Чувство упреждения

Крылатые насекомые, отправляясь в дальнюю дорогу, попадают в зависимость от одной очень капризной стихии - ветра. От него часто и птицы страдают, на пути же маленького насекомого он нередко ставит непреодолимые преграды.

Пчелы зависят от ветра меньше, так как далеко от улья не улетают, а потому и снос ветром у них невелик. Но саранче и бабочкам, преодолевающим нередко тысячи километров над морем и сушей на большой высоте, где воздушные течения особенно сильны, понадобились особые инстинкты, производящие помимо определения направления еще и поправку на ветер.

Значит, чувство ориентировки у бабочки более сложно, чем у птицы. Птице, грубо говоря, требуется установить одно лишь направление: куда указывает ее природный компас, туда и лететь. Ветер сравнительно мало отклоняет ее от курса. Только очень сильный ветер сносит и птиц, но тогда они обычно не летают.

Насекомых же далеко уносит в сторону и слабый ветерок. И при хорошей погоде они должны прилагать значительные усилия, чтобы ему противостоять. Саранче и бабочкам мало одного чувства направления (солнечного, магнитного или всякого другого), необходимо еще и чувство сноса, или, так сказать, упреждения, которое изменяло бы курс в соответствии с ветром. Иначе, если насекомое будет упорно лететь, скажем на север, а ветер все сносит и сносит его на восток, цель никогда не будет достигнута. Чтобы попасть на место назначения, нужно повернуть в данном случае на северо-запад под определенным углом к прежнему курсу. Величина угла зависит от силы ветра.

Правоту этих теоретических соображений подтверждают некоторые наблюдения.

Бабочки монархи - мы уже знаем - из года в год прилетают зимовать в очень небольшие по площади районы юга и даже на одни и те же деревья. Значит, летят они на юг не куда придется - лишь бы попасть в теплое место, - а преследуют более конкретную цель. Без поправки на деривацию монархи не зимовали бы на своих традиционных квартирах.

Наконец, некоторые исследователи собственными глазами видели, как насекомые при внезапном порыве ветра маневрировали в полете, меняя курс с учетом этой самой поправки.

Доктор Вильямс в книге о миграциях насекомых пишет, что наблюдал однажды в Восточной Африке за саранчой, летевшей на северо-восток. Вдруг неожиданно подул ветер с юго-востока. Немедленно вся стая, как по команде, повернула немного в сторону ветра и полетела на восток-северо-восток. Туда, во всяком случае, указывали вытянутые тельца маленьких авиаторов, хотя до порыва ветра продольные оси их тел были направлены на северо-восток. Однако направление полета всей эскадрильи над землей после этого маневра не изменилось: стая по-прежнему продвигалась к северо-востоку. Поправка на снос ветром была взята удивительно точно!

Когда ветер стихал, насекомые снова меняли курс и летели, как прежде, прямо на северо-восток. С новым порывом ветра тельца их опять разворачивались на нужный угол по отношению к ветру, упреждая снос.

Так же маневрируют и бабочки. И маневры их доказывают, что чувство упреждения у насекомых хорошо развито. Отлично функционирует у них и неизвестный пока нам механизм, который немедленно приводит в соответствие с указаниями этого чувства и весь летательный аппарат животного. Тут возникает еще один требующий разрешения вопрос: как насекомое узнает, откуда ветер дует?

На первый взгляд - пустяковый вопрос. На самом деле он значительно сложнее, чем кажется.

Человеку, который двумя ногами прочно опирается о землю, легко судить, с какой стороны подул ветерок. Но не легко и ему определить, как быстро крутится земля у него под ногами. Ведь мы со скоростью около восемнадцати километров в минуту мчимся вместе с нею. Животное в полете тоже движется вместе с воздухом. Если ветер дует, не меняя направления, с равномерной силой или эта сила постепенно нарастает либо убывает, то насекомому, попавшему в поток ветра, трудно установить, откуда и с какой силой он дует. А без этих данных нельзя "рассчитать" правильную поправку на снос ветром.

Предполагается, что поправка вносится в тот момент, когда первые дуновения ветра долетают до насекомого. Только тогда он и уловим, этот ветер. Существует гипотеза, согласно которой глаза животного первыми сигналят о сносе, когда тот случается.

Как только на сетчатке глаза зрительные образы убегающих назад ландшафтов под влиянием бокового сноса изменят свое направление, животное поворачивается и летит так, чтобы смена зрительных впечатлений в его сложных глазах шла своим прежним чередом.

Теория эта довольно наивна. Но странно: она находит, кажется, подтверждение в некоторых экспериментах и наблюдениях.

Установлено, что саранча не терпит обратного хода "киноленты", то есть она ведет себя нормально, когда мелькающие на сетчатке ее глаза (как на полотне кинопроектора!) картины убегающей назад земли разворачиваются спереди назад. Когда они побегут в обратную сторону, саранча немедленно разворачивается на сто восемьдесят градусов и летит вспять. Если саранче, сидящей в затемненной камере, показать на двух параллельных стенах кинофильм, заснятый из окошка поезда или самолета, она развернется головой по курсу поезда или самолета, на котором сидел оператор. Пустим ленту в обратную сторону - станем показывать ее с конца, саранча немедленно совершит свой знаменитый полувольт.

Большой биологический смысл заключен в этих поворотах.

Представьте себе саранчу в полете. Вот летит она против ветра, а ветер все усиливается. Насекомые отчаянно работают крыльями, но все напрасно, потому что ветер усилился и сносит их назад без всякого сожаления. Вот тут, как только земля внизу побежит вперед, и совершается спасительный поворот. Развернувшись, саранча летит теперь по ветру. Такие маневры, совершаемые дружно всей стаей, наблюдали не раз. Думают, что именно глаза подают сигнал разворота. Доказательством служит не только описанный выше эксперимент с кинолентой, но и следующее наблюдение.

Однажды над большим африканским озером пролетала стая саранчи. Когда насекомые далеко уже удалились от берега, внезапно подул сильный встречный ветер. И случилось небывалое: стая не развернулась по своей привычке и не полетела по ветру, а смешалась и, бессмысленно напрягая усилия, боролась с ветром, не меняя курса. Слабым насекомым, конечно, не под силу такое, соревнование. Порывы ветра разметали саранчу по всему озеру и отбросили ее снова к тому рубежу, с которого она начала полет над водой. И тогда только насекомые, казалось, сообразили, что напрасно тратят силы в борьбе со стихией. Они совершили наконец стовосьмидесятиградусный поворот и быстро помчались на своих крыльях и крыльях Борея.

Встречный ветер застиг саранчу над озером вдали от берегов. И когда он понес ее назад, насекомые не видели ничего вокруг, кроме однообразной воды. Над водой трудно решить, в какую сторону крутится "кинолента". Поэтому насекомые и не замечали, что их сносит, и впустую работали крыльями. Когда снова под ними оказалась земля, система поворота автоматически сработала.