Инстинкт у насекомых. Инстинкты насекомых (безусловные рефлексы) на примере осы Сфекс и Наездника Сложные формы поведения насекомых

Потребление пищи и воды имеет большое значение для жизнедеятельности животных, в том числе и насекомых. Правда, благодаря малым размерам удовлетворить такие потребности им гораздо проще, чем крупным животным. Ведь некоторым насекомым для пиршества более чем достаточно крошки пищи и капли росы . Для общей массы насекомых съедобным является огромное разнообразие объектов. Кроме традиционной в нашем понимании растительной и животной пищи они в зависимости от видовой принадлежности могут питаться кожаными и шерстяными изделиями, бумагой и музейными чучелами, табаком и перцем и многим-многим другим.

Не питаются в основном только те насекомые, у которых весьма короткая жизнь, - поденки, ручейники, самцы комаров и некоторые бабочки, как, например, большой ночной павлиний глаз. У них и рта для этого нет. Ведь главное предназначение этих насекомых - произвести потомство, которое будет жить дольше своих родителей и при этом активно питаться.

Пищевое поведение проявляется в виде пищедобывания или захвата пищи, накопления ее запасов и даже производства продуктов питания и т. п.

Стратегии добывания пищи. На первый взгляд может показаться, что действия животных при добывании пищи не отличаются особой сложностью - они находят ее где попало и ловят, как удастся. Однако в действительности это не так. Животные, в том числе и насекомые, обладают для этого сложнейшим инстинктивным поведением.

Представители каждого вида наделены определенным способом, своей стратегией добывания пищи. Они от рождения умеют делать все необходимое, чтобы прокормиться, хотя некоторые приемы приобретаются или совершенствуются в процессе жизнедеятельности.

Стратегия пищедобывания у насекомых зависит от того, являются ли они растительноядными, плотоядными или всеядными, которые поедают растения, грибы, живых существ и обладают довольно универсальными приемами добычи пищи.

У растительноядных насекомых специальные системы организма и особенности видотипичного пищевого поведения позволяют им питаться листьями, корой, корнями, семенами и плодами растений.

Например, большинству насекомых, обитающих в почве, даны прекрасные сенсорные системы для ориентации по концентрации веществ, которые растворены в почвенной влаге. Они воспринимают буквально молекулы углекислого газа, выделяемого корнями растений. Этот газ привлекает к растительным пищевым источникам личинок хрущей, проволочников и многих других насекомых.

Плотоядные же насекомые питаются другими живыми существами. Причем одни насекомые наделены стратегией поджидания добычи в засаде, другие - активно охотятся, третьи пробираются за добычей в чужой стан, «нарядившись» предварительно в одежду друзей и т. д.

Как подстерегается добыча. Классическим образцом подстерегающих хищников, называемых засадниками, является богомол. Для этого он наделен и особой инстинктивной стратегией и всеми необходимыми устройствами. Он может часами и не двигаясь поджидать свою добычу. Только голова находится в непрерывном движении - поиске пищевого объекта. Как только мелкая бабочка, муха или другое насекомое окажется рядом, охотник демонстрирует точную реакцию схватывания. Такое пищедобывательное поведение обеспечено особым устройством его организма.

Во-первых, несмотря на свое крупное тело богомол почти не заметен среди травы и засохших стеблей благодаря зеленоватой или серо-бурой покровительственной окраске, а также удлиненности тела.

Во-вторых, ноги у богомола, хотя и тонкие, но очень крепкие, поэтому прекрасно держат его тело, напрягшееся в долгом ожидании добычи. А хватательные ноги способны с быстротой молнии выбрасываться в сторону добычи.

В-третьих, охотник оснащен хорошо развитыми глазами, которые очень подвижны и быстро фиксируют малейшее движение объектов.

Организм насекомого имеет и отличную систему координации и управления движениями. Сигналы, получаемые зрительными анализаторами от рецепторов глаз, мгновенно обрабатываются в «мозговом центре», затем нужная команда поступает к органам движения и срабатывает хватательный рефлекс.

Охота в обманном обличье. Эта стратегия добывания пищи, требующая тщательной предварительной подготовки, наглядно проявляется у зеленых сетчатокрылых личинок. Они охотятся за мохнатой ольховой тлей, которая своими сладкими выделениями кормит муравьев и находится под их защитой.

Чтобы обмануть муравьев, личинки собирают с тлей воск и ловко наносят его на себя. Для удержания воска у них на спине имеются специальные крючочки. Облачившись в наряд тли с ее запахом, личинки беспрепятственно охотятся в чужом стане. Иначе они были бы изгнаны муравьями.

Несомненно, личинка не знает психологии муравьев, не продумывает стратегии охоты в обманном наряде, не разрабатывает технологии снятия с тли и нанесения на себя защитного воска. Генетическая программа обеспечивает создание организмом целесообразных устройств и системы управления всем комплексом ее инстинктивных поведенческих действий.

Воздушная охота. Стрекозы - мастера воздушной охоты. Они охотятся исключительно в воздухе. Это настоящие виртуозы молниеносной атаки, не имеющие себе равных среди представителей класса насекомых. Ведь их добычей являются такие подвижные двукрылые кровососущие насекомые, как комары, мошки, мухи.

Способность стрекоз постоянно парить в воздухе обеспечена особым устройством их крыльев и мускулатуры. Крылья с сильно расширенной к основанию передней парой представляют собой совершенные летательные механизмы, которых в животном мире найдется немного. Мощная мускулатура позволяет этим необыкновенно изящным и быстрым насекомым отдыхать непосредственно в полете.

Особым образом устроены и огромные глаза стрекозы, состоящие из тысячи и более фасеток. Вместе с тонкой гибкой шеей они служат насекомому для обзора сразу всего вокруг, чтобы быстро реагировать на изменение ситуации.

Охота в воде. Насекомые - обитатели пресных водоемов, тоже имеют свою стратегию добывания пищи. Так, прекрасный пловец гребляк снабжен для этого широкими плоскими задними ногами. Работая ими как веслами, насекомое очень быстро догоняет добычу - личинок комаров, водяных моллюсков и даже маленьких рыбок.

У жуков-плавунцов ноги тоже действуют наподобие весел. Причем и левая и правая нога гребут одновременно, подобно тому, как это делает гребец в лодке.

У весьма своеобразных клопов, относящихся к семейству водяных скорпионов, стратегия сводится к поджиданию жертвы, сидя в засаде. Притаившись в подводных зарослях, водяной скорпион неожиданно нападает и молниеносно хватает добычу. Защитная окраска делает его похожим на побуревший лист, благодаря чему этот удачливый охотник невидим для врагов.

А некоторые обитающие в пресной воде насекомые используют ловчие сети. Так личинки ручейников некоторых видов искусно плетут специальные тенета. Они имеют вид нежных, едва заметных под водой прозрачных мешочков, или сачков, прикрепленных к растениям. Эта замечательная сеть с маленькими ячейками определенного рисунка служит для ловли мелких ракообразных, личинок поденок и других живых существ, приносимых течением. Личинки таких ручейников подобны паукам тенетникам, но только их ловчие сети рассчитаны на водную охоту.

Заготовка пищи . В связи с тем, что в течение года количество пищи, как правило, неодинаково, некоторым насекомым приходится ее запасать. Рассмотрим, как они это делают.

Наследственная программа управления пищевым поведением общественных насекомых, во-первых, позволяет им собирать урожай, чтобы сделать запасы на период бескормицы, а во-вторых, определяет все целесообразные действия по их сохранению.

Так, термиты-жнецы определенным способом нарезают траву и тщательно сушат ее перед закладкой в сухие гнезда. Муравьи-жнецы собирают семена растений, складывают их в подземных амбарах и время от времени выносят на поверхность для просушки. Существуют даже муравьи-земледельцы, которые способны целенаправленно выращивать и запасать зерно. Например, бурые мексиканские муравьи-земледельцы сеют зерна и собирают жатву, как настоящие земледельцы.

Муравьи некоторых видов наделены не менее удивительным инстинктивным поведением, направленным на выращивание и сбор грибов, тем самым обеспечивая себя круглогодичной пищей, богатой белками и витаминами.

Подготовка пищевого навозного шара. Выше уже говорилось, что жук-навозник благодаря инстинктивным поведенческим проявлениям и целесообразным устройствам скатывает идеальные шары из навоза. А вот жук скарабей, или священный копр , одни шары особой формы делает для откладывания своих яиц, а другие, округлые, он использует в пищу. Такого шара размером с плод крупного абрикоса, а порой и с кулак, скарабею достаточно для непрекращающейся 12-часовой трапезы. После чего он вновь отправляется скатывать следующий пищевой шар.

Инстинктивное поведение позволяет жуку выполнять довольно сложные манипуляции. Он тщательно подбирает необходимый для основы шара кусочек навоза, предварительно оценив его качество с помощью своей сенсорной системы. Затем жук очищает его от налипшего песка и усаживается на комок, обхватывая его задними и средними ножками. Поворачиваясь из стороны в сторону, он выбирает нужный материал для постройки и катит шар в его сторону. Если стоит сухая жаркая погода жук работает с огромной скоростью. Он скатывает шар за считанные минуты, пока навоз еще влажный.

Все движения жука по изготовлению шара отличаются четкостью и отлаженностью, даже если он делает это впервые. Ведь последовательность целесообразных инстинктивных действий имеется в наследственной программе насекомого. А управлять ими помогают анализаторы, образующие сложнейшую сеть в его организме.

После окончания работы скарабей катит шар задними ногами к своей норке, двигаясь задом наперед. При этом жук проявляет завидное упорство, штурмуя заросли растений и холмики земли, вытаскивая шар из ложбинок и канавок.

Для проверки упорства и сообразительности навозника был поставлен эксперимент. Шар прикололи к земле длинной иглой. Жук после долгих мучений и попыток сдвинуть его с места стал делать подкоп. Обнаружив иглу, скарабей тщетно пытался приподнять шар, действуя спиной как рычагом. Рядом лежал камушек, но использовать его в качестве опоры жук не догадался. Когда же камушек придвинули ближе, скарабей тотчас на него взобрался и снял свой шар с иглы.

Навозники делают пищевой ком самостоятельно, не помогая, друг другу. А иногда они даже стараются похитить чужой пищевой шар у соседа. При этом грабитель может вместе с хозяином докатить его до нужного места, а пока тот копает норку утащить добычу. А далее, если он не голоден, бросить шар, предварительно немного покатав «ради удовольствия». Часто у скарабеев случаются драки даже в местах, изобилующих навозом, как будто им грозит голодная смерть.

Защитное (оборонительное) поведение

Насекомые большинства видов служат добычей для многих животных, поэтому способность избегать хищников и защищаться чрезвычайно важна для сохранения жизни особей и выживания популяции в целом.

Несмотря на малые размеры, слабосилие и многочисленных врагов класс насекомых занимает на Земле свои устойчивые экологические ниши. Связанно это с тем, что насекомые, как и любые живые существа, генетически наделены всем необходимым для сохранения жизни. Это и целесообразное строение организма, и оборонительное (защитное) поведение, обеспечивающее безопасность, и способность к устранению угрозы для жизни. Такое поведение включает пассивно-оборонительные реакции и активную защиту себя, своего жилища и территории.

К основным защитным устройствам и процессам относятся различные типы защитной окраски и формы живого существа, производство ядовитых веществ и пигментов, органы их выделения. Среди многообразных средств защиты от врагов особенно часто используется бег (например, у жужелиц даже личинки имеют бегательные ноги), прыжки (земляные блошки), быстрый взлет (скакуны, златки), падение с растений с подогнутыми конечностями и способность притворяться мертвыми (божьи коровки), маскировочная окраска, выбрызгивание едкой или пахучей жидкости. Многие же насекомые используют все данные им возможности для комбинированной защиты от хищников.

Насекомые, как и многие другие животные, обладают замечательной способностью маскироваться, скрываясь от глаз хищников с помощью покровительственной окраски. Она делает их менее заметными в местах обитания, позволяя слиться с фоном . Или же, наоборот, яркость цвета и специфичность рисунка служат предупреждением для врага о ядовитости насекомого. А наиболее сложным типом защиты является мимикрия.

Маскировка. Окраска и форма тела насекомого преимущественно корреспондируются с особенностями его местообитания. Биологические, морфологические и физиологические характеристики вида, которые находятся в соответствии с окружающей средой, называют жизненной формой.

Например, жизненные формы саранчовых объединены в два класса: обитатели растений (фитофилы) и жители открытых участков на поверхности почвы (геофилы). Так, живущие среди зелени особи - зеленые, и окраска их способна по мере высыхания растительности удивительным образом меняться вплоть до желтой.

Окраска и форма тела гусениц тоже тесно связаны с их образом жизни. Покровительственная окраска зачастую дана тем из них, которые ведут открытый образ жизни. Она прекрасно гармонирует с окружающим фоном. Причем эффективность такой окраски часто повышается за счет добавления специфичного рисунка. Так, у гусениц бражника по зеленому или серому фону проложены косые полоски. Они как бы делят тело гусеницы на отрезки, что делает ее еще менее заметной на фоне пестрой зелени. Сходство с частями растений, на которых обитает гусеница, возрастает благодаря сочетанию покровительственной окраски с характерной формой тела. Например, гусеница пяденицы походит на сухие сучки.

Маскировочные позы. Насекомые, обеспеченные покровительственной окраской и формой тела, которые сходны с листьями, веточками или даже птичьим пометом, зачастую сочетают это с особым инстинктивным поведением. Они способны оценивать ситуацию и в соответствии с ней располагаться по отношению к окружающим объектам, принимая различные маскирующие их позы. Так, напоминающий лист кузнечик в целях защиты от хищников либо сидит неподвижно с плотно сжатыми крыльями, имитируя стебель, либо держит крылья расправленными, становясь похожим на лист.

Покровительственная окраска и маскировочные позы могут способствовать как пассивному сохранению жизни насекомых, так и лучшим возможностям для охоты. Например, богомол хорошо маскируется не только с защитной целью. Будучи хищником, благодаря эффекту маскировки он может долго сидеть неподвижно, поджидая свою жертву.

Демонстрационная окраска. Насекомые некоторых видов наделены пестрой демонстрационной (угрожающей) окраской. Она является сигналом для их врагов: «Не трогай меня! Опасно для жизни!». Например, птица, отведав несъедобную божью коровку или жалящее насекомое, хорошо запоминает неприятный урок и яркую окраску насекомого.

Предупреждающая окраска может быть у особи постоянной, как у жалящих насекомых, или появляется в опасный момент - «вспыхивает», когда насекомое принимает угрожающую позу. Не только взрослые насекомые, но и многие гусеницы наделены демонстрационной окраской тела и даже волосяного покрова, свидетельствующей об их несъедобности. Так у гусеницы античной волнянки довольно причудливый вид за счет ярких красных и черных пятен по светлому фону и пучков черных и желтых волосков различной длины.

Мимикрия и демонстрационное поведение. Мимикрия - это либо эффект подражательного сходства по форме и окраске тела представителей незащищенных видов насекомых с более защищенными, либо внешнее сходство животных с объектами окружающей среды.

Мимикрия является еще одной из множества загадок непостижимой сложности и целесообразности устройства организмов и поведения особей. Многие ученые признают, что она никак не могла стать результатом проб и ошибок.

Например, это подтверждают особенности мимикрии у бабочек белянок некоторых видов. Они внешнее подобны геликонидам, разновидностям южноамериканских булавоусых бабочек. Многие из геликонид обладают резким запахом и неприятны на вкус, благодаря чему их не трогают птицы. А безобидные бабочки белянки наследственно обладают целым комплексом подражательных возможностей, чтобы напоминать своих внешних прототипов, сохраняя тем самым жизнь. Они «не задумываясь» держатся вблизи летающих или отдыхающих геликонид, имея не только подобную форму и окраску крыльев, но даже характер полета. В Южной Америке на одном кусте могут располагаться бабочки пяти видов практически одинаковой окраски. И хотя ядовиты представители только одного вида, птицы не трогают никого.

У бабочек некоторых видов на крыльях имеются яркие пятна в виде глаз, отпугивающих хищников. Обычно крылья сидящей бабочки сложены, но при самом легком прикосновении они мгновенно раскрываются. Тут-то и вспыхивает рисунок глаз, отпугивая мелких птиц.

А гусеница, например, мотылька-ястреба очень похожа на небольшую змейку. Она имеет ложные глаза и наделена способностью по-змеиному извиваться всем телом. Такое демонстрационное поведение гусеницы обычно отпугивает от нее мелких птиц и других хищников.

Ультразвуковая мимикрия. Вполне съедобный мотылек-медвежонок обладает другим способом защиты с помощью ультразвуковой мимикрии. Этот моты-лек наделен способностью «подражать» щелкающим высокочастотным звукам, которые издают для своей защиты тигровые ночные мотыльки. Ведь летучие мыши, которые охотятся по принципу эхолокации, избегают насекомых со щелкающими звуками. Их наследственные знания, иногда дополняемые приобретенным опытом, показывают, что, как правило, «звучащая» добыча ядовита или имеет отвратительный вкус. Почему?

Секрет тут прост - ядовитые насекомые используют предупреждающие ультразвуковые сигналы, поскольку для летучих мышей, которые охотятся в ночное время, яркая окраска не имеет значения. А заодно летучие мыши не трогают и вполне аппетитного мотылька-медвежонка, подражающего несъедобному.

Пассивно-оборонительное поведение. Чтобы избежать хищников, основными пассивно-оборонительными реакциями являются бегство, замирание, укрытие в убежищах и другие целесообразные поведенческие приемы.

Например, для того чтобы быстро уйти от врага и остаться невредимыми многие насекомые обладают целым рядом целесообразных устройств. И среди них - органы движения, которые обеспечивают прыжок. Зачастую они так совершенны и так гармонично связаны со всем организмом, что обеспечивают невероятные результаты.

Так, жуку-щелкуну сильные грудные мышцы и специальный механизм на нижней стороне груди позволяют в случае опасности высоко подбросить себя в воздух. Жук размером в один сантиметр подпрыгивает на высоту около десяти сантиметров. При этом он издает громкий щелчок, отпугивающий хищников.

А расстояние, на которое прыгает в таких случаях блоха, в 350 раз превышает длину ее тела. В пересчете на рост человека - это прыжок в высоту на 600 метров!

Защитные живые приборы. Большинство насекомых скрывается или затаивается, увидев или услышав приближающегося врага. А если враг невидим в темноте или бесшумен? И на это случай предусмотрены особые защитные устройства.

Например, летучие мыши охотятся в темноте и совершенно бесшумны в полете. Услышать их приближение и спастись смогут лишь те, кому дана способность улавливать ультразвуковые сигналы. Как же тогда спастись от них ночному сверчку? Конечно, можно было бы прятаться ночью в укрытии, не попадаясь на пути этих хищников. Хотя тогда сверчок не был бы ночным.

Но это красиво поющее в ночи насекомое, как и все живущее на Земле, не оставлено беспомощным. Для того чтобы вовремя избежать опасность, в его организме предусмотрено важное устройство - крошечный одноклеточный и необыкновенно чувствительный рецептор. Этот миниатюрный живой прибор встроен в нервную систему сверчка. Он реагирует на частоту звука, издаваемого летучей мышью для ее ориентации в пространстве. Рецептор сверчка, приводимый в действие этой частотой, испускает импульсы - сигналы тревоги, которые заставляют насекомое стремительно удаляться от источника звука.

Такой уникальный рецептор обладает еще одним свойством, удивившим энтомологов. Оказывается, он включается только тогда, когда сверчок находится в полете и становится уязвим для ночных хищников. А в то время, когда насекомое пребывает в безопасности - отдыхает, питается, заботится о потомстве, - рецептор «молчит», не беспокоя напрасно своего владельца. Стоит только сверчку взлететь и стать потенциальной жертвой летучих мышей, как одноклеточный живой прибор вновь готов отреагировать на ультразвуковые сигналы хищника, встревожить и спасти насекомое.

Здесь проявляется идеальная целесообразность и изящество защитных механизмов и устройств насекомого.

Рефлекс обмирания. Многие насекомые способны в случае опасности замирать или, как принято говорить, притворяться мертвыми.

Например, если потревожить жучка яблоневого долгоносика, он мгновенно складывает ножки, падает с ветки на землю и некоторое время лежит там неподвижно. Этот рефлекс обмирания вызван важным для жизни жучка инстинктивным защитным механизмом. Падение с дерева обеспечивает более быстрое, чем передвижение с помощью лап, ускользание от врага. А серая окраска неподвижно лежащего со сложенными ножками маленького долгоносика делает его неотличимым от комочков почвы.

Существует даже семейство жуков Притворяшки, которые обладают подобными защитными способностями и мгновенным проявлением рефлекса обмирания.

Комбинированные методы защиты. Рефлекс обмирания характерен и для божьей коровки. И хотя она является активным охотником за тлями, регулируя количество вредителей растений, но при этом сама прекрасно защищена от посягательств любых хищников.

Важным способом ее самозащиты является способность притворяться мертвой. Если этому жучку грозит опасность, он, прижимая к телу усики и ножки, падает на землю и лежит там недвижимо. Как только опасность минует, жучок мгновенно оживает. Но если угроза остается, божья коровка выделяет желтоватую жидкость, неприятную на запах и вкус, которая отпугивает врага. И тогда ее пестрая окраска служит подтверждением того, что яркокрылый жучок ядовит и в пищу не годится.

Активная защита. Защита насекомых от многочисленных врагов осуществляется не только с помощью пассивно-оборонительных реакций и различных видов окраски. В случае опасности многие из них наделены способностью активно защищаться. Хотя обычно насекомые используют целый комплекс различных защитных приемов.

Например, жук полевой скакун в момент опасности в первую очередь проворно убегает или пугливо вспархивает и стремительно улетает. Его практически невозможно поймать. Но если все же полевого скакуна удастся схватить пальцами, он начинает отчаянно вырываться и яростно кусаться своими серпообразными челюстями. Все это вынуждает скорее отпустить жука, который мгновенно скрывается в безопасном месте.

Защита с помощью выделений. Многие насекомые активно защищаются с помощью неприятных на вкус и запах или же ядовитых и едких выделений. Биохимические средства для этой цели в нужный момент производит организм насекомого. За этим «следит» наследственная программа, управляющая комплексом защитных средств и поведенческих механизмов, направленных на выживание особи.

Одним из основных средств для защиты и нападения в мире живого являются яды. Это выделения специальных желез, которые способны отпугнуть, парализовать или убить противника.

Среди насекомых много ядовитых видов, хотя понятие ядовитости относительно. Для крупных животных укусы одних насекомых проходят почти безболезненно, а яд других (жуки-нарывники, жалящие насекомые) вызывает у них сильные аллергические реакции. Тот же яд для мелких животных может оказаться смертельным.

Взрывная реакция на опасность. Удивительной системой самозащиты наделен жук-бомбардир из семейства жужелиц . В случае опасности он выбрасывает из конца своего брюшка и умело направляет на врага струю буквально кипящей (100 °С) едкой жидкости. В воздухе она с треском испаряется, образуя облако из неприятно пахнущего химического вещества. А самое главное - такая взрывная реакция жука со скорострельностью 500-1000 выбросов в секунду оставляет на теле нападающего серьезные ожоги.

Интересна особая технология, с помощью которой уникальный организм бомбардира производит ядовитую смесь. Жук вырабатывает и хранит химические компоненты смеси в раздельных камерах, иначе сразу же пойдет бурная реакция. Смесь образуется только тогда, когда органы чувств жука дадут сигнал о приближении постороннего объекта. С помощью анализаторов, сравнивающих полученную информацию с извлеченными из памяти эталонами поведения, бомбардир мгновенно оценивает опасность ситуации и готовит смесь к бою. Химические компоненты как по команде целенаправленно поступают в специально предназначенную для этого камеру, где и образуется взрывная смесь. Она с большой скоростью вырывается наружу через особое сопло, и жук-бомбардир метко стреляет в нужном направлении.

Трудно себе представить последовательное появление (даже за миллиарды лет) в организме жука всех элементов этой технологической цепочки.

Скажем, первыми у него развились бы процессы синтеза сложных соединений, которые при смешении дают взрывную смесь, а производство разделительных емкостей отстало бы во времени. Тогда химические вещества, не успев появиться хотя бы в небольших количествах, тотчас соединились бы в его теле, образовав взрывоопасную смесь. Для бомбардиров это закончилось бы плачевно.

Правильнее было бы, чтобы и химические вещества и отдельные камеры для их производства и хранения создавалось множеством поколений параллельно. Но тогда жукам с самого начала необходимо было обладать разумом. Ведь путем запрограммированных мутаций им следовало создать целесообразный комплекс из устройств организма, технологических процессов и защитного поведения. В общем, всего того, чем жуки-бомбардиры обладают сейчас.

Репродуктивное поведение

Одной из основных функций каждого из представителей живого мира является воспроизведение, то есть образование себе подобных. Оно свойственно как организмам, так и отдельным органам, тканям и клеткам.

Для воспроизведения и продолжения рода животные наделены, во-первых, всеми необходимыми механизмами, процессами и устройством организма и, во-вторых, - надежным репродуктивным поведением. В репродуктивный комплекс поведения входит огромное количество самых разнообразных поведенческих актов. Благодаря им самки и самцы обязательно находят друг друга и строят жилище для выведения потомства , а если это заложено в их генетической программе, то выкормят и даже воспитают его.

Брачная сигнализация. Репродуктивное поведение включает разные периоды, каждый из которых следует один за другим согласно программе развития животного. Эти периоды создают последовательную цепочку действий, подчиняющихся определенным внутренним и внешним сигналам. Они предопределяют встречу полов и согласовывают поведение супругов. При кажущемся сходстве врожденных брачных сигналов у каждого вида есть своя характерная система кодов, которая передается типичными для него звуками, окраской и телодвижениями.

Сигнализация обычно происходит сразу же по нескольким каналам, в первую очередь по оптическому, звуковому и химическому. Оптический канал (зрение) передает определенную гамму красок, поз и движений. По звуковому каналу (слух) идут специфичные для конкретного вида звуки. А химический канал (обоняние) передает сигналы со свойствами пахучих веществ, оставленных самцами или самками.

Сигнализация пахучими веществами. В мире живого распространено привлечение партнеров запахом определенных веществ. И часто насекомые первоначально обнаруживают особей противоположного пола с помощью обоняния. Например, самки бабочек, жуков, тараканов многих видов наделены железами, выделяющими пахучие вещества - феромоны. Этот секрет выделяется самками в период размножения и улавливается самцами. У насекомых каждого вида феромоны имеют свой запах, то есть сигнализация происходит видоспецифическими пахучими веществами.

Особенно наглядно действие феромонов у тутового шелкопряда. Для того чтобы показать свою готовность к спариванию самка выделяет небольшое количество феромона бомбикола. Даже если это всего лишь одна миллионная грамма, самец способен расшифровать такое сообщение, важное для продолжения его рода.

Поскольку вещества феромонов, определяющие запах, разносятся ветром, то летящий самец наделен замечательной способностью учитывать при ориентации движение воздуха. Направление полета насекомого меняется в зависимости от концентрации запаха. В его отсутствие самец свободно летает, не выстраиваясь против ветра. Но стоит ветру принести запах, угол полета тот час изменяется. Насекомое начинает двигаться против ветра зигзагами, что связано с границами запаха. При его снижении у края струи самец перемещается в противоположном направлении.

Это пример поискового поведения с движением в сторону более высокой концентрации феромона. Оно связано с наличием в организме насекомого внутреннего эталона для сравнения с ним полученной информации.

Звуковая сигнализация. Сигнальная информация закодирована и в акустических образах. Разнообразные, но строго определенные сигнальные звуки, издаваемые сверчками, кузнечиками, саранчой или цикадами каждого вида, играют важную роль в их репродуктивном поведении - при ухаживании и привлечении самок. Между призывным сигналом самца, его восприятием и распознаванием самкой существует генетическая связь. В сигналах можно выделить звуковые элементы - пульсы. Периодически повторяющиеся группы пульсов образуют определенные серии, а те, в свою очередь, объединяются в ритмически повторяющиеся музыкальные фразы.

Самцы сверчков своими призывными сигналами способны привлекать самок с большого расстояния. Их звуковой сигнал образуется при ритмичном раскрытии и складывании специальных надкрылий, на которых находится особый фрикционный механизм. Призывные сигналы у сверчков разных видов резко различны, особенно по характеристикам звуковых импульсов. Самки соответствующих видов реагируют только на конкретные видотипичные призывные сигналы самцов. Некоторые сверчки способны издавать оригинальные чирикающие звуки, именно их иногда держат в домах.

Особые сигналы самцы издают во время борьбы за самку и при защите территории.

Некоторым сверчкам даже предоставлена возможность усиливать призывные звуки. Так, сверчки-кроты роют норку определенной формы, которую используют во время брачного пения. Наследственные знания подсказывают им, что норка должна иметь V-образную форму. Стенки ее служат усилителем, и призывные песни самца разносятся дальше.

Кузнечики-самцы для привлечения самок издают сигнальные звуки, как бы водя своим смычком по «скрипке». Короткоусый кузнечик водит по крыльям задними лапками, а длинноусый потирает одно крыло о другое.

Стрекотание зеленого кузнечика можно услышать в дневное, вечернее и даже ночное время (до двух-трех часов ночи). А утром он отлеживается, принимая «солнечную ванну». Ожидая самку, кузнечик подставляет бока солнечным лучам, переворачиваясь время от времени с одной стороны на другую.

Зрительные сигналы. У некоторых видов насекомых средством распознавания особей своего вида и привлечения особей противоположного пола является свечение. В темную ночь холодновато-зеленоватый свет, испускаемый светящимися насекомыми, виден за сотни шагов. Причем зачастую все особи, слетевшиеся вместе, вспыхивают светом и гаснут одновременно. Для наблюдателей устраиваемая этими насекомыми иллюминация представляет собой сказочное зрелище. А для ученых это очередная загадка. Кто же обеспечивает синхронность действий множества насекомых и дирижирует прекрасным световым оркестром?

Брачные сигналы светляков служат как бы маячками друг для друга. Самцы производят специфичные вспышки света, а самки определенной вспышкой реагируют на эти сигналы. Отвечая на сигналы подруг, самцы движутся к ним. Приблизившись к самке на несколько метров, самец вновь посылает сигнал. Получив на него ответ, он уточняет направление движения к подруге.

В тропических странах обитает много светящихся жуков, а в Европе их всего шесть видов, в том числе жуки-светляки и жуки-щелкуны. Бразильские жуки светят так ярко, что один светлячок позволяет читать газету, а несколько «фонариков» способны осветить целую комнату. Излучаемый свет бывает настолько большой силы, что на темном горизонте его можно спутать со светом звезды. Испускают слабый свет даже отложенные яички светляков, однако он скоро гаснет.

Такая люминесценция не только радует глаз, но еще и еще раз удивляет, восхищает и заставляет задуматься над совершенством и целесообразностью организма каждого живого существа. Ведь свечение вызывается сложнейшими окислительными процессами, которые осуществляются в предназначенных для этого органах насекомого. А свет испускают специальные фотогенные клетки или выделяемое ими вещество. Под ними находятся особые отражатели света. Это клетки, заполненные кристаллами определенных химических соединений. В организме предусмотрены и особые воздухоносные трубочки, по которым к фотогенным клеткам поступает кислород, необходимый для процесса свечения.

Все эти уникальные устройства способны обеспечить необычайно высокую эффективность живого свечения. В свет превращается 98 % всей затраченной энергии. А для электрической лампочки, созданной человеком, этот показатель составляет всего лишь 4 %.

Образование брачных пар. Взаимодействия самцов и самок одного и того же вида могут быть очень сложны и красивы. Часто они сопровождаются чрезвычайно разнообразным ритуальным поведением, преимущественно инстинктивным. Это ухаживание, брачные игры, танцы, пение и даже бои за самку.

В ритуал ухаживания, например, разных видов плодовых мушек входит дрожание ножек, вибрация крыльев, сигнализация крыльями, кружение и даже облизывание.

У некоторых насекомых ухаживание не обходится без подарков. Так, тропический клоп приносит самке в подарок семечко фикуса. А ухаживание самцов мух-ктырей сопровождается вручением пойманных мушек. Мухи плясуньи (толкунчики) широко известны тем, что изготавливают специальные шелковые «баллоны», достигающие их собственных размеров. Затем они образуют рой, из которого самка выбирает себе партнера. Он и преподносит ей этот подарок, зачастую с мушкой внутри. А вот самец биттаки из отряда скорпионниц кормит самку пойманной мушкой или другой мелкой добычей не во время ухаживания, а во время спаривания.

Брачный танец. Этот процесс обычно представляет собой последовательность сигналов при взаимодействии партнеров друг с другом.

Удивительно красив и даже по-своему романтичен брачный ритуал поденок . Эти легкие и нежные насекомые с прозрачными крыльями живут только один день или даже несколько часов. Они все одновременно выходят из личинок, развивающихся в воде 2-3 года, чтобы станцевать в небе свой брачный танец и умереть. Их характерный полет можно наблюдать тихим погожим вечером. Вначале, быстро взмахивая крыльями, поденки взмывают вверх. Затем они замирают и благодаря большой поверхности крыльев медленно, как на парашюте, спускаются вниз. Такой танец из взлетов и плавных падений поденки совершают в период размножения, когда самец встречается с самкой.

Организм поденок создан с учетом того, что эти насекомые, живущие такой короткий период, не нуждаются в питании. Рот у них мягкий, а вместо кишечника - воздушный пузырь. Он уменьшает массу насекомого и способствует такому легкому его парению во время брачного танца.

Брачный танец бабочек данаид включает приближение самца к самке, их «знакомство» и тоже не менее прекрасный, чем у поденок полет. Во взаимоотношениях между ними отражается управляемая наследственной программой сложная цепь стимулов и реакций.

Бои за самку. Самцы насекомых способны не только красиво ухаживать, но и биться с самцами своего вида за благосклонное внимание подруги. Этим славится, например, один из самых крупных рогачей нашей фауны - жук-олень. Он обладает мощными верхними челюстями в виде так называемых рогов, которые и применяет как турнирное оружие. Во время боя жуки встают на дыбы, высоко поднимаясь на передних и средних ногах. Широко раскрывая челюсти, они бросаются друг на друга, и дерутся нередко до увечий кого-либо из бойцов.

Родительское поведение. Согласно врожденной программе поведения насекомое каждого вида к появлению потомства относится по-своему. Да и организму появляющихся на свет малышей дана разная степень готовности к самостоятельной жизни - тоже в зависимости от их видовой принадлежности. При всей кажущейся простоте или сложности репродуктивного поведения насекомых - это всегда удивительно целесообразный комплекс инстинктивных действий. Он связан с сохранением видовой жизни животного.

Например, большинству насекомых дана высокая плодовитость, поэтому они не проявляют особой заботы о потомстве. Самки одних видов беспорядочно рассеивают яйца (как, например, поденки, некоторые жуки), других - все же откладывают их вблизи источника пищи или непосредственно на пищу. В связи с этим лишь часть предоставленной самой себе молоди сохраняет жизнь.

Во всем этом есть определенный смысл. Ибо огромное ее количество включается в пищевые цепи для участия в поддержании экологического равновесия, что, несомненно, целесообразно. Подсчитано, сколько потомства дала бы за год всего лишь одна пара плодовых мушек при условии выживания всех родившихся особей. За это время размножившиеся особи двадцати пяти поколений образовали бы шар диаметром от Земли до Солнца.

И все же часть насекомых способна проявлять родительское поведение различного вида сложности. В него входит процесс создания жилищ для потомства, обеспечение молоди кормом и ее вскармливание, ухаживания за ней и защита. Родительские заботы осуществляются самкой, брачной парой или же группой родственных животных, как у общественных насекомых.

Например, самки жуков-навозников, одиночных пчел, ос и других насекомых откладывают яйца в специальное укрытие или вырытое гнездо, снабжая их запасом пищи. Так, осы обеспечивают потомство и норкой и кормом в виде парализованных или убитых насекомых. В дальнейшем уходе личинки не нуждаются, превращаясь в ос без родительской помощи.

Осы-бембексы не только постоянно носят мух для своих личинок, но и по ночам в дождливую погоду находятся при своем потомстве в гнезде. Самки уховерток, некоторых сверчков, клопов-щитников тоже остаются на некоторое время с яйцами или молодыми личинками, охраняя их.

А у общественных насекомых - термитов, муравьи, пчел - потомство живет в гнезде с матерью и выращивает следующие поколения особей. Для этого, например муравьи, строят сложное жилище с многофункциональными детскими комнатами, кормят своих детенышей изо рта и окружают их попечением в течение многих недель.

Рассмотрим родительское поведение на некоторых примерах.

Кладка яиц в колонию к объектам питания. Божья коровка, используя сложную систему поиска, специально находит колонию тлей и оставляет там кладку, поскольку этими насекомыми питается не только она сама, но и ее личинки.

Златоглазка также откладывает яички среди колонии тлей, но делает это особо хитрым способом. У нее генетически предусмотрен четко воспроизводимый из поколения в поколение процесс прикрепления яиц к ниточке-ножке, чтобы тля их не затоптала. Вначале златоглазка выпускает из брюшка капельку специально подготовленного организмом клея и ловко прижимает его к листу. Затем она поднимает брюшко на заданную высоту, в полтора сантиметра, и вытянутая в ниточку капелька застывает. А на ее вершину приклеивается яичко. После окончания работы целый лес яичек на ниточках качается на листе среди колонии тлей.

Такое родительское поведение насекомых представляет собой огромный комплекс целенаправленных действий. Все они тщательно подогнаны друг к другу и служат решению одной важной цели - нормальному развитию потомства, полноценному пополнению популяции и сохранению вида.

Защита кладки яиц. Сложнейшим родительским поведением наделена и южноамериканская бабочка - полисадовая моль. Она сама не защищает кладки своих яиц, но строит с этой целью специальную ограду. Забор состоит примерно из трех тысяч «колышков» с заостренными концами, чтобы ни одно насекомое не преодолело ограду и не полакомилось яйцами. «Строительным материалом» ей служат ворсинки из собственного хвоста, которые бабочка вытаскивает и сажает на специально выделяемый клей.

Еще более удивительное инстинктивное поведение проявляют гусеницы этой моли. Появившись на свет, они сразу же начинают двигаться к ограде. Чтобы ее преодолеть, гусеницы плетут шелковые нити и укладывают на острый верх ограды. Шаг за шагом, по мере изготовления шелковой дорожки, они все переползают через забор. При этом малыши могут инстинктивно оценивать сложившуюся ситуацию. Если гусеница, оказавшись на самом верху ограды, устанавливает, что в этом месте отсутствует острие, так как оно уже закрыто мягкой подушкой, она спокойно движется по ней, не плетя собственной нити.

Исследования показали, что программа управления физиологическими возможностями и поведением этих гусениц позволяет им плести шелковую дорожку только один раз. Если их посадить внутрь огороженного участка, после того как они оттуда выбрались, то вновь сплести спасительную нить гусеницы не смогут. Ведь организм уже исчерпал заданные ему возможности для эвакуации малыша.

Заботливые отцы. Интересен способ охраны потомства у гигантских водяных клопов некоторых видов. Самки откладывают яйца на спину самца, приклеивая их специально вырабатываемым для этого веществом. Затем они покидают воду и улетают, а самцы остаются, пока из яиц не вылупятся малыши.

«Вынашивать яйца» помогает своей самке и клоп краевик-листовик, вся поверхность тела которого покрыта длинными шипами. Отложенные самкой на его спинную поверхность яйца застревают между этими шипами. Клоп-отец носит их на себе до вылупления личинок.

Совсем удивительным способом заботы о своем потомстве наделен самец бабочки-моли некоторых видов. Согласно генетической программе его организм готовится к этому заранее. Еще в стадии гусеницы эти самцы предпочитают использовать для питания стручки некоторых бобов, содержащих сильный яд. На гусеницу он воздействия не оказывает, а проявляется лишь в виде сильного запаха уже у взрослой моли. И тогда самки предпочитают самцов с наиболее сильным запахом. Это связано с тем, что самец покрывает отложенные яйца небольшим количеством безвредного для них яда, из-за которого хищники теряют к ним интерес. Причины своего пристрастия к пахучему самцу сама бабочка не знает, но врожденный репродуктивный механизм вынуждает ее «мудро» выбирать партнера по определенному запаху яда.

У некоторых других видов бабочек самцы для этих целей накапливают яд иначе, заимствуя его у растений, которые так спасаются от насекомых-фитофагов. Эти бабочки не приносит вреда растениям, и их яд им не опасен. Но, скопившись в нужном количестве в организме самца, он послужит во благо его потомству. Самки благодаря целесообразному репродуктивному инстинкту предпочтут наиболее «ароматных», а значит, более ядовитых и полезных для потомства самцов и проигнорируют плохо подготовленных.

Совместная забота родителей о потомстве. Генетической программой совместного родительского поведения объединены усилия самок и самцов, например, пластинчатоусых жуков-навозников. Они вместе скатывают специальную грушу из навоза, обеспечивая жильем и кормом свое будущее потомство. А самец и самка лунного копра после этого живут в пещерке, где содержатся груши с развивающимися малышами. Они верно охраняют свое потомство до вылупления молодых жучков.

Довольно своеобразно и сложно совместное родительское поведение кравчиков, тоже относящихся к семейству пластинчатоусых жуков. Весной самец и самка роют в земле глубокие норки, и в ячейки по их сторонам самка откладывает по одному яичку. Далее ячейка плотно забивается зелеными частями растений, которые жуки заготавливают с помощью своих челюстей. После этого норки закапываются, и в спрессованной зеленой массе происходит процесс брожения. Образуемый силос служит прекрасной пищей для быстро растущих личинок.

Общение личинок и родителей. Инстинктивное совместное родительское поведение демонстрируют и сахарные жуки, близкие по строению к рогачам. Самцы и самки выкармливают беспомощных личинок пережеванной ими древесиной. Она смачивается слюной и проходит ферментацию при участии особых грибков. Родители ухаживают за личинками, охраняют куколок и появившихся на свет юных жучков, пока те окончательно не окрепнут.

Самое удивительное, что личинки и родители все время переговариваются, издавая определенные чирикающие звуки. Чтобы друг друга «понимать», частота звуковых колебаний, издаваемых личинками и жуками одного вида, почти одинакова несмотря на резкие различия в строении звукового аппарата.

Разведение грибниц для питания личинок. Некоторые жуки, например короеды-древесинники, успешно развиваются в толще древесины. А чем же питаются их личинки?

Оказывается, многие насекомые-родители, чтобы обеспечить питание своего потомства используют симбиотические грибы определенных видов. Самки, а иногда и самцы, выгрызая в древесине галерею для личинок, дают начало грибнице. «Грибные сады» покрывают стенки ходов и служат питанием для молоди. Причем, что важно, тело родителей для перенесения спор грибов на новое место оснащено специальными карманами-выемками.

Когда подросшие жуки покидают прежний материнский ход, эти карманы набиты спорами грибов, полезных уже для их потомства. Это один из примеров симбиотических отношений между насекомым и грибами с тесно переплетенными жизненными циклами. Жуки расселяют эти грибы в своих ходах и временных жилищах, создавая наиболее благоприятные условия для их развития. А взамен часть грибов идет в пищу личинкам.

Подобные взаимовыгодные союзы для нормальной жизнедеятельности организмов встречаются в мире живого довольно часто. Целенаправленные действия и заранее подготовленные возможности организма представителей этих симбиотических видов осуществляются благодаря взаимоувязанности их генетических программ.

Все это лишь отдельные примеры из множества феноменов репродуктивного поведения, которыми изобилует мир насекомых.

Социальное поведение

Насекомые в основном индивидуалисты, но для определенных их видов свойственно врожденное социальное (внутривидовое и межвидовое) поведение. Оно характеризуется такими проявлениями, как территориальность, иерархичность сообщества, массовые миграции и др.

Защита территории. Охраняемый участок местности называется территорией особи или группы особей, а освоенный животными более обширный участок - участком обитания.

В основе такой территориальности лежит конкуренция за обладание пространством со всеми его ресурсами - убежищами, пищей, особями противоположного пола. Она характерна для многих насекомых, в том числе сверчков, стрекоз, бабочек, общественных насекомых.

Территорию чаще всего устанавливают самцы либо группы особей (как рабочие муравьи, трутни у пчел). Интересно, что для некоторых бабочек, например бабочки-хвостатки, характерно не только патрулирование территории, но и ее активная защита. Со своих участков самцы сгоняют других бабочек своего вида, а также представителей чужого вида - ос и даже миниатюрных птичек колибри.

Сложным территориальным поведением отличаются и стрекозы-дозорщики. Самцы делят охотничью территорию на определенные участки. И покинуть ее они могут лишь в полете за самкой или пищей. Нарушитель границы тотчас выдворяется, причем у этих стрекоз сильную защитную реакцию вызывают самцы только своего вида. Представители других видов воспринимаются менее воинственно.

Стрекозы-дедки также ревностно охраняют свою территорию. Они постоянно облетают несколько точек-ориентиров, чтобы подтвердить границы своего участка и заодно обследовать охотничьи угодья. В случае нарушения границы самец использует устрашающие действия. Он демонстрирует сопернику фигуры высшего пилотажа, сопровождая это щелканьем челюстей и угрожающим шорохом крыльев. Улетая иногда за километры от водоема на луга и лесные поляны за добычей, стрекозы благодаря своей прекрасной памяти и способности к ориентации изо дня в день возвращаются только на свой маленький родной участок.

Даже личинки, например, равнокрылой стрекозы, проявляют территориальное поведение. В эксперименте они расселялись в различных частях аквариума, держались своих участков при перемещениях и охраняли их.

Угрозы и драки. Многие территориальные животные во время пограничных споров не только демонстрируют друг другу угрожающие позы, но и отчаянно дерутся. Среди насекомых подобным поведением отличаются богомолы. Обычно они затевают между собой драки, отстаивая свое право на определенные охотничьи угодья. Но прежде богомолы стараются устрашить соперника: они расставляют крылья и шуршат ими, ставят боевые ноги на изготовку, шипят и щелкают ловчими ногами. Если один из соперников испугается грозного вида и звуков другого, он спешно покидает опасное место. А если нет, то начинается настоящий бой. А поскольку богомолы весьма драчливые существа, они способны драться и с другими животными - ящерицами и даже воробьями.

У полевых сверчков, которые ведут скрытый образ жизни, идет непрерывная борьба за обладание убежищем. Сверчки роют свои норки на сухих, освещенных солнцем местах, чтобы производить потомство и прятаться там в случае опасности или ненастья. Но между ними часто происходят стычки за право обладания готовой норкой. При вторжении соперника хозяин издает устрашающие сигналы. Если это не помогает, происходит поединок. Насекомые бросаются друг на друга, «бодаясь» своими «толстолобыми» головами. И случается так, что более сильный соперник выгоняет из жилища более робкого хозяина.

Иерархические взаимоотношения. Иерархия - это инстинктивная система поведенческих связей, присущая многим живым существам, в том числе насекомым. Она характеризуется доминированием (господством) одних особей над другими, подчиненными, которые в свою очередь могут доминировать над третьими и т. д.

Своеобразная иерархия существует, например, у тех же полевых сверчков. Когда встречаются два самца одного вида, они сразу же затевают драку, и тот сверчок, который по «понятиям» насекомых ниже рангом, долго не сопротивляется и скорее оставляет поле боя. Но если встречаются два относительно равных сверчка, то их противоборство затягивается надолго.

В сложноорганизованных группировках, например у общественных насекомых, более важное значение имеет не иерархия как таковая, а внутригрупповая четко управляемая структура, функциональные роли особей. Так, чрезвычайной организованностью отличается сообщество муравьев. Ученым до сих пор не удалось разгадать, каким образом это осуществляется, но исследования показывают, что значительную роль в социальной жизни семьи играют именно отдельные особи. Причем между индивидуальными способностями у муравьев даже одного вида существуют значительные различия. Например, работу лучше выполняют более опытные муравьи.

Биокоммуникация и «язык». Вероятно, трудно представить себе общественное поведение без информационного обмена или же индивидуальной системы передачи информации другим членам сообщества. Биокоммуникация - это обмен информацией между насекомыми одного или разных видов с помощью сигналов. Такой коммуникационный обмен облегчает поиск пищи и защиту от врагов, встречу разнополых особей при размножении, взаимоотношения родителей и их потомства, регуляцию взаимоотношений между особями и брачными парами (например, участок индивидуальный и гнездовой).

Посланные химические, оптические, акустические (звуковые), электрические и другие сигналы воспринимаются органами зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания, термо- и электрорецепторами. Они обрабатываются анализаторами и затем формируется ответная, иногда очень сложная реакция организма.

Химическое общение. Одним из множества различных способов коммуникации является общение живых существ на химическом уровне. Удивительно разнообразное химическое общение позволяет им узнавать своих соплеменников, сообщать закодированную в химических веществах информацию, находить партнеров даже на огромном расстоянии друг от друга.

У насекомых существуют привлекающие пахучие вещества - аттрактанты, а и есть отталкивающие, отпугивающие - репелленты, воспринимаемые системой обоняния. К аттрактантам относятся феромоны и гормоны. Например, выделения клопов-черепашек, клопов-солдатиков или божьих коровок помогают встречаться самцам и самкам, а также обеспечивают скопление особей в определенные группы.

Примером репеллента может служить пахучий сигнал от первого комариного выплода: «Подождите расти, корма на всех не хватит». И тогда личинки комаров следующего выплода будут ждать приказа-сигнала для превращения их в комаров.

Общение с помощью света. В разделе о репродуктивном поведении говорилось, о брачной сигнализации светляков. Световые сигналы, которые они испускают, являются важным средством их коммуникации. Они представляют собой настоящую языковую систему.

Существует более двухсот видов светляков, и у каждого вида - свой «язык». Световой язык отличается интенсивностью сигналов и продолжительностью интервалов между ними. Благодаря этому светлячки каждого вида способны читать сообщения других светлячков. Такая сигнализация может нести в себе несколько смысловых сообщений. Это и информация о том, принадлежит ли отправитель сигнала к тому же виду, самец ли он или самка, а если самка, то свободна ли она или занята.

По характеристике вспышек, генерируемых этими насекомыми, можно отличить даже близкие их виды. Наблюдения натуралистов показали, что светляки ряда видов понимают «язык» особей других видов и умеют на нем общаться. Так, некоторые вероломные самки светлячков способны имитировать световые сигналы представителей других видов. Они привлекают чужих самцов и съедают их.

Звуковые сигналы насекомых. У некоторых видов насекомых крылья, помимо своего основного назначения, исполняют и другие обязанности - в том числе обеспечивают звуковую сигнализацию. Каждое насекомое имеет свой код жужжания.

Например, самцов комаров привлекают звуки с частотой 500-550 колебаний в секунду - именно в таком темпе трепещут крылышки комариных самок. Но иногда на этой же частоте жужжат высоковольтные трансформаторы. На такое подобие брачных сигналов устремляются самцы, находя свою гибель. А когда комар, спасаясь от врагов, увеличивает скорость, то его жужжание становится на тон выше. Этот высокий звенящий звук является сигналом для мгновенного реагирования и «бегства» других комаров.

Именно эти наблюдения позволили разработать прибор, имитирующий сигнал тревоги, который предназначен для отпугивания насекомых.

«Язык» насекомых. « Язык» насекомых, как и большинства других животных, - это совокупность конкретных сигналов, которые действуют в определенных обстоятельствах. Сигналы в основном видоспецифичны: в общих чертах они одинаковы у всех особей данного вида, их особенности определены генетически, а сигнальный набор не подлежит расширению.

Чаще всего сигналы непроизвольно отражают состояние животного в данный момент, то есть они не имеют непосредственного адресата. И даже подавая сигнал тревоги, подавляющее большинство особей не может понять, чего именно оно испугалось и для кого предназначался сигнал.

Только общественные насекомые способны сообщать друг другу что-то конкретное.

Так, муравьи с помощью «языка прикосновений усиками» и пчелы «языком танцев» достаточно точно передают информацию о месте нахождения, расстоянии и пути до пищевых объектов. И воспринявшие ее соплеменники сразу же отправляются за добычей.

А в какой степени можно сравнивать сигнальную деятельность, например, пчел и муравьев с языковым поведением?

По мнению ученых, существуют несколько ключевых свойств языка. Языку танцев у пчел приписывается максимальное число свойств. В то же время в отношении муравьев долгое время считали, что их информационная система полностью инстинктивна и генетически обусловленное сигнальное поведение постоянно для всех особей данного вида. Но исследования показали, что у муравьев, как и у других общественных насекомых, имеются два типа коммуникативных систем - инстинктивные и лабильные. Инстинктивные системы обеспечивают выполнение согласно наследственной программе таких важных для жизни семьи функций, как защита гнезда, обмен пищей, организация групповой фуражировки. А лабильные коммуникативные системы основаны на врожденной способности насекомых к обучению и установлению логических связей.

Именно благодаря обеим системам общественные насекомые обладают удивительно сложной индивидуальной коммуникацией с использованием «языка».

Сложность социального поведения общественных насекомых. Эти насекомые способны создавать наиболее сложную форму организации - индивидуализированные сообщества.

В таком сообществе, во-первых, существует четкое разделение репродуктивных функций. При этом одни особи являются плодовитыми и участвуют в размножении, другие, которых большинство, - рабочими, которые бесплодны и выкармливают потомство плодовитых особей.

Во-вторых, между членами сообщества наблюдается кооперация - совместное добывание пищи, выкармливание потомства, строительство, защита гнезда, что сопровождается внутривидовой коммуникацией.

В-третьих, особи не менее двух последовательных поколений (материнского и дочернего) живут вместе. Так организованы сообщества перепончатокрылых - муравьев, ос, пчел, а также равнокрылых - термитов. Подобная социальность обнаружена еще у ряда японских тлей, у одного вида австралийских жуков и у представителей позвоночных - голых землекопов (родственников морских свинок и дикобразов). Они тоже делят между собой все групповые заботы и обязанности.

Члены одного сообщества узнают своих собратьев, и ключевую роль в основном здесь играет специфический запах особей. Однако муравьям многих видов дана удивительнейшая способность не просто опознавать членов своей семьи по признаку «свой - чужой», а непосредственно знать друг друга, составлять небольшие группы и совместно действовать на своем кормовом участке.

К настоящему времени накоплены обширные сведения о поведении общественных насекомых, основанные на наблюдениях в естественных и в лабораторных условиях. В последнем случае для исследования поведения, например пчел, используются ульи с прозрачными стенками. Для наблюдения за контактами особей на них ставятся индивидуальные и групповые метки в виде разноцветных точек, наносимых на разные части тела, которые позволяют знать насекомых «в лицо».

Насекомые отличаются высоко развитой способностью воспринимать и реагировать на многообразные сигналы из внешней среды – зрительные, химические, тактильные, слуховые, тепловые и др. Эти сигналы поступают из двух совершенно различных источников – от особей своего вида и от экологических факторов, но организм отвечает на них совокупностью целесообразных действий, включая и наследственно обусловленные повадки. Такая совокупная единая реакция организма обозначается понятием поведение, а раздел физиологии, изучающий его, – этологией.

Поведение определяется не только внешними раздражителями, но и зависит от внутреннего физиологического состояния особи. В его основе лежит ответная реакция на раздражение, т.е. рефлекс. В целом поведение складывается из безусловных и условных рефлексов.

Безусловные рефлексы – это врожденные реакции, т.е. рефлексы, с которыми организм рождается, наследуя их от родителей. Они составляют основу нервной деятельности насекомых, необычайно разнообразны и характерны для отдельных видов, а также родов, семейств и даже отрядов.

Безусловные рефлексы могут проявляться в виде простых актов и в виде более или менее сложных форм поведения. К числу простых актов следует отнести разнообразные движения, реакции раздражения и пр. Примером может служить рефлекс взлета у саранчи, возникающий при потере контакта ног с субстратом.

Движения и ориентацию тела по отношению к источнику раздражения часто называют таксисами или тропизмами.

Таксисы у насекомых разнообразны. К ним относятся: термотаксис – движения по отношению к источнику тепла, гигротаксис – движения по отношению к влаге, фототаксис – по отношению к свету, хемотаксис – в химическом поле раздражения, геотаксис – по отношению к земному тяготению и пр. Вследствие своего приспособительного значения таксисы могут быть положительными и отрицательными, т.е. будут направлены или к источнику раздражения, или от него. Примерами положительного таксиса могут быть случаи концентрации насекомых на теплых местах: весенних мух – на освещенных солнцем стенах домов, комнатной мухи осенью – на поверхности теплой печки, личинок саранчовых – на теплой поверхности почвы и пр. При повышении температуры субстрата сверх оптимального уровня насекомые уходят в более прохладное место, т.е. знак таксиса меняется на обратный. Роль влажности в жизни насекомых также очень велика. Примером положительного гигротаксиса может служить поведение личинок жуков-щелкунов из рода Agriotes, а отрицательного – мучного хрущака.

Фототаксис также часто проявляется у насекомых. Наиболее обычные его примеры – прилет многих насекомых ночью на источник света или уход в дневные часы ночных видов в укрытые темные места.

Хемотаксис, несомненно, играет очень большую роль в поведении насекомых, особенно в поиске пищи, отыскании мест для яйцекладки, в сближении особей и полов. У ряда насекомых обнаружена реакция и на земное тяготение. Например, для индийского палочника характерен отрицательный геотаксис, поэтому он всползает и держится на растениях; гусеницы бабочек наделены также отрицательным геотаксисом, но виды, окукливающиеся в почве, перед окуклением приобретают положительный геотаксис.

Способность положительно или отрицательно реагировать на разнообразные внешние воздействия широко используется для разработки мер борьбы с насекомыми и для учета их численности.

Некоторые внешние воздействия способны вызывать у насекомых рефлекс общего торможения. Так, при толчке или потере соприкосновения с субстратом многие жуки, клопы, гусеницы бабочек становятся неподвижными; падая на землю, они там теряются, делаются незаметными, как говорят иногда, «притворяются мертвыми». Такая рефлекторная неподвижность называется также танатозом.

Инстинкты представляют собой уже более сложную форму поведения и имеют громадное значение в жизни особи и вида в целом.

Инстинкты являются сложными врожденными рефлексами, не зависят от выучки и проявляются лишь под действием внутренних раздражителей как следствие особого физиологического состояния организма – голода, половой зрелости, фазы развития и пр. Такими раздражителями могут быть гормоны, недостаток в организме необходимых веществ и пр. Рефлексы, из которых складывается тот или иной инстинкт, тесно взаимосвязаны и проявляются в серии строго последовательных действий – в виде цепного рефлекса; в такой цепи рефлексов каждый предшествующий является непременным раздражителем для последующего рефлекса. В конечном итоге инстинкт проявляется в серии целесообразных актов, нередко изумляющих нас своей сложностью и кажущейся продуманностью.

Условные рефлексы составляют основу высшей нервной деятельности организма. Они индивидуальны и временны, т.е. вырабатываются в течение жизни особи и способны исчезать. Возникают условные рефлексы под воздействием двух одновременных раздражителей – безусловного (например, воздействие пищи) и условного, или сигнального (воздействие любого фактора среды); исчезают они при отсутствии повторяющихся воздействий условного раздражителя, т.е. при отсутствии подкрепления с его стороны.

Физиологической основой условных рефлексов является временная ассоциативная связь, возникающая между различными центрами высшего ассоциативного отдела центральной нервной системы. Поэтому нервная деятельность на основе условных рефлексов нередко обозначается как принцип временных связей. Последние имеют существенное значение в жизни насекомых и составляют особо заметный элемент поведения у так называемых общественных насекомых – пчел, муравьев, ос, термитов. Отправляясь на добычу, эти насекомые способны запоминать местонахождение источника пищи, дорогу к нему и от него назад к гнезду. Органы чувств при этом воспринимают встречающиеся на пути от условных раздражителей различные зрительные, обонятельные и другие сигнальные раздражения; по этим сигнальным раздражениям насекомые способны неоднократно повторять свой путь, находить источник пищи.

При знакомстве с жизнью пчел, муравьев и других животных мы убеждаемся в том, что их действия целесообразны. Это касается сигнализации у пчел, разведения тлей муравьями и т.д. Например, если пчела отыскала цветущие растения, богатые нектаром, то, возвратившись в улей, она кружится и виляет брюшком. По фигурам такого «танца» другие пчелы определяют, на какое расстояние и в каком направлении необходимо лететь за нектаром.

После того как пчелы прилетят к месту сбора, они садятся только на те цветки, запах которых был на теле прилетевшей в улей первой пчелы. Некоторые виды рабочих муравьев разводят тлей и ухаживают за ними, так как используют их сладкие испражнения в пищу. Ряд тропических видов муравьев выращивают под землей плесень и грибы, которые служат пищей для их личинок.

Все эти действия насекомых настолько целесообразны, что можно подумать о их разумном действии. На самом деле это связано с инстинктами.

Инстинкты - это сложная совокупность безусловных рефлексов, являющихся одной из форм приспособления животных к условиям жизни.

Это врожденная форма поведения животного. Инстинкты характеризуются стереотипностью действий, для которых толчком служат внешние раздражения. В неизменяющихся условиях инстинкты полезны, но бессознательные, автоматические действия становятся бесполезными при изменившейся ситуации. Эту особенность инстинктов можно показать на следующем примере.

Оса сфекс проявляет заботу о своем потомстве, заключающуюся в последовательных, целесообразных действиях: она строит гнездо-норку, заготавливает живых насекомых - пищу для своих личинок.

Добычу оса парализует уколом жала в скопления нервных клеток, на добычу откладывает яйца, после чего замуровывает норку. На этом забота о потомстве заканчивается. Однако обычное течение событий можно нарушить - удалить из гнезда содержимое в то время, когда оса приступила к его замуровыванию. Даже если «ограбление» гнезда совершено в ее присутствии, оса прилежно закончит его запечатывание.

Безусловные рефлексы и инстинкты не могут обеспечить полностью приспособление животного к постоянно меняющимся условиям жизни. Это приспособление достигается условными рефлексами, формирующимися в течение индивидуальной жизни животного.

Наездники являются чрезвычайно интересной и практически очень важной группой насекомых. Их самки откладывают свои яйца в яйца, личинки и куколки различных видов насекомых. Личинки наездников не имеют ног. Питаются они тканями и гемолимфой хозяина. Для окукливания личинка наездника пробуравливает покровы насекомого и выползает наружу. В результате нанесенных повреждений личинками наездников их хозяева погибают.

Наездники - мелкие насекомые с длинными усиками. Брюшко большинства видов наездников имеет стебельчатое строение. У самок хорошо развит яйцеклад. Наездники помогают человеку в борьбе с различными насекомыми - вредителями сельскохозяйственных культур. Например, самка белянкового мелкобрюха, отыскав гусеницу капустной белянки, садится на нее верхом (в связи с чем ее назвали наездником), прокалывает кожу яйцекладом и откладывает свои яйца. Другие виды наездников поражают личинок самых различных вредителей (непарного шелкопряда, жуков-дровосеков, тлей и др.). Есть такие виды наездников, которые откладывают свои яйца в клещей, являющихся переносчиками возбудителей болезней.

К настоящим наездникам близко стоят и другие полезные насекомые. Так, трихограмма откладывает по одному яйцу в каждое яйцо бабочек. Поэтому только одной кладкой поражается значительное число яиц. Теленомус откладывает свои яйца в яйца клопов-черепашек.

Насекомое, в частности бабочка, является не самым сложным биологическим объектом, но, тем не менее, ее поведение не так просто, как кажется на первый взгляд. В поведении бабочек различают следующие виды нервной организации ответа в зависимости от раздражителя и характера ответа. Простым рефлекторным ответом можно считать взлет насекомого при нарушении подвижности предмета, на котором оно восседает, его называют простым таксисом. Отличают также инстинкты и сложноассоциативную нервно-психическую деятельность. Примером этого может быть возведение сложных защитных конструкций, в постройке которых участвуют сотни насекомых и каждому отведена своя роль, причем многие из них взаимозаменяемы. Этот феномен не объяснить простым рефлекторным ответом, он, скорее, запрограммированное действие колонии в той или иной ситуации.

Таксисы, как упоминалось выше, это простое рефлекторное действие, но и они могут размежевываться. Различают фототаксис, хемотаксис, термотаксис, гидротаксис. В свою очередь, каждый из этих рефлексов может быть положительным и отрицательным. Положительный фототаксис — стремление бабочки к свету, мы зачастую наблюдаем под ночными фонарями и даже слагаем песни о слепой вере мотылька, летящего на пламя свечи. Не следует забывать и об отрицательном фототаксисе, когда мотылек избегает источников света и стремится укрыться от ослепительных лучей.

Следует также упомянуть и о хемотаксисе. К примеру, многие ночные бабочки неудержимо стремятся к забродившей патоке, с манящим запахом сложных эфиров. Аромат горчичных масел привлекает всем знакомую капустную белянку. А запах щавелевой кислоты — хлопковую совку. Примером отрицательного хемотаксиса является панический страх перед запахом нафталина у платяной моли.

Известно также такое проявление поведения у насекомых, как тигмотаксис — непреодолимое желание вступить в тесный непосредственный контакт с твердым предметом. Это характерно для гусениц перед самым окукливанием. Именно на этой поведенческой особенности основан метод ловчих колец, который используется для отлова и уничтожения яблочной плодожорки.

Гидротаксис - это стремление к месту с оптимальным уровнем влажности. Гидрофильные насекомые летят к влажным участкам и поверхностям, а гидрофобные — наоборот ищут места посуше. Притеняющие приманки используют именно эту особенность в поведении и очень эффективны для борьбы с вредителями.

Термотаксис — стремление к оптимальным Температурным условиям окружающей среды. Положительный или отрицательный, он зачастую становится причиной массовой миграции насекомых, в том числе и бабочек.

Инстинкты у насекомых развиты настолько сильно и разнообразно, что многие из них не перестают удивлять человека и сегодня. Инстинкты — самое сильное звено в природной цепи сохранения популяции и видов в целом. Инстинктам насекомые не обучаются по причине отсутствия учителей. В данном случае информацию о последовательности действий в той или иной ситуации передает наследственность на уровне ДНК.

Гусеницы стеблевого мотылька еще до окукливания готовят будущей бабочке летное отверстие в стебле кукурузы или конопли, совершенно не понимая для чего, они просто знают, что это необходимо сделать.

Еще интересные статьи

Основу поведения насекомых составляют безусловные рефлексы - таксисы и инстинкты. У них наблюдаются двигательные рефлексы на свет (фототаксис), тепло (термотаксис), влагу (гидротаксы), притяжение (геотаксисы)

и др.. Примерами положительных таксиса могут быть: термотаксис - концентрация весной мух на нагретых солнцем стенах домов; фототаксиса - скопление насекомых около источника света в ночное время и др..

У насекомых наблюдаются инстинкты, связанные с сохранением индивида: оборонительные или защитные («замирания», выделение пахучих и ядовитых веществ), пищевые (добывания пищи, запасания корма), а также инстинкты, направленные на сохранение вида: поиск особей противоположного пола, забота о потомках. Инстинктивное поведение многих насекомых очень сложная и производит впечатление умного. Однако при изменении условий такая наследственно закрепленная поведение часто становится нецелесообразной и приводит насекомое или его потомков к гибели. Например, у самки билана капустного выражен инстинкт заботы о потомстве: свои яйца она откладывает на листья капусты, которым питаются личинки этой бабочки. Если же соком капусты смазать листок бумаги, то самка отложит яйца и на него. В этом случае отчетливо проявляется вся «слепота» инстинкта заботы о потомстве.

У насекомых существуют различные средства общения, с помощью которых происходит обмен информацией: звуковые и световые сигналы; биологически активные вещества - феромоны; двигательные реакции - «танцы», с помощью которых пчелы передают информацию о местонахождении корма и даже о его количество.

Многим насекомым, особенно оптовым (пчелам, муравьям, шмелям, термиты, осам и др.)., Свойственна способность к выработке условных рефлексов. Возникают они под действием двух одновременных раздражителей - безусловного (например, пищи) и условного, или сигнального (любого фактора окружающей среды). Условные рефлексы - индивидуальные и временные, они производятся в течение жизни особи, и если не подкрепляются, то могут исчезать. Пчелы, например, отправляясь на поиски пищи, способны запомнить местонахождение его источника, путь к нему и обратно в улей и т.д.. Органы чувств при этом воспринимают от условных раздражителей разнообразные зрительные, обонятельные и другие сигнальные раздражения, по которым насекомые и ориентируются при поисках источника пищи. В экспериментах у пчел можно выработать условный рефлекс на запах цветов-медоносов или на определенный цвет.

Способность к выработке условных рефлексов свойственна не только оптовым насекомым. их можно выработать, например, в прусаков. Если поместить прусаков в сад с двумя соединенными камерами - светлой и темной, - прусаки как ночные животные соберутся в темной. Но если в течение определенного времени постоянно раздражать их слабым электрическим током, то прусаки перейдут в светлое и будут избегать темноты даже после прекращения действия сигнального раздражителя (электрического тока). Итак, на помощь врожденным рефлексам, характерные и обязательными для каждого вида, приходят условные, через которые и происходит приспособление этих животных к изменившимся условиям среды.