Подобные же четко разделенные арены с разновеликими омматидиями есть и у некоторых мух. У пчелы иное устройство фасеток: их угол зрения в направлении горизонтальной оси тела в два-три раза больше, чем по вертикали.
У жуков-вертячек и самцов поденок, по существу, два глаза с каждой стороны, один с крупными, другой с мелкими фасетками.
Помните, как гусеница, рассматривая предмет всего одним глазом (другие были замазаны краской), могла, однако, составить известное, правда, очень грубое представление о его форме. Она, вертя головой, весь объект разглядывала по частям, а запоминающий аппарат мозга складывал в единое впечатление все увиденные в каждый данный момент точки. Так же поступают и насекомые с фасеточными глазами: рассматривая что-либо, вертят головой. Сходный эффект достигается и без поворота головы, когда наблюдаемый объект движется или когда летит само насекомое. На лету фасеточные глаза видят лучше, чем в покое.
Пчела, например, способна постоянно держать в поле зрения предмет, который мелькает 300 раз в секунду. А наш глаз даже и вшестеро более медленного мелькания не заметит.
Близкие предметы насекомые видят лучше, чем дальние. Они очень близоруки. Четкость увиденного у них намного хуже, чем у нас.
Интересный вопрос: какие цвета различают насекомые. Опыты показали, что пчелы и падальные мухи видят самые коротковолновые лучи спектра (297 миллимикрон), которые только есть в солнечном свете. Ультрафиолет, к нему наш глаз совершенно слеп, различают также муравьи, ночные бабочки и, очевидно, многие другие насекомые.
Чувствительность к противоположному концу спектра у насекомых разная. Пчела слепа к красному свету: он для нее все равно что черный. Самые длинные волны, которые она еще воспринимает, – 650 миллимикрон (где-то на границе между красным и оранжевым). Осы, натренированные прилетать за кормом на черные столики, путают их с красными. Красное не видят и некоторые бабочки, сатиры например. Но другие (крапивница, капустница) красный цвет различают. Рекорд, однако, принадлежит светлячку: он видит темно-красный цвет с длиной волны в 690 миллимикрон. Ни одно из исследованных насекомых на такое не было способно.
Для человеческого глаза самая яркая часть спектра – желтая. Опыты с насекомыми показали, что у одних зеленая часть спектра воспринимается глазом как самая яркая, у пчелы – ультрафиолетовая, у падальной мухи наибольшая яркость отмечалась в красной, сине-зеленой и ультрафиолетовой полосах спектра.
Несомненно, бабочки, шмели, некоторые мухи, пчелы и другие насекомые, посещающие цветы, различают цвета. Но в какой мере и какие именно, мы еще мало знаем. Необходимы дополнительные исследования.
С пчелами в этом отношении были проведены наиболее многочисленные опыты. Пчела видит окружающий мир, окрашенный в четыре основных цвета: красно-желто-зеленый (не каждый из названных в отдельности, а вместе, слитно, как единый неведомый нам цвет), затем – сине-зеленый, сине-фиолетовый и ультрафиолетовый. Тогда как объяснить, что пчелы прилетают и на красные цветы, на маки, например? Они, а также многие белые и желтые цветы отражают много ультрафиолетовых лучей, поэтому пчела их видит. В какой цвет окрашены они для ее глаз, нам неизвестно.
У бабочек, очевидно, цветовое зрение более близкое к нашему, чем у пчелы. Мы уже знаем, что некоторые бабочки (крапивница и капустница) различают красный цвет. Ультрафиолет они видят, но он не играет для них такой большой роли, как в зрительных восприятиях пчелы. Наиболее привлекают этих бабочек два цвета – синефиолетовый и желто-красный.
Разными методами было доказано, что и многие другие насекомые различают цвета, и лучшим образом цвета растений, на которых кормятся либо размножаются. Некоторые бражники, жуки-листоеды, тли, шведские мушки, клопы сухопутные и водяной клоп гладыш – вот далеко не полный перечень таких насекомых. Интересно, что у гладыша только верхняя и задняя часть глаза обладает цветовым зрением, нижняя и передняя – нет. Почему так, непонятно.
Помимо восприятия ультрафиолетовых лучей, другое свойство глаза насекомых, которого лишены наши глаза, – это чувствительность к поляризованному свету и способность ориентироваться по нему. Не только фасеточные глаза, но и простые глазки, как показали опыты с гусеницами и личинками перепончатокрылых, способны воспринимать поляризованный свет. Рассмотрели под электронным микроскопом глаз насекомого и нашли в ретинальной светочувствительной палочке молекулярные структуры, действующие, очевидно, как поляроид.
Некоторые наблюдения последних лет убеждают: ночные насекомые обладают органами, улавливающими инфракрасные лучи.
Осязание, слух и другие чувства
Тут и там по телу насекомого рассеяны мельчайшие органы. Всего одна чувствующая клетка и нерв, соединяющий ее с мозгом, – так просто они устроены. Некоторые чувствующие клетки этих органов лишь касаются снизу кутикулы, другие через микроскопически малое отверстие в ней выходят на поверхность.
Местами – на усиках, на ногах, вокруг рта – много клеток объединяются в один большой орган. Часто над ним растут щетинки и волосики. Малейшее прикосновение к ним сейчас же вызывает соответствующую реакцию насекомого. Эти щетинки чувствуют даже слабые дуновения воздуха.
Каждому, конечно, приходилось ловить мух. Вы знаете, что сделать это нелегко: муха не только видит, но и чувствует колебания воздуха, которые вызывает приближающаяся к ней рука. Но, если между рукой и мухой поставить стекло, она подпускает руку на более близкое расстояние, хотя и отлично видит ее.
Предполагают, что эти же щетинки помогают насекомым избегать в полете столкновений с встречными предметами: завихрения воздуха около них, ощущаемые щетинками, предупреждают о том, что впереди препятствие. Однако почему так часто натыкаются насекомые на стекла?
Во всяком случае, какую-то еще не вполне ясную роль щетинки выполняют в полете. Можно заставить крылатое насекомое, так сказать, «летать на месте», если привязать или приклеить к нему ниточку и направить на него спереди струю воздуха. Но с замазанными краской щетинками саранча, например, долго в таком полете не продержится. Сложит крылья и повиснет на ниточке.
Щетинки ощущают мельчайшие колебания воды, и таким образом водяные насекомые узнают о приближении хищников или жертв, на которых охотятся сами. У клопа гладыша, который плавает вниз спиной, между основаниями усиков «зажат» небольшой пузырек воздуха. Щетинки на усиках клопа удерживают этот пузырек и постоянно чувствуют напряжение, вызванное его стремлением оторваться и взмыть вверх, к поверхности воды. По этому напряжению, как полагают некоторые исследователи, гладыш определяет свое положение в пространстве: вверх спиной он повернут или нет.
Некоторые наиболее тонкие волоски на теле насекомых способны улавливать и звуковые колебания. Это доказано на гусеницах: если эти волоски удалить или брызнуть на них водой, гусеница не реагирует на звук, С неповрежденными волосками слышит звуки определенных частот. У сверчка основные органы слуха – на передних ножках, а вспомогательные – щетинки на церках, придатках на конце брюшка. У других прямокрылых и у тараканов эти выросты на конце брюшка, церки, тоже несут волоски, ощущающие звуковые колебания.
В основании усиков насекомых, между вторым сегментом и прочей частью усиков, находятся особые джонстоновы органы. Главное их назначение – контроль за полетом: регистрация скорости и направления. Но у некоторых насекомых, у комаров например, джонстоновы органы воспринимают и звук. Усик вибрирует в унисон со звуковыми колебаниями определенного тона. Джонстонов орган возбуждается и передает в мозг соответствующие сигналы.
Наиболее специализированные органы слуха насекомых – тимпанальные. Они построены по типу нашей барабанной перепонки, колебания которой передаются слуховым нервам. Обычно тимпанальные органы располагаются по обеим сторонам брюшка сразу за тораксом (то есть грудкой) или на нем самом. Это у многих бабочек и мотыльков, у цикад, саранчи и некоторых водяных клопов. Но у кузнечиков и сверчков – на голенях передних ножек. Поворачивая в сторону звука одну или обе ножки, наделенные «ушами», они могут быстро и точно определять направление на источник звука.
Клетки, ощущающие изменение окружающей температуры, располагаются на разных местах тела насекомых. У таракана, например, чувствующие тепло волосики – на лапках. У клопов – на усиках. Если посадить голодного клопа в банку и снаружи прижать к ней палец, он довольно быстро почувствует тепло, подползет и попытается через стекло уколоть хоботком ваш палец. С отрезанными усиками ничего подобного он уже не сделает: тепла не почувствует.