Комахи-музиканти

У великому концерті, який в літній час лунає в полях, лугах і лісах, комахи не самі останні учасники. Природжені оркестранти — одні любителі, інші професіонали, — вони з блиском володіють самими несподіваними інструментами. Деякі комахи — визнані музиканти; вони самим невимушеним чином видають звуки, які є виразом їх буття. Для цього у них є спеціальний звуковий апарат, яким вони користуються у відповідності з обставинами, викликаючи певні психічні або фізіологічні реакції у своїх ворогів або родичів.

Інші здаються нам німими чи, принаймні, створюють шуми тільки довільно, безвідносно до того чи іншого моменту свого існування, або видають їх у діапазоні, не чутному для людського вуха. Так, мурахи і клопи, яких ми традиційно вважаємо абсолютно німими, видають характерні звуки.

У деяких мурашок в нижній частині черевця є покрита борозенками ділянка, об яку треться поперечний гребінець попереднього сегмента. З допомогою ретельних досліджень Р. П. Реп’є показав, що мурашки з допомогою цього апарату здатні видавати звуки. Інтенсивність цієї музики у деяких мурашок дуже слабка, а в інших буває настільки сильною, що людина розрізняє на відстані у два-три метри.

У хижих клопів на нижній стороні грудей є поздовжній жолобок, дно якого пересічене поперечними борозенками. Голова клопа схожа на вигнуту шпору, щось на зразок потужного кривого дзьоба. Цим «дзьобом»-хоботком комаха користується, щоб проколювати свої жертви і висмоктують з них соки. У звичайному стані хоботок відігнутий назад і входить в жолобок, як лезо складаного ножа в рукоятку. І варто тільки клопу швидко підняти і опустити голову, як кінчик хоботка чиркає по дну жолобка з борозенками, і виникає слабке стрекотіння, яке можна почути, лише піднісши комаху до вуха.

Звуки видають і деякі жуки, наприклад, вусачі. Як тільки вони вступають у конфлікт з іншими комахами або на них нападає хижак, можна чути тихий, зазвичай ледь помітний скрип. Правда, великі комахи, як, наприклад, дубовий вусач, видають звуки, які можна почути більш ніж за метр. Звуки ці виникають від тертя один об одного двох сегментів грудного відділу.

А у коників (майже у всіх) є спеціальні стрекочучі органи. В принципі вони однакові і відрізняються один від одного лише деталями будови і способами використання. У звичайних великих зелених коників, стрекотіння яких наповнює ночі з липня по жовтень, «співають» польку самці. Їх музичний інструмент розташований на надкрилах. На правому надкрилі комахи є кругла перетинка з гладкого тонкого хітину, натягнута, як на барабан, на жорстку рамку з жилок; ця вібруюча поверхня називається дзеркальцем, або бубном.

Краї дзеркальця схожі на твердий вигнутий валик. Це «струна». Що стосується «змичка», то він, природно, розташований на внутрішній поверхні іншого надкрила, лівого, яке завжди лежить поверх правого. Це товста жилка з дрібними зубчиками, їх близько 30. Зводячи і розводячи надкрила, коник змушує крап зубчастого гребеня торкатися «струни»; лунає стрекотіння. Воно було б дуже слабким, якщо б коник не мав своєрідної резонансної камери, утвореної черевцем і надкрилом.

Рух надкрила дає дуже сильне, у деяких видів пронизливе, стрекотіння, в якому уважне вухо може розрізнити два різні тони. Один виходить при розведенні, а інший — при зведенні надкрил. У тиху ніч пісню зеленого коника чутно більш ніж за тридцять метрів. Самки коників такого музичного апарату не мають.

Спів цвіркунів в загальному не особливо відрізняється від музики коників. Можна виділити хіба тільки цвіркуна-трубачика — одного з самих чудових музикантів у світі комах. Це — ніжна, тендітна, майже прозора комаха кольору слонової кістки, з крилами більш довгими, ніж у інших цвіркунів. Ця делікатна істота не в змозі вирити собі нірку. І живе на запашних деревах і кущах, які ростуть на сонячній стороні пагорбів. З настанням ночі цвіркун заводить свою пісню. Найдивніше те, що він може створити ілюзію співу одночасно в різних місцях. Фабр називає його черевомовцем.

Стрекотіння цього цвіркуна також викликається тертям надкрил, але комаха на відміну від своїх родичів не задовольняється легким підйомом крил, вона ставить їх за спиною вертикально, як вітрила. Рухаючи надкрилами, як ножицями, цвіркун годинами виводить ніжну дзвінку трель. А ефект чревомовлення викликається повільним переміщенням комахи під час співу. Поширення звуку у цвіркуна дуже спрямоване, і досить повороту на місці на кілька градусів, щоб виникла ілюзія звуку, що йде з іншої точки.

Капустянка стрекоче зазвичай біля входу в нору, яка поступово розширюється, як розтруб духового інструменту. Так само, як цвіркун і коник, капустянка рухає надкрилами, потираючи їх одне об інше. При цьому голова комахи захована в нірці.

Але справжній і повний свій сенс слова «музиканти» та «музичні інструменти» набувають тільки по відношенню до цикад. У цикад звуковий апарат незалежний від інших органів. Це музичний інструмент в чистому вигляді.

На черевці самця цикади — самка не музикальна і пісень не співає — є дві напівкруглі широкі пластини, задні кінці яких вільні. Це кришечки, піднявши які можна виявити сам звуковий апарат. Головними частинами апарату є три перетинки: зовнішня — тимпан, м’яка передня і жорстка задня — дзеркальце. До тимпану підходить велика м’яз (близько 3 міліметрів в діаметрі і довжиною в 5 міліметрів), який іншим кінцем торкається потужної хітинової арки, утвореної в грудях комахи. Стиснення м’язу деформує тимпан. За 1/20 000 секунди тимпан з опуклого стає увігнутим; при цьому виходить різкий звук, подібний до того, який ми чуємо, коли б’ють по металевому листу. Пружний тимпан негайно відновлює свою первісну форму, а м’яз негайно знову його вигинає.

Ця вібрація викликається нервовим імпульсом, що передається м’язу. Кожен нервовий імпульс викликає цілий ряд послідовних стиснень. Цим висловлюється майже автоматичне безперервне гримання тимпани і дивовижна швидкість цих рухів: кілька сотень циклів в секунду!

Коливання посилюються трьома порожнинами, розміщеними в черевці комах. Одна з них — центральна являє собою велику резонансну камеру об’ємом близько кубічного сантиметра. Камери обмежені туго натягнутими віконцями з слюдообразної плівки, руйнування якої викликає повну німоту комахи.

Цикада варіює свій мотив, дуже швидко і ритмічно припіднімаючи і опускаючи черевце, цей рух звільняє кришечки, що прикривають резонансні камери,— лунає потужний уривчастий «спів». Музична фраза у цикад триває від 12 до 15 секунд; в тиху погоду комаху можна почути в більш ніж за 100 метрів («пісню» одного з індійських видів цикад можна почути, навіть перебуваючи на відстані 800 метрів).

Як зазвичай вважають, «пісні» комах — це сигнал для інших особин того ж виду. Отже, слід очікувати, що у них є органи слуху, що сприймають сигнал. Дійсно, «вуха» у комах є, хоча їх місцезнаходження на тілі часто буває досить несподіваним. Так, наприклад, відомо, що у коників органи слуху розміщені на передніх гомілках. Вони являють собою дві поздовжні щілини, з кожної сторони. Ці вузькі щілини приховують порожнини, в яких натягнуті тонкі мембрани, названі за аналогією з людським вухом бубнами. Точно так само, як і наше вухо, яке має євстахієву трубу, яка забезпечує однаковий тиск повітря з обох сторін тимпани і дозволяє цій мембрані коливатися, вухо комахи забезпечено дихальною трахеєю, що дозволяє повітрю надходити за тимпан.

У кобилок органи слуху знаходяться з боків черевця, у цикад — внизу черевця. Аналогія з людським вухом цим не обмежується. Вона поширюється навіть на сприймаючі органи. У нашого вуха є кортієв орган та слуховий нервовий бугор, чутливий до коливань; у комах також є слуховий бугор, але зовсім іншої природи і складається з дивних чутливих органів, які називаються сколопідіями. Вони мають маленьку внутрішню стеблинку, як би мікроскопічний язичок дзвону, з надвисокою чутливістю. І не дивно, що комахи, обдаровані такими тонкими детекторами, чудово володіють гострим слухом.

Дослідникам вдалося вловити і проаналізувати імпульси, що проходять по слуховим нервовим волокнам, виміряти їх, виявити співвідношення між ними і звуками. І невідомо, чому слід більше дивуватися — ювелірній роботі природи або наполегливості дослідників, які зуміли розібратися в цих найтонших пристроях. Гострота слуху деяких комах зовсім не означає, що їх цікавлять всякі звуки. Для кожного виду є вкрай обмежена смуга звуків, що викликають реакцію комахи. Тому зрозуміло, що раніше багато дослідників вважали, що комахи глухі або володіють, в крайньому випадку, дуже недосконалим слухом. Яка ж реакція комах на музику їм подібних? Що означають різні мелодії?

Щоб вивчати видавані звуки комах і їх значення, не можна обмежуватися лише польовими спостереженнями. Необхідно мати можливість ретельно аналізувати звуки, вимірювати їх частоту, силу, ритм повторення окремих фраз при будь-яких обставинах життя комахи. З іншого боку, щоб з’ясувати реакцію комахи на той чи інший звуковий сигнал, потрібно дуже багато разів повторювати його. Були розроблені різні методи запису, аналізу і відтворення звуків. Для запису звуків використовуються дуже чутливі мікрофони — мембранні і особливо п’єзоелектричні. Отримані таким шляхом електричні сигнали необхідно підсилювати. Це робиться з допомогою лампових або напівпровідникових багатокаскадних підсилювачів. Лише після посилення сигнал можна записати. Для цього використовують магнітофони з дуже великою швидкістю руху стрічки, щоб «не втратити» звуків підвищеної частоти, які так важливі в житті комах.

З допомогою спектрографів в лабораторії ведуть ретельний аналіз запису по часу. Силу звукових сигналів заміряють децибелметрами. Що стосується відтворення сигналів, то тут застосовують динаміки і навіть попофони, які найкраще передають підвищені частоти, з-за того що їх вібруючі елементи — іонізовані гази — позбавлені інерції. Нарешті, експериментатори володіють численними звуконаслідуючими приладами.

Значення звуків, що видаються комахами дуже різноманітне. Насамперед, це рефлекторне стрекотіння — відповідь комахи на зовнішній подразник. Так, жуки-вусачі скриплять, якщо їх схопити, або якщо на них нападе хижак, або якась комаха потурбує їх під час їжі. Звук в цьому випадку пов’язаний з захисними рухами і супроводжує стан тривоги тварини. Те ж саме відбувається при бійках і метушні.

Эфпінгери скрекочуть, коли на них нападають або коли вони борються між собою за їжу (безладні «крики» потрібно відрізняти від систематично повторюваних, які пов’язані із шлюбним періодом). У деяких мурашок стрекотіння – сигнал тривоги і засіб попередження колективу про небезпеку. Звуки, що видаються комахами без певної причини, називають «байдужим» стрекотінням. Такі пісні цвіркуна, зеленого коника, що сповнює ніч своєю безперервною музикою, і бурих кобилок, і спів цикад. Однак тепер з’ясовано, що звучання всіх цих комах не залежать тільки від певних зовнішніх чинників (світло, температура, вологість), але і від їх внутрішнього фізіологічного стану. Ці комахи скрекочуть тільки тоді, коли вони досягли статевої зрілості.

Значить, цю музику вважали байдужою просто через брак кращого, а більш глибоке її вивчення напевно покаже, що вона відіграє важливу роль в поведінці комах. І, можливо, вийде, що спів цикад це не просто явище колективного збудження, безкоштовна витрата енергії. По всій ймовірності, пісня самця цикади це «звуковий маяк», що закликає самок, свого роду серенада. Цікаво зауважити, що цикад-самок можна залучити самими різними шумами. Вони, безумовно, набагато чутливіші до ритму, а не до природи звуку.

Відомо, що у птахів спів самця є свого роду попередженням, він означає, що співак має намір захищати свої виключні права на цілком певну територію, яка необхідна для існування сім’ї. Такі території існують і у деяких комах. Так, наприклад, трубачик-самець ніколи не співає, якщо він знаходиться поза своєї зони. Якщо до його володіння наближається самець-конкурент, він заводить особливу пісню-попередження. Коли ж обов’язок захисту території виконаний, цвіркун продовжує своє звичайне безперервне стрекотіння. Це стрекотіння триває з заходу сонця до раннього ранку і здавна вважалося «байдужим». Тепер відомо, що він цим прагне привернути самок. Коли самка виявляється поруч, він змінює мелодію і заводить пісню «залицяння», яку вона повинна довго вислуховувати.

Таким чином, у розпорядженні цвіркуна-трубачика принаймні три різних вираження; попередження, заклик і залицяння. В інших прямокрилих «словник» ще більш широкий: одна з кобилок володіє, щонайменше, шістьма сигналами. Дослідникам доведеться ще багато працювати, щоб з’ясувати роль звуків у житті комах.

Автор: Жан П’єр, переклад з французької.