Райт - Наука о запахах - 1966 (947297), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

В одном из таких опытов насекомым приходилось пролетать несколько километров над открытой водой, чтобы достичь небольшого островка, где находились самки. Эта замечательная способность оказывается еще более удивительной, по мере того как мы углубляемся в ее изучение. Следует сразу отказаться от элементарного и совершенно неверного представления,'что летящее насекомое реагирует на запах, так же как и олень, — ориентируясь по направлению ветра. Олень твердо стоит на земле, то есть, выражаясь научно, занимает фиксированное положение, а ветер обдувает его, поэтому он может ориентироваться по ветру. Это справедливо и для насекомого, но только пока оно не взлетят; в тот самый момент, когда насекомое покидает точку опоры, это утверждение уже перестает соответствовать истине.

Оторвавшись от земли, любое живое существо, будь то насекомое, птица или даже человек, утрачивает точку опоры и вынуждено подчиняться ветру, подобно пушинке или воздушному шарику. Если это живое существо владеет средствами передвижения по воздуху, то есть имеет мышцы и крылья или двигатель и воздушный винт, оно может создавать свой собственный ветер, представляющий собой лобовое сопротивление движению; направление это~о ветра зависит от направления движения, а не истинного ветра. Это похоже на движение корабля в открытом океане: течение незаметно, если не ориентироваться на какой-нибудь фиксированный на земле илн на небе предмет. Аналогично этому насекомое, птица или летчик могут корректировать свое перемещение в воздухе только по наземным предметам или небесным телам, и никак иначе.

Именно поэтому чрезвычайно интересно выяснить, каким образом насекомое может столь уверенно передвигаться против ветра к источнику привлекающего его запаха. Разработка этой проблемы (в той мере, в какой это уже сделано) — хороший пример научно~о исследования. Мы расскажем читателю эту историю максимально подробно и в том порядке, в каком все совершалось, потому что, помимо всего прочего, чрезвычайно поучительно видеть, как могут вознаграждать ошибки. Как всегда в начале нового исследования, была изучена литература, чтобы убедиться, что данная проблема еще не разрешена; при этом обнаружилось несколько интересных фактов. Во-первых, подтвердилась правильность основного предположения, что самцов насекомых в ряде случаев привлекает к самкам именно запах, а не радиоволны или какой-нибудь другой, еще не известный раздражитель. В некоторых случаях даже были выделены и идентифицированы чистые химические вещества, обусловливающие этот запах; впоследствии оказалось возможным использовать их в качестве приманок в ловушках.

Сампы насекомых попадают в ловушки даже несмотря на то, что вместо самки там имеются лишь ничтожные следы вещества, имитирующего запах этой самки. Некоторые авторы отмечали, что самцы насекомых должны обладать удивительно тонким обонянием по сравнению, например, с человеком, так как они прекрасно чувствуют запахи в количествах, совершенно не воспринимаемых человеком. 24 Разумеется, это, мягко говоря, ие слишком строгое заключеиие, поскольку иет никаких оснований считать, что иос человека и иос насекомого должны быть одинаково чувствительны по отношению к одним и тем же запахам.

Вещество, сильно пахнущее с точки зрения человека, для насекомого может иметь очень слабый запах или вовсе им ие обладать, и иаоборот. Очень важно было установить, какого количества молекул пахучего вещества, идущего по ветру от самки и привлекающего самца, достаточна для получения им соответствующего сигнала. Чтобы выяснить это, я просмотрел техническую воеииую литературу о движении с ветром облака боевого отравляющего вещества. Метеорологи, например Суттои, разработали математическую теорию изменения густоты,(или концентрации) газового облака, распростраияющегося по ветру от небольшого источника, расположеииого иа уровне земли.

Строгий анализ этой задачи является очень сложной проблемой, и иа пути ее практического разрешения пришлось сделать ряд допущений, в том числе предположить, что поверхность земли ровна и горизоитальиа, а ветер устойчив и равиомереи. После всех этих расчетов получилась сложная, ио вполне приемлемая формула, результаты вычислений по которой хорошо согласовывались с данными непосредственных измереиий концентрации частиц в газовых облаках. С помощью этой формулы я рассчитал среднее количество молекул вещества, которое должно содержаться в каждом кубическом миллиметре воздуха иа различных расстояниях (по ветру) от того места, где находится выделяющая запах самка. Эти вычисления показали, например, что при выделении самкой вещества с постояпиой скоростью один микрограмм ' в секунду при скорости ветра полтора километра в час средняя концентрация пахучего вещества иа расстоянии трех километров по ветру должна быть равиа приблизительно 60 молекулам в кубическом миллиметре.

Это довольно маленькая величина. Однако следует учитывать, что вычисления по математической формуле дают среднюю копцеитрацию вещества, а в действительности облако запаха имеет слоистую структуру и в ием зоны с концентрацией вещества больше расчетной чередуются с зонами, где коицеитрация меньше расчетной. Кроме ' Один миврвграмм равен 1О ' г.— ГГрим, перев.

25 того, насекомые-самцы, по запаху разыскивающие самок, имеют довольно большие и хорошо развитые антейны, которые улавливают пахучие молекулы в большом объеме воздуха. Вполне возможно, что насекомое через некоторые интервалы времени даже <берет пробы» воздуха на своем пути. При этом оно накапливает молекулы пахучего вещества и концентрирует вызываемые ими импульсьь до передачи собранной информации в мозг в аиде единог. сигнала. У большинства (а возможно, у всех) животных сугцествует основной электрический ритм центральной нервной системы, частота которого равна приблизительно 50 периодам в секунду; именно этот ритм может обеспечить действие разметочного механизма такой собирающей схемы.

Если мы предположим, что самец летит со скоростью три километра а час и что его антенны имеют площадь два квадратных миллиметра, то в течение пятидесятой доли секунды эти антенны могут уловить в среднем 2000 молекул пахучего вещества. Этого количества должно быть вполне достаточно для возникновения у насекомого ощущения запаха. Этот расчет, естественно, весьма приблизителен и основан на ряде не вполне доказанных и, следовательно, спорных предположений. Действительное положение ве.

щей варьирует в ту или иную сторону, причем в цифровом выражении, вероятно, может быть ошибка порядка троекратной, по вряд ли более чем десятикратная. Такая неопределенность, в сущности, ничего не значит, так как целью проведения всех этих расчетов было приобрести уверенность в том, что даже при столь ничтожной скорости выделения самкой пахучего вещества, как! микрограмм в секунду, на расстоянии более полутора километров от источника запаха насекомое-самец встретит достаточное количество пахучих молекул. Если самок несколько, то ситуация, разумеется, значительно упрощается и тот факт, что самец находит данную самку, вовсе не означает, что он направлялся с самого начала именно к ней.

Такой расчет показывает, что в исключительной эффективности запаха полового аттрактанта ' нет ничего сверхъестественного. В более широком смысле значение такого расчета заключается в наглядной демонстрации г Раньше в отечествеииой литературе было принято выражение <привлеквюигпй компонент запаха», эквиввлеитиое английскому «впгасгвптз.— Прям. перев.

того, как исследования в одной области (в данном случае метеорология и теория газовой войны) дают результаты, которые могут быть использованы в совершенно иной области знаний. В этом как раз и проявляется единство науки. Кроме того, этот расчет обнаруживает простой путь к пониманию того, как насекомое из ненаправленного ощущения получает ключ к направлению, откуда исходит это ощущение.

Действительно, было бы весьма соблазнительно предположить, что насекомое летит в том направлении, в котором усиливается ощущение запаха. Однако по ряду причин этого не происходит. Во-первых, поскольку запах движется по ветру и все более и более разбавляется в воздухе, средняя интенсивность его падает так медленно, что насекомому, «выслеживающему» источник запаха, придется, вероятно, пролететь примерно с полкилометра, прежде чем средняя сила запаха заметно изменится.

Более того, средняя сила запаха и его действительная интенсивность в разные моменты и в разных участках совершенно неодинаковы. Всякий человек, наблюдакяций, как уплывает дым от сигареты, может видеть, что этот дым не образует сплошного облака, плотного внутри и разреженного к краям, как предусматривает математическая формула, о которой мы уже говорили.

Характеристики

Список файлов книги