Что же позволяет скорпионам чувствовать близкое соседство живых существ? У зоологов осталось единственно возможное объяснение: вибрация. Было решено проверить, как она распространяется в песке. Для этого в его толщу поместили вибратор, а на разных расстояниях от него установили специальные детекторы — приборчики, способные воспринимать колебания.
Неожиданно оказалось, что волны вибрации, вызванные не очень частыми колебаниями, в песке распространяются совсем неплохо, правда, гораздо медленнее, чем в твердых телах, воде и даже в воздухе. Медленное распространение волн в песке легко объяснимо: чтобы колебания передавались от одной песчинки к другой, требуется больше времени, чем для распространения волн в воде, частицы которой соприкасаются между собой более тесно. Ученым удалось установить, что в рыхлом песке возникают два типа волн. Одни, их называют волнами сжатия, распространяются как в толще песка, так и по его поверхности со скоростью 120–150 метров в секунду, то есть почти в три раза медленнее, чем в воздухе. Волны второго типа распространяются только по поверхности со скоростью пятьдесят метров в секунду, что примерно в семь раз медленнее звуковых волн, распространяющихся в воздухе.
У скорпионов нашлись и органы, способные воспринимать слабые волны вибрации. На их лапках находятся многочисленные волоски. От каждого из них отходит нерв. Если тонкой щетинкой дотронуться до любого из волосков, информация об этом будет передана по нерву в соответствующий нервный ганглий. Отправляясь на охоту, пустынный скорпион не залезает ни на камень, ни на ветку кустарника, а затаивается на поверхности песка. При этом те из волосков, которые находятся на нижней поверхности концевых сегментов его лап, погружены в песок. Именно они улавливают волны сжатия.
Кроме волосков, на каждой лапе скорпиона есть еще особые щелевые рецепторы. Это складочки поверхностной оболочки лапок, имеющие вид щелочек. В их стенках находится множество чувствительных клеток. Если чуть-чуть надавить на лапку таким образом, чтобы хоть одна щелочка сомкнулась, нервные клетки рецептора возбудятся и пошлют об этом информацию в ганглий. Некоторые щелочки расположены на лапках скорпионов параллельно поверхности песка. Они прекрасно улавливают появление поверхностной волны. Она приподнимает лапку, давит на нее снизу, заставляя сомкнуться параллельную щелку. На волны сжатия щелевые рецепторы не реагируют.
Итак, зашло солнце, и на пустыню опустилась ночь. Скорпион терпеливо дождался, когда песок остынет, выбрался из своего дневного убежища, занял охотничью позицию и замер, широко расставив лапы. Вскоре где-то в песке проснулся пустынный таракан и шевельнул передними лапками. Его движения вызвали вибрацию песка. Первыми к скорпиону донеслись волны сжатия, ведь они движутся быстрее поверхностных. Расстояние между лапками скорпиона четыре — шесть сантиметров, но волна сжатия движется слишком быстро. Она появилась у лапки, ближайшей к центру вибрации, всего лишь на 0,0005 часть секунды раньше, чем у самой удаленной. Для скорпиона эта разница слишком мала, и он не в состоянии определить, какая же из его лапок первой уловила волну вибрации, и поэтому не может решить, с какой стороны находится дичь. Однако самое главное, что, когда недалеко зашевелилось живое существо, скорпион понял и, готовясь к броску, мгновенно раздвинул лапы в стороны и вытянул вперед свое грозное оружие — клешни, приподняв повыше тело. В следующее мгновение он ощутил волны вибрации, распространяющиеся по поверхности песка. Они движутся в два-три раза медленнее волн сжатия, поэтому скорпион замечает, какая из лапок первой уловила их появление, поворачивается в сторону волны и делает короткий бросок. Установить точное местонахождение таракана с первой попытки не удается, и скорпион после каждого броска на мгновение замирает, «прислушиваясь» к вибрации, и уточняет, откуда приходят ее волны.
За время охоты скорпиону приходится сделать один — пять бросков. Если охота ведется на саранчука, сидящего на поверхности песка, то к этому времени клешни охотника непременно коснутся жертвы, и он быстро ее схватит. Гораздо труднее приходится скорпиону при охоте на сидящего в песке таракана. Когда охотник оказывается непосредственно над своей жертвой, волны вибрации будут практически одновременно приходить ко всем его восьми лапам. Это его смущает, он вертится на одном месте, делает короткие броски в сторону, но наконец догадывается, в чем дело, и несколько раз вонзает свои клешни в песок, пока ему не удается нащупать и схватить добычу. Тогда скорпион поспешно выкапывает ее, убивает, вонзив в тело таракана жало, и приступает к обеду.
Определить, где находится добыча, дело чрезвычайно сложное. В нервных ганглиях скорпиона анализируется информация, поступающая от всех его восьми лап. Если он в какой-нибудь драке, которые между скорпионами часто возникают, потерял хотя бы одну лапу, ему будет значительно труднее определить, где находится добыча. Без двух лап найти дичь еще труднее. Если у скорпиона повредить щелевые рецепторы на каждой из четырех лап правой или левой стороны, он всегда будет поворачиваться в направлении неповрежденных лап, даже если волны вибрации будут появляться с противоположной стороны. Потеряв половину рецепторов, скорпион охотиться уже не сможет.
Ему важно не только знать, в каком направлении следует вести поиск дичи, но и на каком расстоянии она находится. Об этом скорпиону тоже сообщают волны вибрации. Ему остается только сравнить время возникновения поверхностно распространяющихся волн и волн сжатия. Так как скорость их распространения различна, то чем больше поверхностная волна отстанет от волны сжатия, тем дальше от охотника находится добыча. Если таракан шевельнулся в десяти сантиметрах от скорпиона, то волна сжатия на 0,0015 часть секунды появится раньше поверхностной, а когда таракан находится в пяти сантиметрах, то разница во времени уменьшится до 0,00075 секунды. Скорпион в величине таких отрезков времени прекрасно разбирается и точно знает, далеко ли до спрятавшейся дичи.
Вибрация помогает охотиться не только американским песчаным скорпионам. Не меньше половины их родственников, представителей ныне существующих видов скорпионов, обитают в пустынях. Все они охотятся в засаде ночью и не утруждают себя поисками дичи. Следовательно, они должны улавливать вибрацию и уметь разбираться в информации, которую несут ее волны. Достоверно известно, что высокой чувствительностью к колебаниям обладают желтые скорпионы, живущие в Сахаре, и пестрые скорпионы из Средней Азии.