Векторы запахов

Муравьи тоже метят трассы. В их богатой скитаниями жизни это одна из главных примет, по которым они находят дорогу домой.

Подобно мальчику с пальчику в известной сказке муравьи тоже помечают свой путь, но не белыми камешками, а капельками пахучей жидкости.

Эта жидкость не обычная их кислота, как о том иногда пишут: у муравьев много всевозможных желез, вырабатывающих феромоны, то есть вещества, которые служат химическими средствами общения между "согражданами" одного муравейника.

Муравей, метя трассу, то и дело прижимается брюшком к земле и оставляет на ней свой запах. Другие муравьи, когда спешат за ним, не всегда бегут точно по намеченной дороге: иногда, как и хорошие гончие, идут по следу стороной, сбоку от него, потому что запах достаточно силен. Потеряв след, кругами вновь находят дорогу и прямиком спешат по ней.

Муравьиные трассы бывают протяженностью до нескольких метров.

Каким простым опытом можно доказать, что муравьи действительно метят тропы?

Возьмите лист бумаги и положите на пути муравья, возвращающегося домой с известием о богатой находке. Когда он проползет по нему, пометьте его путь легким штрихом карандаша и поверните бумагу на небольшой угол. Муравьи, вызванные из гнезда разведчиком, добегут до края бумаги, упрутся в то место, где раньше трасса с земли переходила на лист, но тут обрыв: дальше нет меченой тропы. Начнут суетиться у разрыва, искать и, когда найдут ее в стороне, снова побегут по прямой. Вы увидите, что путь их будет совпадать с отмеченной карандашом линией.

Можно в небольшой шприц посадить много муравьев и, когда они наполнят его запахом своих опознавательных желез, выдавливая пахучую жидкость через иглу, нарисовать на земле узоры - искусственные трассы. Муравьи побегут по этим фальшивым дорогам еще азартнее, чем по тропе разведчика, потому что пахнут они сильнее.

Трассы, которыми муравьи постоянно пользуются, превращаются в своего рода столбовые дороги. Они расходятся во все стороны от муравейников, и на них даже простым глазом можно иногда увидеть капельки оставленных муравьями меток. Непрерывный поток шестиногих пешеходов бежит по этим хорошо убеганным шоссе. Там, где они кончаются и за пределами муравьиной "цивилизации" начинается бездорожье травяных джунглей, муравьи разбегаются в разные стороны. А там, где стихийные бедствия разрушают вымощенные запахом магистрали, например ботинок человека, создаются заторы, как на улицах в часы "пик". Но они вскоре устраняются муравьями, и новые их колонны спешат через наведенные саперами мосты в разрывах.

Запах меток муравьи распознают, ощупывая и обнюхивая их своими усиками, или антеннами.

Антенны не зря так названы: они воспринимают из внешнего мира и сообщают нервным центрам муравья основные сведения об окружающем его пространстве. На их кончиках расположены многочисленные рецепторы (приемники) самых важных для муравья органов чувств - обоняния и осязания. У лесного муравья на каждой антенне можно насчитать, если набраться терпения, 211 обонятельных бугорков и 1720 осязательных щетинок.

А у слепых от рождения разновидностей муравьев их еще больше.

Антенны очень подвижны, муравей без конца ощупывает и обнюхивает ими все предметы вокруг. Поскольку впечатления о форме и запахе осязаемо-обнюхиваемого предмета муравей получает одновременно, ему трудно, наверное, разделить эти два представления, то есть запах и форму, и они сливаются в его ощущениях в одно комплексное топохимическое чувство.

Иначе говоря, муравей, по-видимому, воспринимает мир вещей в таких необычных для нас категориях, как круглый или квадратный запах, запах шершавый или гладкий, мягкий или твердый.

И вот что даже подозревают: муравьи, возможно, распознают еще и... форму запаха! Вернее, форму вещества, его распространяющего. Нам трудно это себе представить: ведь наше чувство обоняния очень несовершенно. Основные впечатления мы получаем с помощью других органов - глаз и ушей. Но ведь и мы глазами различаем цвет и форму предмета одновременно. Эта наша способность совершенно недоступна очень многим животным, лишенным цветового зрения. Для них красный и синий шары выглядят одинаково.

Так и муравей, обнюхивая с разных сторон своими антеннами распространяющее запах вещество, может узнать, по-видимому, где у пахучей капли более узкий, а где более широкий конец, даже когда вещество это невидимо и на ощупь его концы неразличимы, если оно, например, жидкое или очень вязкое.

Впервые идея об объемном обонянии муравьев пришла в голову известному швейцарскому энтомологу Августу Форелю.

Он задумался над тем, как муравьи-фуражиры узнают, какой конец трассы ведет к муравейнику, а какой - от него, к найденной в чаще трав пище. Почему с ношей они всегда бегут в гнездо, а без нее - от гнезда и никогда не путают направления.

Форель рассуждал так: метка, которую муравей оставляет на тропе, сзади всегда шире, а впереди уже, как и мазок краски, нанесенный кисточкой на полотно, или, например, паста, выдавленная из тюбика. Муравей ведь "выдавливает" капли пахучей жидкости по существу тоже из тюбика - из брюшка, которое в этом случае действует как тюбик.

Недавно сделанные фотографии показали, что и в самом деле муравьиные метки всегда заострены спереди и, как стрелы указателей, направлены в сторону движения.

Возможно, муравей как-то угадывает форму меток и поэтому всегда знает, где начало и где конец его пути.

Однако теория эта имеет одно очень слабое место. Дело в том, что муравьи метят трассу, не только когда бегут из дому за добычей, но и когда возвращаются с ней домой. Значит, более или менее исхоженная муравьиная тропа усеяна стрелками, указывающими в оба противоположных конца, а муравьи тем не менее отлично разбираются, в какой стороне их дом.

По той же причине была отвергнута и другая гипотеза, предполагавшая, что муравьи, идущие по следу, узнают о его направлении по возрастанию интенсивности запаха, если бегут правильно. Интенсивность падает, когда они начинают гнать, что называется, в пяту.

Едва ли муравьи различают отпечатки своих следов - некоторые и такое допускают. Смешно, конечно, говорить всерьез об отпечатках муравьиных "ступней". Да и отпечатки, если они остаются на травах и комьях земли, тоже направлены в разные стороны.

И все-таки муравьиная тропа носит явные следы поляризации: оба ее направления для муравьев не равнозначны. Убедиться в этом можно на таком простом опыте. Расстелим около гнезда листы бумаги. Муравьи скоро проложат по ним свою трассу. Тогда повернем на сто восемьдесят градусов один средний лист. Муравьи, дойдя до переложенного вверх ногами листа, не побегут дальше: ведь на нем теперь метки направлены "стрелками" в обратную сторону. Муравьи в растерянности начнут рыскать вокруг и, если найдут неперевернутый лист за листом перевернутым, побегут снова, как по ниточке, уже без колебаний.

Какие указатели были нарушены этим поворотом? Положение солнца в небе от поворота листа, конечно, не изменилось, если допустить, что дополнительные коррективы в ориентацию по запахам вносит солнечный компас (о нем речь пойдет дальше).

О природе этих указателей мы по существу ничего еще не знаем. Возможно, что они и в самом деле имеют отношение к химии.

В пользу этого говорит, например, эксперимент Мак-Грегора. Он наблюдал за возвращением муравьев в искусственное гнездо и заметил, что почти все муравьи, повернув к дому, обязательно проходят через одну определенную точку в окрестностях гнезда. Пройдут ее - и безошибочно уже прямым курсом бегут ко входу.

Муравьи же, которые пробежали мимо этой точки, долго блуждают в поисках дома и находят его лишь случайно.

Мак-Грегор решил, что загадочный пункт на муравьиных "путях сообщения" действует как сигнальный пост, указывающий направление к дому.

Экспериментатор стал наблюдать за слепыми муравьями и не заметил в их отношении к "сигнальному посту" никакой разницы по сравнению со зрячими муравьями. Значит, решил он, указатель этот не зримый, а обоняемый и запах его каким-то непонятным образом указывает муравьям направление!

Чтобы решить, в чем тут дело, биологам придется еще основательно поработать.