Школьный учитель из Вены Иоган Реген доказал (сам факт был известен с античных времен), что самец сверчка поет с помощью крыльев: трет одно о другое. Самка находит его по этой песне. Иоган Реген поставил перед самкой сверчка трубку телефона, когда по проводам донеслось до нее стрекотание самца, самка тут же побежала к трубке. Так было доказано, что ни зрительные, ни химические, ни другие сигналы, а лишь призывные песни самца заставляют подругу идти ему навстречу.
С тех пор эта модель стала одним из универсальных инструментов биологии. Ее использует нейрофизиолог и этолог, генетик и энтомолог. Наконец «модель поющего сверчка» помогла создать акустические ловушки против насекомых-вредителей.
Среди международного коллектива «сверчкове-дов» известно имя и советского энтомолога Рустама Девлетовича Жантиева, Рустам Девлетович составлял словарь голосов насекомых, разгадывал их значение, выяснял устройство «ушей» и «органов речи», создавал ловушки для насекомых-вредителей.
Сейчас известно семь типов звуковых сигналов насекомых. Вот некоторые из них. Призывные песни самцов, своеобразные любовные серенады у сверчков и кузнечиков. Ответные песни самок — их можно услышать у саранчовых. Зато у говорливых цикад самки молчат. У сверчков, жуков и тараканов самцы исполняют особые любовные песни, уже встретив подругу. Это самостоятельный тип сигналов. С помощью так называемых территориальных звуков насекомые сообщают друг другу: «Место занято, уходи!» Агрегационные сигналы, обычно хоровые, на наш язык переводятся иначе: «Собираемся вместе, быстрей, быстрей!» Во время битв самцы, например сверчков, издают боевые кличи. Наиболее распространены у насекомых звуки опасности, скажем, тревожный скрип взятого в руки жука-усача, которым он пытается испугать хищника.
Казалось бы, при таком скромном словаре разобраться в звуковом общении насекомых несложно. Дело упрощает и то, что немногие насекомые знают все известные типы сигналов. Весьма общительный сверчок исполняет только три песни: боевые, похожие на милицейские свистки; любовные серенады «гри-гри-гри»; и тихий шелест крыльев самца, встретившего самку. Дву-пятнистый сверчок исполняет свою песню, вибрируя приподнятыми надкрыльями.
Но как непохожи осциллограммы призывных серенад шести различных видов сверчков, хотя все они в Каракумах живут рядом.
Причина столь заметных отличии языков насекомых прежде всего в том, что непохожи друг на друга их органы речи. Так, хищный клещ-резувий пилит хоботком по гребенчатому выросту на груди своего панциря. Кузнечики трут одно крыло о другое. Кобылка почесывает бедром о крыло. Другие насекомые «разговаривают», постукивая ногами или брюшком о что-то твердое. Клоп-водомерка, который, как по льду, носится по водной глади, «телеграфирует» собратьям, притопывая лапками по воде.
И уж вовсе невообразимый орган речи существует у термитов-солдат. Собственной головой они бьются об стенку гнезда, предупреждая об опасности. Обменявшись информацией, они смело защищают свой дом. Жук-точильщик, постукивая головой о дерево, зовет подругу.
Как ни разнообразны инструменты этого гигантского оркестра природы, в акустических сигналах насекомых ученые все же выделили общие принципы шифровки и передачи информации.
Буквами в их языке оказались так называемые пульсы (одиночные, короткие звуки), возникающие при складывании крыльев у сверчка или ударе крыла о бедро у саранчи. Пульсы объединяются в трели. Давно сложилось мнение, что насекомые узнают и понимают друг друга по каким-то особенностям этих трелей, но каким именно — оставалось загадкой.
Чтобы выяснить это, Р. Д. Жантиев и его коллеги записывали на магнитофон серенады сверчков, бабочек, цикад, комаров, медведок и многих других насекомых, а затем привлекали их похожими сигналами, имитируемыми электронными устройствами. В этих звуках-моделях изменяли то частоту пульсов или их серий, то громкость, то ритм в поисках неких ключевых качеств, несущих смысл песни. Если обман удавался, насекомое подбегало к динамику и добросовестно исполняло ответную песню.
Оказалось, что многие насекомые распознают «родную речь» и ее смысл по временным характеристикам трелей, длительности и различным закономерностям чередования пульсов или их серий. Так, любовная песенка двупят-нистого сверчка кодируется так: «четыре пульса — пауза, четыре пульса — пауза»... У его степного родственника серенада состоит из тринадцати пульсов. У некоторых кузнечиков информация заключена в длительности пульсов, а у медведок — в частоте повторения серий.
Многие годы считалось, что насекомым безразлично, на какой частоте поступают одиночные сигналы. Но однажды, когда московские энтомологи дали послушать сверчку призывные песни его сородичей на частоте не 5 килогерц, как принято у этих насекомых, а 15, слушатель со всех ног бросился наутек.
Неужели он различил звуковую частоту? Тогда получается, что природа использовала у насекомых те же принципы звукового общения, что и у позвоночных животных, которые отлично выделяют звуки разной частоты и кодируют с ее помощью информацию. В противовес давно сложившемуся представлению, что все слуховые рецепторы насекомых настроены на звуки одинаковой частоты, необходимо было найти клетки, чувствительные к звукам разных частот.
Однако у насекомых «уши» не миниатюрные, а микроскопические. К тому же у сверчка, комара, саранчи и кузнечика они разительно отличаются. Да и расположены в разных частях тела. Сверчки слышат коленками. Саранча — брюхом, комар— антеннами.
И все же кажущаяся неприступность этой головоломки не отпугнула энтомологов.
Звуковоспринимающей единицей насекомых служит так называемая сенсилла — нервная клетка-рецептор с отростком в колпачке соединительных клеток. Сенсилла обычно прикрепляется к мембране, которая колеблется под действием звуковых волн, воспринимает эти колебания и передает информацию в мозг насекомого. Как выяснили Р. Д. Жантиев и его коллеги, многие из сенсилл настроены на разные частоты, причем у сверчков и кузнечиков наибольшая их чувствительность приходится как раз на тот диапазон частот, в котором звучат песни данного вида насекомых. Такая настройка помогает им выделять песни их собратьев из смешения языков в траве или в кроне деревьев.
Расшифровывая сигналы десятков видов насекомых, Р. Д. Жантиев и его сотрудники начали составлять «словарь насекомых», который уже сейчас приносит большую пользу, а в будущем станет незаменимым для управления поведением насекомых.