Феромоны и наука
Тропа огненных муравьев — одна из немногих систем связи в животном мире, содержание информации в которой можно измерить достаточно точно. Ведь тропа показывает путь к определенной цели, будь то запас пищи или новая строительная площадка, причем она показывает не только направление на цель, но и расстояние до нее. Можно довольно просто определить, сколь близко к концу тропы заканчиваются путешествия идущих по ней муравьев, а затем с помощью уравнений теории информации по точности реакции муравьев на тропу подсчитать количество «битов» воспринятой информации.
Между прочим, ту же методику можно применить и к анализу пчелиных «танцев» — совершенно иной формы связи между насекомыми. Поразительно, но эти две, столь разные системы связи, как оказалось, передают примерно один и тот же объем информации относительно расстояния (два бита) и направления (четыре бита у пчел и четыре или, возможно, пять битов у муравьев). Четыре бита информации позволяют муравью или пчеле выбрать один из 16 равновероятных секторов круга, а два бита позволяют выбрать одно из четырех равновероятных значений расстояния. Возможно, что этот объем информации является предельным для восприятия мозга и органов чувств насекомого.
Не все разновидности муравьев прокладывают химические тропы. Но каждый из тех видов, которые наделены такой способностью, вырабатывает феромоны, присущие только ему. Поэтому практически не возникает никакой путаницы, когда пересекаются тропы, проложенные представителями нескольких различных разновидностей муравьев.
Другой важный класс муравьиных феромонов — вещества, запах которых служит сигналом опасности. До недавнего времени считалось, что муравьи поднимают тревогу, прикасаясь друг к другу: одни рабочий муравей толкает другого или начинает его щекотать своими усиками. Теперь выяснилось, что встревоженные рабочие муравьи испускают химические вещества, которые хранятся в специальных железках.
Как установлено экспериментами, эти вещества могут сами по себе вызывать у окружающих муравьев все характерные признаки беспокойства. Это, пожалуй, наиболее яркая иллюстрация колоссального различия между человеческим восприятием мира и восприятием окружающей среды теми существами, которые пользуются химическими средствами общения. Для человеческого носа «химикаты тревоги» — слабо пахнущие или даже ароматные вещества, а для муравьев — сильнодействующие яды, которые могут мгновенно ввергнуть всю семью в неистовство.
Когда рабочий муравей-жнец испускает содержимое своей подчелюстной железы в спокойный воздух, сфера действия летучего феромона тревоги быстро расширяется: через 13 секунд ее радиус достигает примерно 6 сантиметров. Затем она начинает сжиматься, и через 35 секунд после опорожнения железы сигнал тревоги затухает окончательно.
Интересно отметить, что в малых концентрациях феромон тревоги обладает обратным действием: он привлекает муравьев. Поэтому внешняя часть сферы действия феромона «зазывает» к источнику тревоги, а в центральной области, где концентрация достаточно высока, муравья охватывает неистовое чувство опасности.
Если понаблюдать муравьев в естественных условиях, то станет понятно, что сигнал тревоги должен быть именно таким — непродолжительным и с ограниченной сферой действия. Действительно, в многочисленной семье муравьев то и дело возникают различные второстепенные треволнения. И если бы сферы тревоги, которую создают отдельные рабочие муравьи, были устойчивыми и далеко распространялись, то весь муравейник непрерывно находился бы в состоянии паники.
«Дорожные» феромоны и феромоны тревоги — это лишь часть химического словаря муравьев. Факты говорят за то, что их железы внешней секреции вырабатывают и другие вещества, которые побуждают рабочих муравьев собираться вместе и браться за какое-то дело: ухаживать за маткой, кормить ее, заботиться о молодняке.
Даже мертвые муравьи испускают своеобразный феромон. За только что погибшим муравьем его собратья ухаживают, как за живым, не обращая внимания на его неподвижность. Но через день-два накапливаются продукты химического разложения трупика, которые побуждают рабочих муравьев оттащить умершего подальше от муравейника.
Надо сказать, что лишь некоторые из продуктов разложения служат причиной, вызывающей похоронное шествие. В их числе некоторые жирные кислоты и их эфиры. Когда этими веществами в экспериментальных целях обмазывали живых муравьев, то другие муравьи, повинуясь велению запаха, немедленно вытаскивали их из муравейника на «свалку». Живые «покойники», разумеется, поспешно возвращались домой, их снова «хоронили». И так продолжалось до тех пор, пока в процессе многократного повторения похоронного обряда запах смерти не выветривался совершенно.
Наше познание химических связей в животном мире находится еще в начальной стадии. Исследователи, занимающиеся этой проблемой, находятся в положении языковедов, которые выяснили значение всего нескольких слов языка, почти не поддающегося расшифровке.
Очень возможно, что некоторые «языки запахов» имеют и своеобразный синтаксис. Иначе говоря, может оказаться, что соединение нескольких феромонов несет какую-то совершенно новую информацию для животных, которые пользуются химическими средствами общения. Интересно выяснить также, могут ли животные изменять интенсивность или, скажем, частоту выделения феромонов, чтобы образовывать таким образом новые сигналы. Для решения этих и других не менее интересных проблем нужно привлечь новые методы аналитической органической химии и углубить наши знания о поведении животных.
Автор: Э. Уилсон.