Язык «приказов», которым повинуются насекомые, имеет физико—химическую природу

:  Управление численностью вила и управление поведением самих насекомых – это разные вещи, утверждают ученые. Для того чтобы действительно управлять насекомыми, нужно научиться командовать ими, причем так, чтобы они выполняли наши приказы. Иначе говоря, мы должны научиться «говорить» насекомым: «Иди сюда!» или «Иди туда!», «Питайся этим!» или «Не ешь того!», «Откладывай яйца здесь!» или «Не откладывай яйца там!». Чтобы осуществить такое управление, нужно овладеть «языком», который насекомые понимают, которому они повинуются. Это почти еще не тронутая область исследований, открывающая большие перспективы практического управления поведением вредных насекомых.

«Язык» насекомых состоит главным образом из ряда категорических «приказов»: «Делай это!» или иногда «Не делай этого!»,- причем «приказу» надлежит повиноваться до тех пор, пока он непрерывно повторяется. Если восприятие «приказа» прекращается или если он изменяется, реакция насекомого соответственно либо прекращается, либо изменяется. Насекомое похоже в этом смысле на солдата из старой сказки: он делает то, что ему приказано, а если приказов нет, ничего не делает.

Мозг насекомого слишком мал, чтобы оно могло независимо «мыслить», и та деятельность насекомых, которая на первый взгляд кажется согласованной, целенаправленной, является в действительности результатом слепого повиновения насекомых различным «приказам». Так, например, мы научились заставлять некоторые виды москитов приземляться на заранее предназначенное место, создавая определенную комбинацию температуры и влажности в токе воздуха, движущегося от этого места. «Язык», на котором мы «отдавали приказ» о приземлении, был, по существу, физико-химическим, потому что его компонентами были и химический состав воздуха и его физические свойства (температура и скорость движения).

Как показали эксперименты, Движение воздушной струи играет очень существенную роль. Мы установили, что характер реакции плодовой мушки на запах перезрелого банана различен в зависимости от того, движется ли воздух, насыщенный запахом, или он неподвижен. Насекомые летят прямо против ветра, если равномерно насыщенный запахом воздух движется; если же он неподвижен, насекомые садятся на землю и ползают во всех направлениях. Если же воздух движется, но он насыщен запахом неравномерно, насекомое воспринимает запах в виде нерегулярной серии импульсов. Каждый раз после восприятия такого импульса насекомое начинает двигаться против ветра, а когда оно перестает ощущать запах, то начинает двигаться в поперечном направлении, а то и по ветру. В конечном счете, полет насекомого производит впечатление в высшей степени целенаправленного поиска тропы запаха. На самом же деле траектория полета слагается из ряда чисто автоматических реакций на очень ограниченное число команд.

Насекомое, летящее со скоростью около 8 километров в час, перемещается за каждую секунду примерно на 2 метра. И для него волокнистая струйка дыма или запаха гораздо более реальна, нежели некий усредненный градиент. Неравномерность сигналов еще более подчеркивается в связи с тем, что органы чувств у насекомого располагаются снаружи, на усиках и на ножках.

Я остановился на обстоятельствах восприятия сигнала столь же подробно, как и на физико-химической природе сигнала, потому что и то и другое важно для определения характера реакции насекомого на сигнал. Когда мы говорим об определенном химическом веществе, например, о половом аттрактанте непарного шелкопряда или дынной мухи, мы, возможно, излишне ограничиваем наше представление о его практической полезности. Называя его «аттрактантом», мы тем самым учитываем только конечный результат его действия – спаривание самца и самки. Отсюда следует, что данное химическое вещество можно практически использовать единственным способом – как приманку к ловушке. И если экспериментальная проверка покажет, что такой способ уничтожения насекомых неэффективен, мы, вероятно, в значительной мере потеряем интерес к нему.

Но возможна и иная точка зрения. Представим себе химическое вещество – половой аттрактант как часть физико-химического языка, на котором насекомые получают команды выполнять те или иные действия. Из этой предпосылки уже можно сделать вывод, что существует реальная возможность создать надежный метод управления поведением насекомых, а стало быть, и контроля их численности.

В прикладной энтомологии эта идея появилась сравнительно недавно. Химические вещества, которые испускаются одними насекомыми и вызывают специализированную реакцию других насекомых, получили название «феромоны». Однако, кроме них, в окружающей среде должно быть много иных сигналов и носителей этих сигналов. И нам еще предстоит разработать и исследовать возможности использования этих сигналов.

Укажем, по меньшей мере, па одну интересную возможность. Известно, что самки многих насекомых вырабатывают половые аттрактанты – химические соединения. Присутствуя в воздухе даже в невообразимо малых количествах, эти вещества возбуждают самцов соответствующего вида. В одном из научных сообщений указывалось, что для появления характерной реакции у самца американского таракана достаточно воздействовать на него менее чем тридцатью молекулами аттрактанта, испускаемого самкой. Там же указывалось, что достаточно 45 килограммов аттрактанта дынной мухи, чтобы обеспечить непрерывное действие 30 тысяч ловушек на протяжении всего сезона. Из-за столь колоссальной мощности половых аттрактантов химические компании пренебрегали производством этих веществ, рассматриваемых только как «аттрактанты»: слишком мала была бы емкость рынка их сбыта, чтобы производство стало экономически выгодным.

Если же расценивать эти вещества не как «приманку», а как «слова» языка насекомых, можно найти совершенно иной путь их использования.

Обычно самец летит к самке, придерживаясь струи запаха, который доносится к нему с ветром. Но что произойдет, если мы «перегрузим» ветер запахом настолько, что струйка запаха, ведущая к самке, уже не будет выделяться на мощном фоне? Хотя самец и будет «знать», что самка где-то поблизости, но он не сможет обнаружить ее, разве что случайно наткнется на нее. Мы насытим его органы чувств настолько, что он уже будет не в состоянии воспринять сигнал самки «иди сюда». Колоссальная мощность половых аттрактантов позволяет считать подобную операцию технически осуществимой. Таким образом, вполне возможно и, вероятно, экономически целесообразно «насыщать» нужную площадь химическим половым аттрактантом и поддерживать ее насыщение на протяжении всего сезона спаривания, чтобы самцы и самки не могли отыскивать друг друга.

Насекомое, которое не воспроизводит себя, «уничтожается» в биологическом смысле столь же эффективно, как если бы оно было отравлено ядом. Однако здесь есть очень существенная и выгодная для нас разница. Большинство ядов, которые убивают насекомых, опасны также и для других форм жизни, а половые аттрактанты обычно не ядовиты. Более того, каждый из аттрактантов действует только на строго определенный вид насекомых, в крайнем случае на небольшую группу тесно связанных видов. Это свойство вытекает из самой природы половых аттрактантов. (Иначе во время сезона спаривания получалась бы величайшая неразбериха.) Таким образом, половые аттрактанты дают нам возможность истреблять вредных насекомых, не нанося никакого ущерба экологически полезным насекомым.

Еще более важно другое обстоятельство. Вероятность того, что в результате отбора у насекомых может появиться «устойчивость» к действию аттрактанта, крайне мала. Это опять же следует из самой природы данного химического вещества. В самом деле, нам хорошо известны виды комнатных мух и москитов, устойчивых к действию инсектицидов, но просто трудно себе представить, как могла бы продолжать род разновидность насекомых, «устойчивая» к действию половых аттрактантов.

Во многих случаях реакция самца на запах полового аттрактанта или подобного ему вещества включает в себя не только движение по направлению к самке, но и характерную вибрацию крыльев. Возможно, эти быстрые взмахи крыльями имеют целью привлечь внимание самки, но возможно также, что они создают струю особого запаха, которая движется от самца и извещает самку о его близости. Известно, что мушки-дрозофилы различных (но родственных) видов в нормальных условиях не скрещиваются между собой, даже если они содержатся в одной клетке. Однако если обработать самок эфиром или удалить у них усики, то начнется беспорядочное межвидовое скрещивание. Это обстоятельство говорит в пользу идеи о двухстороннем обмене опознавательными сигналами.

До сих пор мы говорили только о половых аттрактантах, но это, безусловно, не единственные «слова» в химическом языке насекомых. Есть также основания полагать, что самки часто руководствуются своего рода химическими «указателями» при выборе места для откладывания яиц. Однако об этих веществах мы знаем гораздо меньше, нежели о половых аттрактантах, которые в силу своей удивительно строгой избирательности действия и важной роли в продолжении жизни вида, по-видимому, могут стать утонченным средством управления поведением насекомых.

Для нас очень важно, что структуры тех химических «слов» языка насекомых, о которых шла речь, не подчиняются какой-либо определенной схеме. У других биологически активных веществ, таких, как дыхательные пигменты или ростовые гормоны, химическое строение в своей основе одинаково даже для далеко отстоящих друг от друга видов. По этой причине химическое вещество, которое подавляет процессы роста и размножения у одного вида насекомых, будет опасным и для других, совершенно несходных видов насекомых. Следовательно, использовать подобные вещества нужно с большой осторожностью.



Также читайте