Проблема, над которой трудятся московские энтомологи, состоит в том, как насекомые, заслышав песню собрата, находят ее автора в дебрях трав. Может быть, насекомые ориентируются на звук так же, как и млекопитающие? Наше, например, правое и левое ухо разделяет расстояние около 10 сантиметров. Этот интервал очень важен. Звук, пришедший, скажем, справа, раньше примут звуковоспринимаю-щие нервные клетки (рецепторы) правого уха, и лишь затем — левого.
Исследуя устройство звуковоспринимающих органов сверчков, ученые обнаружили нечто неожиданное. Правое и левое «ухо», расположенные под коленками насекомого, оказались соединенными извилистыми трубочками, принадлежащими дыхательной системе. Не являются ли эти ходы специальным волноводом, удлиняющим путь звуковой волны и помогающим нейронам заметить мизерную задержку между поступлением звука с разных сторон?
Проверяя гипотезу, ученые закупоривали эти трубочки в разных местах. После этого сверчков вращали вокруг работающего динамика таким образом, чтобы звук поступал попеременно то с одной, то с другой стороны. Информацию снимали с электродов, кончики которых ученые вводили в различные нервные клетки и проводящие пути слуховой системы насекомых. Нервные клетки нормальных сверчков то сильнее, то слабее отвечали на звук динамика в зависимости от того, ближе или дальше к нему находилось в данный момент то ухо, откуда они получали электроимпульсные сообщения. Зато у сверчков с нарушенными волноводами нервные клетки слуховых центров почти одинаково реагировали на источник звука, независимо от того, где он находился. Это подтверждало гипотезу ученых. Потом в нервной системе сверчков нашли нервные клетки, которые сравнивают «депеши» от рецепторов правого и левого «уха», в которых на языке электрических импульсов закодирована звуковая информация, и устанавливают направление поступающих сигналов.
Так человек сумел прочесть еще одно изобретение природы, миниатюрное и очень изящное.
На протяжении всей своей истории человек ищет методы борьбы с вредными насекомыми. Сегодня по их вине голодает каждый четвертый житель земли и каждый шестой болеет. Если бы удалось вывести вредителей со всех складов и элеваторов планеты, то уцелевшего продовольствия хватило бы для годового пропитания 300 миллионов человек.
Казалось, что применение в сельском хозяйстве инсектицидов — веществ ядовитых для насекомых — давало возможность людям навсегда покончить со своими извечными врагами. Но скоро выяснилось: инсектициды более опасны для человека и окружающей среды, чем для самих вредителей. Ко многим ядохимикатам они быстро привыкают.
Тогда стали учиться управлять поведением насекомых. Имитируя их сигналы, можно отпугивать вредителей от полей и складов или уничтожать, заманивая в специальные ловушки. Преимущество ловушки в том, что она заманивает лишь опасные виды жуков или бабочек, сохраняя многие полезные, безразличные к этому «паролю».
Однако имитируемые электроникой крики птиц и летучих мышей — врагов насекомых — не очень-то их отпугивали. И не бросались они в ловушки, заслышав фальшивые песни любви.
Многое еще не было известно: какие звуковые сигналы насекомых несут смысловую нагрузку, а какие являются как бы фоном, как насекомые находят источники звука в пространстве и как меняется их «речь» в зависимости от времени года, температуры. Лишь после того, как энтомологи ответили на эти вопросы, появились первые эффективные методы управления поведением насекомых.
Ученые из МГУ создали ловушку для уничтожения медведок — плодовитых и прожорливых вредителей полей и огородов. Основной элемент такого устройства электронный блок, генерирующий звуковые сигналы, которые воспроизводят призывные песни самцов этих насекомых. Сигналы усиливаются громкоговорителем, смонтированным в
конусовидной пластмассовой ловушке диаметром около метра. На дне устройства, закопанного доверхнего края в грунт, прикреплен сосуд с клейкой жидкостью для ловли насекомых.
Оказалось, что частота повторения импульсов в призывной песне медведок зависит от температуры воздуха. Чем жарче, тем вдохновеннее поют самцы, и наоборот. Поэтому в схему генератора включили термистор, автоматически регулирующий частоту повторения импульсов в зависимости от погоды.
Ловушки испытывали в одном из туркменских колхозов. Устройства включали с наступлением темноты и выключали после двух часов ночи, как только прекращалась активность медведок. Даже в холодную ветреную погоду ловушка действовала со скоростью примерно одной пойманной медведки в минуту. А насколько можно увеличивать громкость имитируемых песен медведок, не отпугивая насекомых? Лишние децибелы не только не испугали их, а еще сильнее привлекали. Это очень важно для всех методов биоакустического управления поведением насекомых. Теперь ясно, что, увеличивая мощность звуковых излучателей, можно собрать гораздо больший «урожай» вредителей.
«Даже насекомые своим стрекотанием могут выражать ярость, ужас, ревность или любовь»,— сказал однажды Чарлз Дарвин. Хотя учеными еще не доказано, что насекомые и вправду способны на это, уже бесспорно, что они обладают выразительным языком, и голоса их, звучащие повсюду на планете, несут в себе разнообразную и порой весьма сложную информацию. Расшифровывая ее и узнавая, как устроены звуковые органы и «уши» насекомых, биологи расширяют знания о живом мире, участвуют в решении важнейших экологических и хозяйственных проблем.