ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ БЕДЫ АНТРОПОГЕННОГО ВЕКА

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ БЕДЫ АНТРОПОГЕННОГО ВЕКА

Что делается у соседей?

-Арифметика и алгебра сравнений.

- Кто лучше оборудован?

Проблемы взаимодействия человека с природой приобрели сейчас небывалую остроту. Изменения в окружающей среде, вызванные нашей деятельностью, стали очень значительными. Можно упомянуть истощение запасов полезных ископаемых, эрозию почв, загрязнение воздушного и водного бассейнов продуктами промышленного производства, повышение активности вредителей сельского Хозяйства и, что особенно неприятно, гибель по вине человека целых видов животных и растений.

За наш успех в эволюции природа, как мы видим, платит немалую цену. Однако счет, похоже, придется оплачивать нам самим. Получить об этом представление мы смогли, рассмотрев подробнее частный, хотя и важный случай с опыленческими проблемами насекомо опыляемых растений. Естественно ли такое состояние? Или наши экологические проблемы так и не кончатся и решение одной из них будет неминуемо порождать другую?

Не на все из этих вопросов можно сейчас ответить, но контуры решений многих из них могут обрести большую ясность-, если мы взглянем на опыт выживания тех животных, которые задолго до человека объединились в сообщества. Насекомые, ставшие на этот путь десятки и сотни миллионов лет тому назад, вполне благоденствуют и ныне, давая нам некую точку отсчета в опытах, поставленных самой природой.

Приведем наиболее яркие примеры из этой серии.

Термиты. Срок существования этих видов насекомых огромен. Они появились в глубокой древности, когда еще не было на Земле не только человека и млекопитающих, но и большинства цветковых растений. Лишь хвойные растения - немые свидетели прежнего расцвета термитных царств.

Ученые полагают, что термиты объединились в многомиллионные колонии уже 350-400 миллионов лет тому назад. Они успешно процветали целые геологическио периоды, пока не явились более многоликие и сильные конкуренты.

Муравьи. Хотя они вышли на арену жизни через сотни миллионов лет позже термитов, их наступление было неудержимым. Муравьи словно бы взяли за правило отрицать все ранее сложившиеся в мире других насекомых- общественников запреты и ограничения. Они полностью сохранили в своем поведении упорство и трудолюбие, свойственные термитам, но добавили еще одно - безудержную агрессивность. Муравьи могли питаться чем угодно, но особое предпочтение отда. вали личинкам термитов, а при случае - и молоди конкурентных видов своего обширного племени.

Термиты не устояли перед сокрушительным напором муравьиных полчищ и, сдав свои позиции на поверхности земли, навечно ушли в темные и влажные подземелья. Отстроив в глубокой темноте свои дворцы, простирающиеся на десятки и сотни метров, и поддерживая в них идеальный порядок, термиты до сих пор первенствуют среди различных коллективов насекомых по искусству возведения общественных построек, численности особей и накапливаемой биомассе.

В колониях же муравьев происходили необычны , и принципиальные события: основательницы колонии матки, подвергнутые воздействию каких-то веществ, стали жить по 20-25 лет, ставя мировые рекорды долголетия среди короткоживущего племени насекомых. В колониях, изживших внутриплеменной антагонизм, который мог остаться от периода индивидуального существования, появились группы особей, резко разнящихся по внешним признакам и физиологически особенностям, или касты. Они не конкурировали и не враждовали друг с другом. В зависимости от нужд семьи из одних и тех же яичек выкармливались либо многочисленные не знающие усталости работники, либо закопанные в толстый хитин солдаты армии большеголовых, либо царские особи изящные крылатые самцы и самки, родоначальники новых колоний.

С появлением специализированных особей эффективность труда колонии еще более возросла, а ее защита стала надежнее.

Отдадим должное и термитам: большинство из этих удивительных проявлений развитой социальности было свойственно и им, за исключением, пожалуй, столь выраженной для муравьев агрессивности.

Впрочем, мы, люди, не должны корить муравьев за их решительный и воинственный нрав: без этих качеств наши леса оказались бы беззащитными перед непомерными аппетитами полчищ фитофагов. Их избыточность и пресекают надежно шестиногие досмотрщики за принятыми в лесу порядками.

Значительно позже муравьев стремительно развилась еще одна цивилизация насекомых, существование которой основано не на утилизации растительных остатков, как у термитов, не на избавлении леса от избыточного числа его потребителей, как у муравьев, а на службе опыления цветковых растений.

Речь идет о медоносных пчелах, которых мы сейчас пытаемся привлечь к решению экологических проблем. Пчелы сформировались как вид примерно 25-40 миллионов лет тому назад. По геологической шкале времени - это самый молодой вид высокоразвитые общественных насекомых.

Медоносных пчел можно условно отнести к третьей великой цивилизации насекомых вслед за термитами и муравьями. Они не стали отступать в подземелья либо хорониться под аккуратно сложенные кучки питательных остатков, а под стать высоким эстетическим стандартам своих партнеров - цветковых растений, создали и свои собственные дворцы - постройки - восковые соты. Их внешний вид и функциональные характеристики, как мы увидим позже, отвечают самым строгим канонам строительного искусства.

Жизнь любой колонии, состоящей из десятков ли сотен тысяч особей (у муравьев и термитов их число может достигать десятков миллионов), неминуемо связана с появлением однотипных механизмов регуляции. Так, в семье мы наблюдаем уже известные для термитов и муравьев различные типы языкового поведения, включая язык химических символов и поз (танцы), совершенную организацию труда и биотехнологию (использование ферментов для улучшения качества принесенной извне пищи), способность в зависимости от нужд семьи регулировать срок жизни членов сообщества, а также выращивать из одного яичка различных особей и т.д. У пчел сложились совершенно особые отношения с окружающим миром, в первую очередь с пищевой базой всего живущего - с растениями.

Благополучие пчел построено не на изощренных способах истребления других организмов или заимствования для собственного стола их частей, а на непосредственном соучастии в самом важном для выживания растений - посредничестве в службе информации. Той, что осуществляется через перенос цветочного зернышка-пыльцы, в котором в наиплотнейший упаковке молекул ДНК и сопровождающей их свиты молекул записан золотой фонд видовой памяти растения, накопленный и проверенный миллионами лет предшествующей эволюции.

Так что медоносные пчелы - истинная повивальная бабка современных цветковых растений, к которым относится большая часть нашей флоры.

Неантагонистические отношения, сложившиеся у пчел с окружающим миром, разительным образом отличают их род от всех остальных представителей земной фауны. Возможно, именно поэтому созерцание их работы вызывает у человека, попавшего на пасеку, особое чувство покоя и сосредоточенности, обостряя его восприятие жизни природы вокруг нас.

С образованием современных общественных видов пчелиных дальнейшая эволюция насекомых резко замедлилась, словно исчерпав ресурсы дальнейшего развития. Но в глубинных тайниках природы уже вызревал вид, которому суждено было перекроить весь прежний лик планеты: на арену эволюции выступил человек, который долгое время находился как бы в тени других животных, а именно приматов, мало отличаясь от них образом жизни. По последним данным археологии и новой науки о происхождении человека - молекулярной антропологии, он окончательно порвал родственные связи с приматами около 3,5-4 миллионов лет тому назад. Тогда же засветился экран его сознания, к нему пришло слово, и он стал человеком разумным (гомосапиенс).

Вряд ли приходится сомневаться в том, что человек сейчас наиболее стремительно эволюционирующий вид на планете. Его социальная эволюция далеко не завершена, следствием чего, очевидно, являются наши многочисленные неувязки с окружающей средой. И все же формы общественных организаций жизни живых существ уже были опробованы природой задолго до появления человека, и он начал социальную фазу своей эволюции, когда рядом с ним десятки и сотни миллионов лет процветали великие сообщества мелких животпых - насекомые. Многие рекорды их общественной организации до сих пор остаются непревзойденными.

Общественные насекомые явно процветают и сейчас. Даже по общей своей биомассе они намного превосходят человечество. Подсчитано, что только жителей тропических подземелий - термитов - приходится на каждого человека до 0,5 тонны. Термиты не только не угрожают планете каким либо видом загрязнения или вреда, а наоборот, в значительной степени способствуют ее стабильности и постоянному обновлению вещества. При таких больших масштабах участия в жизни биосферы эти насекомые, наряду с муравьями, стали основными переносчиками вещества в почвенных горизонтах наиболее продуктивных лесов нашей планеты - в тропической зоне. Впоследствии, как считал выдающийся советский ученый В. И. Вернадский, еще в большем масштабе, но не в .таком безоговорочно положительном смысле эта функция станет наиболее характерной чертой деятельности человека.

Биомасса медоносных пчел не столь велика по сравнению с биомассой термитов: в мире насчитывается около 40-50 миллионов пчелиных семей с общей и массой каждой около 3-5 килограммов. Однако пчелы это специализированная служба информации цветковой флоры, и их роль в природе далеко не прямо . соответствует их физической массе.

За счет чего достигнут такой прогресс и устойчивость в жизнеобеспечении общественных насекомых? Ведь все эти виды существуют десятки и сотни миллионов лет, и ничто не говорит о том, что их позиции и в дальнейшем будут чем-то или кем-то поколеблены.

Первое, что мы видим, обращая внимание на их систему жизнеобеспечения, - это высокоспециализированный и организованный труд. Сопровождается он исключительно интенсивным по плотности потоком информации. Причем передача ее осуществляется как Минимум по трем каналам: химическому, звуковому и через языковую систему танцев (поз). Сама экипировка медоносной пчелы для трудовой деятельности вообще не имеет себе аналогов.

Пчела способна перемещаться как по земле, так и по воздуху. Ее мускульная энергия ни в какое сравнение не идет с той, которую проявляют млекопитающие: пчела способна тащить по ровной поверхности доски, стекла массу в 20 раз больше собственной. Подъемная сила летательного аппарата у нее такова, что в воздух она взмывает с трутнем, масса которого превосходит пчелиную более чем в 2 раза.

Перемещение пчелы в пространстве обеспечено совершенным навигационным устройством. Ей помогает в этом система солнечного компаса, которая позволяет определять координаты светила по плоскости поляризации его отраженных лучей. Поэтому насекомому безразлично - ушло ли оно за гору или временно скрылось за плотным облаком. Солнечные лучи, пробиваясь к Земле через прозрачную толщу ее атмосферы, оказываются плоскополяризованными (то есть их колебания определенным образом ориентированы в пространстве). Наш глаз не воспринимает такое свойство лучей, но у пчел открываются совершенно особые, не известные человеку возможности ориентации. Их-то и использует природная авиация цветоносной флоры - медоносные пчелы, вынужденные работать на цветах как в солнечные, так и в пасмурные дни.

Как рассказывает пчела-разведчица о найденном ею источнике меда? Рабочий лёт пчел-фуражиров - в пределах 2 3 километров. По сравнению с размерами ее тела это много - все равно, что для человека 300-500 километров.

Шифр этих рассказов открыл знаменитый австрийский ученый Карл Фриш, получивший за свое открытие Нобелевскую премию. Оказалось, что пчела разведчица, возвращаясь в улей, передает сведения о найденном ею участке с медоносами при помощи знаковой системы... танца. В движениях танцующей пчелы - информация кодируется по Солнцу.

Для исследователя было неожиданным, что пчелы верно указывали угол полета к Солнцу и тогда, когда оно скрывалось за пеленой туч или уходило за высокий холм или гору.

Каким образом пчела угадывала положение небесного светила?

Ответ пришлось искать в уникальных возможностях ее зрительного аппарата. Он очень представительный - целых 5 глаз. Основная роль в ориентации по Солнцу принадлежит, однако, самым большим - мозаичным глазам. Их легко обнаруживает каждый, кто хоть раз рассматривал пчелу вблизи: они расположены по бокам ее головки двумя большими полусферами. Глаза эти устроены по-иному, чем наши, они сложные и состоят каждый из 4-5 тысяч маленьких глазков. Глазки выходят на общую поверхность большого глаза в виде миниатюрных шестиугольничков. Вследствие этого весь фасетчатый глаз под увеличительным стеклом выглядит как гигантское око телевизионного устройства с ячеистой сотовой структурой воспринимающих элементов. Несмотря на неподвижность этих глаз, пчела с их помощью улавливает в окружающем мире несравненно больше деталей, чем глаз человека. Так, если бы мы умудрились заставить пчел смотреть наше кино, они бы восприняли его как обычный показ диапозитивов. Причина та, что глаз человека различает кадры, мелькающие со скоростью не более 10-12 раз в секунду, в то время как пчела способна за этот миг различить до 100 кадров. Настоящее кино для пчел пришлось бы крутить со скоростью в 5 раз большей, увеличивая во столько же раз расход кинопленки. Такая высокая разрешающая способность и позволяет пчеле не упустить из виду важные подробности во время ее стремительного полета и обследования цветов.

Мало того. Тысячи глазков больших пчелиных глаз улавливают то, что мы не можем вовсе, - поляризации световых лучей, поступающих в наш мир от Солнца, то есть глазки еще работают и как прибор поляроид, который выборочно пропускает лучи света с определенной ориентацией. Пчела видит в полете весь небосвод сразу, но ей достаточно для ориентации лишь небольшого кусочка голубого неба, который она воспринимает благодаря своим глазам-поляроидам, освещенным по-разному, как бы мозаичным. Это и позволяет пчеле надежно вычислять координаты небесного светила вне зависимости от того, ушло оно за тучу или скрылось за темной грядой леса.

Карл Фриш, проникший в навигационные тайны пчел, заметил, что им вполне могут позавидовать капитаны многих самолетов и кораблей .

Шестиногие труженицы прекрасно ориентируются в абсолютной для нас темноте улья, используя еще не совсем разгаданную систему восприятия и передачи информации. Концентрацию сахара в нектаре либо сиропе они определяют при помощи не только язычка-хоботка, но и ножки, в которую вмонтирован специальный живой прибор - рецептор.

Три пары ножек пчелы, помимо функции опоры и перемещения, специализированы на выполнении еще целого ряда сложнейших операций и имеют для этого соответствующее снаряжение . Так, на передних ножках нашлось место для сумочки-косметички, где есть и щеточка для протирания выпуклых мозаичных глаз, на которые может оседать цветочная пыль растений, и специальное щелевидное устройство для прочистки и приведения в порядок усиков, или антенн. На них, в свою очередь, размещены блоки приема информации - рецепторы и ее передатчики. На средних ножках пчелы имеется гребешок, которым пчела очищает налипшую па волоски ее тела пыльцу. Маленькая сборщица нектара приводит себя в порядок при перелетах с цветка на цветок, уплотняя свое рабочее время. Драгоценные комочки этой белковой пищи пчела скатывает средними ножками в более крупные и переправляет в очень хитроумно устроенные корзиночки из переплетенных волосков на задних ножках. В корзиночках комочки превращаются в круглые окатыши - обножку пчел, массой каждая примерно 10 миллиграммов. С такой обножкой сборщица и возвращается в улей.

Для жидкой пищи - нектара либо меда - у пчел есть достаточно крупная емкость - зобик, вмещающий груз, почти равный массе насекомого. Эта цистерночка под сладкое не мешает полету сборщицы, поскольку упрятана в глубине тела пчелы ближе к центру.

К механическим приспособлениям пчел относятся и жвалы (пара верхних челюстей), которыми насекомые ловко орудуют при разгрызании и жевании - главный инструмент при выполнении всяких строительных, ремонтных и очистных работ. Между жвалами у пчелы уложен длинный язычок, или хоботок. Им она достает нектар с цветков и может до блеска облизать любую поверхность. К механическим приспособлениям, правда, уже защиты, а не труда, следует отнести и пробивающее чужую кожу или хитин враждебного насекомого жало. Через него в ранку жертвы поступает яд, который уже входит в состав химического оборудования пчелы.

Химический арсенал пчел особенно представителен. Несколько желез насекомых имеют выводные протоки в ротовую полость и в ферментер - зобик, в котором происходит превращение нектара в мед. Эти железы выделяют необходимые для такой биотехнологии ферменты и другие вещества - присадки. Пчелы способны секретировать специальную жидкость для растворения воска, прополиса или закристаллизовавшегося меда. Они выделяют вещества - метчики территории и трасс, соединения, имеющие свойства химических сигналов (феромоны, аттрактанты, вещества тревоги и мобилизации и т.д.). Из секретов глоточных желез молодых пчел создается знаменитая личиночная пища - королевское желе для кормления будущих маток. У рабочих пчел определенного возраста действует целая биохимическая фабрика по производству строительного материала - воска.