Барометры Жана-Анри Фабра

Наш рассказ о поисках и находках ученых в царстве фауны многих чудесных биопрогнозистов погоды, представляющих большой интерес для биоников, конструкторов метеорологических приборов и практической синоптики, был бы не полным, если бы мы ничего не сказали в этом плане о насекомых.

В зоологической системе насекомые занимают довольно скромное место, будучи всего лишь отдельным классом членистоногих. Но по числу видов они превосходят всех остальных животных и растений, вместе взятых. Насекомые развивались на протяжении 300 с лишним миллионов лет. Сейчас известно более 1 000 000 их видов, и ежегодно описывается по нескольку тысяч новых. Специалисты полагают, что среди еще не открытых видов животных, обитающих на нашей планете, около 1 миллиона видов насекомых. А по мнению некоторых ученых, это число достигает 10 миллионов!

Насекомые всюду сопровождают человека: они живут в его доме, нападают на него, поедают его пищу, спорят с ним за урожай с полей, другие одаривают чудодейственной цветочной пыльцой, воском, янтарным медом и другими продуктами. Эти самые разнообразные по размерам существа занимаются многими видами деятельности, свойственными человеку, причем отдельные работы они часто выполняют лучше человека. Среди насекомых есть земледельцы и пастухи, которые пасут и доят других насекомых, чтобы получить их сладкую жидкость; есть архитекторы, сооружающие жилые кварталы, столь сложно устроенные, что в них круглый год сохраняется ровный микроклимат; есть плотники, изготовители бумаги, рабовладельцы. Есть среди них и отменные, непревзойденные синоптики.

Взрослое насекомое, как правило, имеет прочный наружный скелет, который можно сравнить с панцирем, разделенным на сегменты. В его теле четко обособлено три отдела (голова, грудь и брюшко), которые подвижно сочленены друг с другом. На голове помещаются ротовой аппарат и две антенны; грудь несет три пары ног и, если они есть, крылья; брюшко включает выделительную и пищеварительную системы и другие органы.

Реакция насекомых на воздействие внешних раздражителей автоматична. Она обеспечивается простой, но весьма эффективной нервной системой, которая по внешнему виду напоминает бусинки, нанизанные на двух нитях, тянущихся вдоль всего тела. В каждом сегменте насекомого лежит пара нервных центров, так называемых ганглиев, и все ганглии соединены между собой нервными тяжами. Первые три пары ганглиев, слитые в одну массу, образуют мозг насекомого, который принимает сообщения от органов чувств и подает команду к действиям. Следующие три пары ганглиев, также находящиеся в голове и также слитые воедино, управляют работой сложных ротовых частей насекомого. Ганглии, находящиеся внутри грудного отдела, отвечают за работу крыльев и ног. Остальные пары ганглиев, размещенных в брюшке, управляют этой частью тела. Таким образом, каждый из трех отделов тела насекомого полуавтономен и может самостоятельно выполнять рефлекторные действия, не прибегая к помощи центрального пульта управления - мозга. Поэтому поведение насекомого складывается из непосредственных реакций на сигналы, поступающие из внешней среды. К ним относятся температура, свет, влажность, запахи, механические колебания, атмосферное давление и др. По цепи поведенческих реакций насекомых, вызываемых перечисленными и другими раздражителями, можно судить о происходящих изменениях в атмосфере, прогнозировать погоду.

Большой вклад в изучение синоптических способностей насекомых внес выдающийся французский натуралист, основоположник современной энтомологии Жан Анри Фабр (1823-1915). Особой известностью пользуется его десятитомное сочинение "Энтомологические воспоминания". За многие годы личных наблюдений над образом жизни насекомых Ж. А. Фабр собрал бесчисленное множество любопытных достоверных фактов. С одного из них мы начнем наше знакомство с метеопрогностическими способностями насекомых.

Последние тридцать лет своей жизни Фабр провел в Оранже и охотился за насекомыми в окрестностях этого южного французского городка. Однажды вечером он услышал от местных жителей, что на следующий день ожидается хорошая погода, между тем как метеорологические станции предвещали дождь. Предвидение жителей было связано с низким летом навозных жуков. Они с шумом проносились над землей, оттаскивая на выгонах и пастбищах свежий помет, оставленный днем домашними животными, забирались под него, чтобы проделать в земле вертикальные норки и зарыть в них помет. Утром Фабр увидел, что кучки, над которыми всю ночь неустанно трудились жуки-навозники, исчезли. Погода оставалась хорошей. Когда же шел дождь, было ветрено или холодно, жуки не летали над землей. Ученый стал приглядываться к навозным жукам (геотрупам), которые находились под проволочными колпаками. В его рабочей тетради появилась запись: "12, 13 и 14 ноября 1894 года геотрупы в моем садке чрезвычайно волновались. Я никогда еще не видел их столь оживленными. Они ползали по проволочной сетке, взлетали, падали, ударившись о решетку, снова взлетали... Против своего обыкновения они беспокойно ползали до поздней ночи.

Из-за чего вся эта суматоха? После нескольких дней, исключительно теплых для этого времени года, поднялся южный ветер с неизбежным дождем. 14-го вечером тучи затянули небо, и за несколько часов до этого геотрупы буквально бесновались. В ночь на 15-е ветер стих, небо стало однообразно серым. Начался монотонный дождь, прекратившийся только 18. Предчувствовали ли этот дождь геотрупы, так беспокоившиеся еще 12-го? По-видимому, да. Но перед обычным дождем эти жуки не выходили из своих норок. Нужны были еще какие-то события, чтобы взволновать их. Разгадку приносят газеты. 12 ноября на севере Франции разразилась сильнейшая буря. Ее отголоски достигли и моей местности. Резкий скачок барометра геотрупы отметили своим поведением".

В итоге своих наблюдений за жуками-навозниками Ж. А. Фабр так написал в своей книге "Жизнь насекомых": "Каким бы ни было небо, жуки предсказывают погоду - плохую или хорошую. Они предсказывают точнее барометра и ошибаются реже метеорологических станций".

Чутко реагируют на изменение погоды бабочки-крапивницы (из семейства нимфлид). Уже за несколько часов до наступления грозы, когда в небе ни облачка, крапивницы (их легко узнать по окраске крыльев - верхняя сторона кирпично-красная с черными пятнами и черной каймой) вдруг прекращают свои полеты и ищут укрытия. Они прячутся в пучках сухих веток, дуплах деревьев, различных нишах, на чердаках, нередко залетают через открытые окна на веранды и в комнаты ближайших домов. Прицепятся лапками к балке или потолку и висят: ножками - вверх, крыльями - вниз. Проходит час, другой, третий, и бабочки, не меняя положения, продолжают висеть.

Но вот в небе показываются тучи, темнеет, появляется ветер, спадает жара. Вдали раздаются раскаты грома. Брызнули первые капли дождя. Еще несколько минут - и в небе и на земле господствует гроза и дождь. И пока стихия - крапивницы остаются в своих укрытиях. Утихла гроза, кончился дождь, прояснилось небо - бабочки одна за другой покидают свои убежища и вновь весело порхают над умытыми дождем цветами и травами.

Бывает и так. Дождь стих, небо прояснилось. Через редкие тучи земле заулыбалось солнце, освещая мокрую зелень. А крапивницы по-прежнему висят под потолком, укрываются в дуплах деревьев, под сухими ветками и не летят на простор. И не зря. Вскоре снова подходят грозовые тучи и вновь идет дождь. Временное прояснение и появление солнца в небе бабочек не обманывает: они не ошибаются в наступлении ненастья, равно как и в приходе погожих дней.

О приближении ненастья заблаговременно сигнализируют человеку и стрекозы. В хорошую погоду они обычно, как бы не торопясь, летают поодиночке или парами среди кустарников, над прибрежными лугами, а то и вдали от водоемов. Но как только меняется атмосферное давление и увеличивается влажность воздуха, стрекозы заметно начинают проявлять беспокойство. Полет их становится как бы нервным, с более резкими перебросками. Высота полета снижается. И еще замечено: перед дождем стрекозы собираются в стайки. Помните, как у Тютчева: В душном воздухе молчанье, Как предчувствие грозы, Жарче роз благоуханье, Звонче голос стрекозы. Иногда стрекозы предупреждают людей и о более серьезной опасности. В Аргентине, например, появление стаи перепуганных стрекоз означает приближение урагана. Крылатые синоптики как бы подают сигнал пастухам, чтобы они скорее сгоняли с пастбищ скот и укрыли его в лесах или ущельях.

Хорошими синоптиками зарекомендовали себя пчелы (рис. 4). По поведению этих трудолюбивых насекомых пасечник может предсказать погоду довольно точно. Если пчелы с раннего утра весело "играют", стремительно летают - значит, день будет солнечным. Случается, что пчелы с утра не летят собирать сладкий нектар и пыльцу с цветков. Бастуют. Сидят в улье и гудят. В ближайшие 6-8 часов обязательно будет дождь. И наоборот, небо в тучах, даже гром гремит, а пчелы не прячутся, энергично трудятся. Это значит, что, несмотря на все признаки непогоды, дождя все-таки не будет.

Рис. 4. Безошибочно прогнозировать погоду пчелам помогает богатейший арсенал органов чувств. На схеме цифрами отмечены соответствующие органы пчелы-работницы. Тупая треугольная головка 1 несет три простых глазка, один из них виден спереди 2, и два ложных глаза 3. Антенны 4 состоят из 12 члеников; на них располагаются органы обоняния и осязания. Мандибулы 5 пережевывают воск и формируют его при строительстве ячеек. Под головой сверху хоботок 6, которым пчела сосет нектар, мед и воду. Когда надо почистить антенны, пчела протягивает их через вырезки на передних ногах 7. Длинными шпорами на средних ногах 8 она собирает воск, выделяемый восковыми железами. Каждая нога несет длинные коготки 9, которыми пчела цепляется за цветки. Из брюшка может выдвигаться зазубренное жало 10, а в промежутках между задними сегментами тела секретируются пластинки воска 11. Корзиночка 12 задней ноги полна собранной с цветков пыльцы. Когда пчела готова к полету, переднее и заднее крылья сцепляются краевыми крючками 13

Бывает и по-иному. Ясный солнечный день. Как будто бы ничто не предвещает изменения погоды. Но пчелы почему-то массами летят к ульям и скрываются в них. А если вы находитесь в поле, то можете заметить, что пчелы торопливо летят в одном направлении - к пасеке. Надвигается гроза, и мохнатые труженицы спешат укрыться в своих домиках. Пчелиный чуткий "барометр" не ошибается. Поднимается ветер, темнеет небо, налетают тучи. И вот уже первые капли дождя ударились о землю. Но они уже не опасны пчелам. Горе лишь замешкавшимся в пути. Они уже никогда не вернутся в родной улей...

Пчелы могут "выдавать" не только краткосрочные, но и абсолютно точные долгосрочные прогнозы погоды. Так, например, о том, какая будет зима, опытный пасечник может узнать по тому, как мохнатые труженицы заделали воском леток в улье. Какое отверстие для проветривания оставили, такая и будет зима. Большое отверстие - теплая зима ожидается, а если в летке пчелы оставили только маленькую дырочку - не миновать сильных морозов. Перед теплыми зимами они вообще могут не заделывать воском леток и оставляют его полностью открытым. Кончается зима, и пчелы снова выступают прогнозистами погоды. Если рано вылетают из ульев, то можно надеяться, что и весна будет ранней, да еще и теплой.

В 1963 году в предисловии к седьмому изданию своей книги "Из жизни пчел" широко известный своими исследованиями физиологии органов чувств самых разнообразных животных Карл Фриш писал: "Жизнь пчел похожа на волшебный колодец: чем больше из него черпаешь, тем обильнее он наполняется водой". И действительно, бионические исследования этого "волшебного колодца" в последние годы принесли нам немало весьма полезных для метеорологии разгадок уникальных синоптических способностей пчел. Так, например, американский ученый Э. Эриксон недавно прямыми измерениями обнаружил, что пчела, покидающая улей, несет на себе слабый отрицательный электрический заряд. Назад в улей она возвращается уже заряженной положительно. По данным Эриксона, разность потенциалов между пчелой и цветком может достигнуть 1,5 вольта! Зачем понадобилось этим удивительным насекомым так неожиданно использовать электростатику? Эриксон высказал гипотезу, что к наэлектризованной пчеле притягивается пыльца, что электрическое поле, по-видимому, играет важную роль в общении пчел между собой. Но как предполагает ученый, очень может быть (это самое главное), что электрический заряд, величина которого зависит от степени солнечной радиации, помогает пчелам узнавать о приближении непогоды.

Не так давно обнаружилась еще одна синоптическая способность пчел. По наблюдениям японских ученых, основываясь на поведении диких пчел, можно, оказывается, составлять достаточно точные долгосрочные прогнозы "тайфуноактивности". Когда назревают тайфуны, дикие пчелы выбирают себе для местожительства дупла деревьев и щели деревянных построек. В спокойные годы они предпочитают травянистые ложбины.

Многоопытными метеорологами зарекомендовали себя пауки, которых насчитывается около 21 тысячи видов. Они принадлежат к тому же типу членистоногих животных, что и насекомые, но объединены в отдельный класс паукообразных. Из всех видов этих животных лучшими синоптиками себя зарекомендовали пауки-тенетники. Если во время дождя они принимаются за плетение паутины, то будьте уверены: вот-вот должно проясниться. Зато в преддверии ненастья пауки прячутся подальше в какую-нибудь щель. Замечено также, что когда ожидается повышение температуры воздуха, паутина плетется в южном направлении, а при похолодании - в северном. Если паук старается уменьшить первоначальные размеры паутины, то наверняка будет очень ветрено. Один немецкий ученый-энтомолог заметил, что паук-крестовик перед наступлением сильного ветра разрывает основные нити своей колесо-образной постройки, причем именно с той стороны, откуда ожидается ветер. Лучше самому разорвать, где нужно, чем погубить всю работу! И вот еще что заслуживает быть отмеченным: паучьи прогнозы погоды в равной мере верны как на несколько дней, так и на недели вперед. Известен такой исторический факт. Осенью 1794 года французская армия вступила на территорию Голландии. У голландцев не было ни солдат, ни пушек, чтобы задержать первоклассную для того времени армию французов, и они прибегли к хитрости. Открыли шлюзы канала и затопили дороги, обочины и поля. Путь врагу, казалось, был закрыт. И действительно, французы уже начали готовиться к тому, чтобы покинуть Голландию, как вдруг командующий войсками генерал Шарль Пишегрю (учитель Наполеона Бонапарта) отдал приказ задержать отступление. Основанием для такого решения послужило полученное Пишегрю тайное сообщение о неожиданном изменении поведения... пауков: эти насекомые с удвоенной энергией начали плести паутину. А так они обычно ведут себя перед сухой и холодной погодой. Восьминогие "барометры" не подвели французов - после временного потепления наступили морозы. Вода замерзла, и уже ничто не могло остановить полки интервентов. В конце декабря французская армия по льду перешла реку Ваал и в начале января вошла в Утех...

Подобно жукам-навозникам, бабочкам-крапивницам, стрекозам, пчелам, тысячекратно доказали умение прогнозировать погоду мухи и осы, комары и мошки, кузнечики, цикады и многие другие виды насекомых. И это отмечено многочисленными проверенными жизнью народными приметами: сильный треск кузнечиков в поле предвещает сухую погоду; мухи сильно гудят - к дождю; комары роем - к хорошей погоде; много комаров - быть хорошему овсу, комаров нет - овса и трав не будет; если поздней осенью вылетают на солнышко комары - зима будет мягкой.

Не боясь преувеличения, можно сказать, что любое насекомое - это своеобразная "живая метеостанция", оснащенная комплексом микроскопических высокочувствительных приборов, датчиков, тонко улавливающих изменения различных характеристик внешней среды. Едва заметные изменения атмосферного давления, силы и направления ветра, температуры, влажности и движения воздуха, появление различных запахов - все это регистрируется биологическими датчиками насекомых и проявляется затем определенными поведенческими реакциями.

Интересное открытие недавно сделали английские биологи, изучая жизнедеятельность сверчковых.

Как известно, в семействе насекомых отряда прямокрылых есть полевые и домовые сверчки. Первые распространены в Южной и Средней Европе, в Северной Африке и в Западной Азии. Вторые обитают в теплых странах Старого Света, держатся, как правило, вблизи человеческого жилья, а в более холодных странах встречаются только в домах с постоянным отоплением. Так вот, оказывается, что издаваемый этими безобидными существами специфический стрекот находится в прямой зависимости от температуры окружающей среды. Ученые составили специальную таблицу, по которой, подсчитав частоту издаваемых сверчками звуков, можно определить температуру воздуха с точностью до одного градуса!

Высокоточным термометром наделила природа также и москитов. Усики этих двукрылых кровососущих насекомых, обитающих в странах с теплым климатом, как установили бионики, обладают столь высокой чувствительностью, что ощущают колебания температуры на четыре тысячных градуса по Фаренгейту!

Несколько лет назад два голландских ученых, работающих в Лейденском университете, произвели исследование органов чувств мокрицы - животного, относящегося, как и все насекомые, к членистоногим беспозвоночным животным. В результате этих исследований было выявлено, что на теле каждой мокрицы (их можно встретить в морских и пресных водоемах, а также на суше, предпочтительно во влажной среде) имеется около сотни чувствительных "гигрометров", тонко реагирующих на изменения влажности атмосферы. Эти органы "чувства влажности" у мокрицы устроены весьма оригинально: они расположены у нее возле основания ножек в виде крошечных бугорков, покрытых тонкой кожицей, к которой изнутри близко подходят группы нервных окончаний. Кожица, покрывающая органы "чувства влажности", достаточно надежно защищает их от воды и в то же время обеспечивает доступ воздуха к нервным окончаниям. Аналогичные "гигрометры", регистрирующие изменения атмосферной влажности, обнаружены и у некоторых видов жуков.