЛОВ СВОИ ДОСТОИНСТВА
В болгарском городе Шумене появился Исследовательский институт буйволоводства. Сейчас на его полях пасется около тысячи буйволов. Министерство сельского хозяйства наметило довести поголовье буйволов в Болгарии к 1990 году до ста тысяч. Буйволы всеядны и довольствуются такой растительностью, какую не станет есть ни одно домашнее животное, особенно коровы. Около десяти лет назад в Болгарию были завезены буйволы вида нура из Индии и Пакистана, их начали скрещивать с местной породой. Вначале буйволицы давали в среднем по тысяче литров молока в год при восьмипроцентной жирности (для сравнения: жирность коровьего молока только четыре процента), но теперь
198
новоды получают от каждой буйволицы по 1600 литров молока в год, а рекордистка Мима дала 4190 литров, в течение сорока двух дней она давала по 32 литра молока ежедневно и стала чемпионом породы. Выращиваемые в Болгарии буйволы экспортируются теперь во многие страны. Мясо болгарских буйволов высоко ценится. Скоро в магазинах Болгарии появится и деликатесный сыр из молока буйволиц.
ЧЕТЫРЕХКРЫЛАЯ МУХА
Ученым удалось выделить у плодовой мушки дрозофилы - излюбленного экспериментального объекта генетиков - две группы генов, ответственных за развитие придатков тела. Вызвав мутации этих генов с помощью рентгеновских лучей, биологи получили невиданных четырехкрылых мух. У обычных мух позади крыльев торчат изогнутые палочки - жужжальца. Это рудимент второй пары крыльев, которая имелась у далеких предков мушиного племени. Мутация превратила жужжальца в полноценные крылья.
Другая мутация дала мух, у которых вместо усиков на голове растут ножки.
Экспериментальное получение таких уродцев в дальнейшем поможет понять, каким образом развивающийся организм обретает свою форму.
ОПАСНЫЙ ГИБРИД
В 1956 году генетик-селекционер У. Керр завез в Бразилию африканский подвид медоносной пчелы. Он решил скрестить эту пчелу с европейской и вывести форму, более приспособленную к условиям Южной Америки. Африканские медоносные пчелы отличаются быстрым полетом, сильным возбуждением, не связанным с перенаселением гнезда. Они рано начинают работу и поздно (через два часа после захода солнца) заканчивают сбор нектара, производят много прополиса, их матки очень плодовиты.
В результате скрещивания появился гибрид - африканизированная пчела. Она в полтора раза производительнее европейской по медосбору, более эффективный опылитель культурных растений в тропиках и субтропиках. У этих пчел много сходства с африканскими (способ устройства гнезд, роение, особенности поведения рабочих пчел и прочее). Но они оказались очень агрессивными и опасными, за что их и назвали "пчелы-убийцы".
Потревоженные человеком или животным, они в огромном количестве нападают на "обидчика", такая встреча часто кончается трагически. В Бразилии с 1969 года от укусов африканизированных пчел погибло около двухсот человек, а несколько сотен тысяч были ранены. Пчелы очень упорны в "атаке", нередки случаи, когда их н^ падению подвергались группы людей по сорок, пятьдесят и более человек. Исследованиями установлено, что для человека яд африканизированной пч^ лы более опасен, чем яд европейской медоносной. В опытах эти пчелы pea'
^ровали на раздражитель скорее, жа^ди в 8 раз больше.
За 12 лет африканизированная пчедд распространилась на Южноамериканском континенте на юг до 33- 34-й параллели. Специалисты полагают, что мексиканские пустыни окажутся барьером на пути распространения африканизированных пчел на север, как, например, это было в Африке: Сахара остановила продвижение на север многих насекомых. В США принимают строгие карантинные меры, чтобы предотвратить случайный завоз пчел с транспортом.
СТАНЕТ ЛИ ОРИКС ДОМАШНИМ?
В последнее время специалисты все чаще высказывают мысль о том, что антилопы в саваннах Восточной, Центральной и Южной Африки могли бы стать куда лучшими поставщиками мяса и молока, чем традиционный крупный рогатый скот. Это позволило бы не расширять пастбища и не нарушать экологического равновесия.
Пять тысяч лет назад зебу, ныне самые распространенные домашние животные в Африке, ступили на землю континента, придя с территории Ближнего Востока с первыми скотоводами. Постепенно они все дальше продвигались на юг. Скот тот был очень восприимчив к эпизоотиям, испытывал постоянную нехватку воды. В то же время антилопы, представители диких парнокопытных, живших по соседству в саванне, спокойно переносили засуху ^ не страдали от болезней. На собствен"°^ печальном опыте скотоводы пос^^""о убеждались, насколько
но одомашнивать местные дикие виды копытных.
Сегодня в некоторых африканских странах уже создаются специализированные фермы, где идут эксперименты по одомашниванию антилоп. В первую очередь речь идет об ориксах и каннах. Но оказалось, что канны, или антилопы-коровы,- весьма прихотливые животные. Они нуждаются в навесах и слишком привередливы в выборе корма. Ориксы же выгодно отличаются от них в этом смысле.
В 1970 году на ранчо Галана в Кении зоотехники впервые попытались приручить один из подвидов обыкновенного орикса. Из 800 находившихся под наблюдением антилоп удалось одомашнить 150, неспециалисты надеются на дальнейшие успехи. Эта доверчивая антилопа быстро привыкает к работникам фермы, легко берет пищу из кормушки, не боится шума моторов. Антилопа-мать спокойно оставляет теленка в стойле и идет за пастухом на пастбище, а вечером возвращается в загон. Она не нуждается в вакцинации и не боится многих болезней, от которых страдают традиционные домашние животные. Во время засух орикс пьет раз в три дня, в то же время скромные потребности в корме не мешают ему набирать вес.
К преимуществам антилоп перед домашним скотом относится также то, что все мелкие виды этих копытных становятся половозрелыми уже к году, тогда как у африканского зебувидного скота этот период наступает в полтора - два с половиной года.
200
ЗАГАДОЧНЫЙ ЦВЕТЕНЬ
Необыкновенная все-таки продукция - цветочная пыльца в крохотных гранулах, или цветень, как ее называли в старину. По первому впечатлению гранулы кажутся одинаково желтоватыми. Действительно, таков и есть преобладающий тон. Но сколько тут разнообразнейших цветов и оттенков!
Ученые создали специальные каталоги, где представлена пыльца великого множества растений, травянистых и древесных, диких и культурных. Представьте себе, у мальвы она синяя, у груши и персика - красная, у колокольчика - фиолетовая, у клевера и василька - коричневая, а у иван-чая даже... черная.
Всем известно, сколь полезен для человека пчелиный мед. Многие наслышаны и об удивительных свойствах пчелиного клея-прополиса. А чем примечательна цветочная пыльца? Едва ли найдется другой природный продукт, который обладал бы столькими поразительными качествами.
Пчела о них, этих качествах, ведает. Когда весной крылатая труженица впервые "за данью полевой летит из кельи восковой", то она устремляется именно на добычу пыльцы рано цветущих растений, например ивы. Без вешней подкормки не вырастить многочисленного и сильного потомства. Благодаря поеданию пыльцы вырабатывается воск, из которого строятся соты. Наконец, эта пища служит для образования особого молочка, которым выкармливается пчелиная матка - сама родительница, хозяйка и владычица гудящего роя.
Словом, заготовка пыльцы относится к первейшим заботам пчелиной
семьи. Тут за тысячи веков сложилась своя технология. Рабочую пчелу пыль. ца манит зачастую сильнее, чем нектао У нее на задних ножках имеются так называемые "корзинки". Соединяя пыльцевые зернышки клейкими выде. лениями, чем-то вроде слюны, старательная сборщица складывает комочки в эти приспособления. Две, говоря на языке пчеловодов, обножки умещают около четырех миллионов пылинок. С радостным жужжанием возвращается отяжелевшая пчела домой, а ценный груз служит ей пропуском в улей.
Теперь заглянем внутрь улья, где пчела складывает принесенные катыши в восковые ячейки. Молодые работницы этого "склада" ударами головы плотно утрамбовывают содержимое. Другие пчелы заливают верхний слой пыльцы медом. Без доступа воздуха в ней происходят химические реакции. После сложного ферментативного процесса из пыльцы и меда образуется то, что именуют пергой, или хлебиной, которая может храниться очень долго.
Между цветами и насекомыми существует глубочайшая изначальная связь. Цветочная пыльца служит для крылатых тружениц не только источником питания. В ней биохимики обнаружили примерно 250 компонентов: все, какие известны, аминокислоты, большое количество витаминов, ферментов, гормонов, микроэлементов. И это еще не все. Как-то академик Н. Цицин заметил, что с точки зрения биохимической пыльца содержит разнообразные вещества, многие из которых нам еще неизвестны.
Значит, изучение состава пыльцы * использование ее на службу человеку открывают заманчивые перспективы Доказано, что пыльца - это пищевою продукт, способный поддерживать то нус здоровых и восстанавливать силь ослабленных людей. Говорят, индеиць доколумбовой Америки применяли е<как начинку для вкусных пирогов. MHO- гие отечественные и зарубежные cnfl
цаписты считают пыльцу природным Медикаментом многостороннего цеебного воздействия. Признано, что пыльца, регулируя и стимулируя важ^,е внутренние процессы, способствует продлению жизни.
даме мед, чьи замечательные дос-,оинства неоспоримы, своей полезностью в немалой степени обязан той же пыльце. Скажем, в совершенно чистом виде он не содержит никаких витаминов. Но натуральный мед всегда имеет в примеси загадочный цветень, который придает ему характерный оттенок и добавляет к его сахарной сладости биологически активные вещества. Недаром сами пчеловоды, как правило, едят мед с осадком из перги и сотовый мед. Кому-кому, а пасечникам долголетия не занимать!
Впрочем, не вдаваясь в подробности медицинского и иного толка, можно сказать со всей определенностью: цветочная пыльца необходима многим и для многого. В том числе для целых отраслей промышленности фармацевтической, парфюмерно-косметической, пищевой. Разумеется, не в малых дозах, а в солидных количествах. Но как собрать тонны, даже не десятки, а сотни и тысячи тонн неуловимой пыли?
Обратимся к исследованиям ботаников. Они подсчитали, например, что цветок яблони содержит 100 тысяч пыльцевых зернышек. А одна шишка можжевельника - 400 тысяч, сережка "Р^а-1,2 миллиона. Целые облака пыльцы извергают наши обычные породы деревьев и кустарников - орешник, береза, дуб, вяз, сосна, ель. Метелка кукурузы рассыпает на все четыре стороны около 20 миллионов пылинок, "отя для опыления початка хватило бы какой-нибудь тысячи.
°"°шась в цветочном венчике воз"^ ^ч^нок, пчелы прикасаются к нес^ному богатству. Мало-помалу за ^°^^"ый сезон сильная пчелиная ^" набирает до двух пудов питанного цветня. Не составляет особых
усилий умножить названное число на масштаб пчеловодства в любой области и республике. По всей же стране получится, даже если прикидывать с большой оглядкой, огромный тоннаж, исчисляемый шестизначно. Можно ли хотя бы небольшую долю общего взятка цветочной пыльцы без ущерба для пчел изымать в хозяйственный оборот?
С некоторых пор эта проблема будоражит умы пчеловодов. Еще в 1940 году Ф. Зубрицкий, а вслед за ним другие изобретатели предложили различные по устройству пыльцеуловители. Считалось, что создание такого прибора, подобно применению дымаря и медогонки, откроет для пчеловодства замечательные возможности. Однако похвастаться тем, что сбор пыльцы растет, увы, нельзя. Во многих местах за него просто не пробовали браться, кое-кого одолевают сомнения.