Mačke su tipični noćni grabežljivci. Za plodan lov trebaju što više koristiti sva svoja osjetila. "Pozivna karta" svih mačaka bez iznimke je njihov jedinstveni noćni vid. Mačja zjenica može se proširiti do 14 mm, puštajući ogroman snop svjetlosti u oko. To im omogućuje da savršeno vide u mraku. Osim toga, mačje oko, kao i mjesec, reflektira svjetlost: to objašnjava sjaj mačjih očiju u mraku.
Svevideća golubica
Golubovi imaju nevjerojatnu značajku u vizualnoj percepciji svijeta oko sebe. Kut gledanja im je 340o. Ove ptice vide predmete koji se nalaze na mnogo većoj udaljenosti nego što ih vidi osoba. Zato je krajem 20. stoljeća američka obalna straža koristila golubove u operacijama potrage i spašavanja. Oštar vid golubova omogućuje ovim pticama da savršeno razlikuju objekte na udaljenosti od 3 km. Budući da je savršen vid prerogativ uglavnom grabežljivaca, golubovi su jedne od najbudnijih miroljubivih ptica na planetu.
Falcon vision je najbudniji na svijetu!
Najbudnija životinja na svijetu je ptica grabljivica, sokol. Ova pernata stvorenja mogu pratiti male sisavce (voluharice, miševe, kopnene vjeverice) s velikih visina i istovremeno vidjeti sve što se događa s njihove strane i ispred. Prema riječima stručnjaka, najbudnija ptica na svijetu je siv sokol, sposoban uočiti malu voluharicu s visine do 8 km!
Ni riba ne propusti!
Među ribama s izvrsnim vidom posebno se ističu stanovnici dubina. To su morski psi, i murine, i morski vragovi. Oni su u stanju vidjeti u mrklom mraku. To je zato što gustoća postavljanja štapa u mrežnicu kod takvih riba doseže 25 milijuna/m2. A to je 100 puta više nego kod ljudi.
konjski vid
Konji vide svijet oko sebe perifernim vidom jer su im oči smještene sa strane glave. Međutim, to ne sprječava konje da imaju kut gledanja od 350 stupnjeva. Ako konj podigne glavu prema gore, tada će mu se vizija približiti sfernom.
velike brzine leti
Dokazano je da muhe imaju najbrži vizualni odgovor na svijetu. Uz to, muhe vide pet puta brže od ljudi: njihova brzina kadrova je 300 slika u minuti, dok ljudi imaju samo 24 sličica u minuti. Znanstvenici s Cambridgea tvrde da se fotoreceptori na mrežnici očiju muha mogu fizički kontrahirati.
Kukci imaju iznimno osjetljiv njuh, zahvaljujući kojem ne samo da po nekoliko molekula mirisa mogu saznati gdje ih čeka poslastica, već i međusobno komuniciraju pomoću sofisticiranih kemijskih signala. A, s obzirom na ulogu mirisa u njihovim životima, moglo bi se pretpostaviti da su kukci stekli njušni sustav čim su izašli iz vode na kopno. Međutim, prema istraživačima s Instituta za kemijsku ekologiju Društva Max Planck (Njemačka), punopravni njuh kod insekata pojavio se neočekivano kasno - negdje istodobno sa sposobnošću letenja. Za osjet mirisa kod insekata (kao i kod svih životinja s ovim osjetilom) odgovorni su posebni receptorski proteini: kada se zbroje, tvore složene komplekse koji su sposobni uhvatiti čak i pojedinačne molekule hlapljivih tvari.
Međutim, na primjer, rakovi, koji potječu od zajedničkog pretka s kukcima, nemaju takve receptore. To je dovelo do pretpostavke da su kukci "namirisali na što miriše" tek kada su došli na zemlju. Osim toga, izvan vode im je doista bilo važnije stvoriti olfaktorni sustav umjesto kemijskog osjetila kojim su plovili u vodi i koji je sada postao beskorisan: od sada su kemikalije morale biti hvatane u zraku . Osjetilo mirisa kod insekata oduvijek se proučavalo ili kod krilatih vrsta ili kod onih koje su kasnije izgubile krila (i jedno i drugo, međutim, čine većinu među modernim kukcima). Međutim, Ewald Grosse-Wilde i njegovi kolege odlučili su se usredotočiti na primordijalne beskrilne, najstarije moderne kukce. Za istraživanje su odabrali čekinjasti rep Thermobia domestica i predstavnika drevnih čeljusti Lepismachilis y-signata.
Kako pišu autori rada u eLIFE-u, čekinjasti rep, koji je bliži kukcima na evolucijskoj ljestvici, imao je neke komponente olfaktornog sustava: geni za olfaktorne koreceptore radili su u njegovim antenama, iako su sami receptori bili odsutni. Međutim, u evolucijski starijoj L. y-signati nisu se mogli pronaći nikakvi tragovi olfaktornog sustava. Iz ovoga se mogu izvući dva zaključka: prvo, različiti dijelovi olfaktornog sustava razvijali su se neovisno jedan o drugom, a drugo, sam razvoj ovog sustava započeo je mnogo kasnije od pojave insekata na kopnu. Najvjerojatnije je njuh bio potreban kukcima kada su počeli učiti letjeti, ali je bio potreban, na primjer, za navigaciju u letu. No, ne zaboravimo da jedan od najstarijih kukaca (T. domestica) još uvijek ima neke komponente njušnog aparata, tako da su se pojedini dijelovi njušnog sustava, očito, razvili za neke hitne zadatke prije sposobnosti letenja.
- Nedavno pronađen u kukcimačak miris tjeskobe, koji ispušta citralnu tvar koju proizvode mravi koji režu listove. Ovu tvar luče insekti čuvari u trenutku opasnosti i služi kao signal za uzbunu u obitelji mrava. Kako je istaknuo prof. Butenandt, učinak citrala je toliko značajan da kada se za pokus uzme previše ove tvari, mravi čak počnu napadati jedni druge. (Sharikov K.E. Neobične pojave u flori i fauni).
- tri milijuna ruža sada dajte istu količinu ružinog ulja kao nekoliko kilograma običnog ugljena. Od njega se dobiva umjetno, ali nerazlučivo od prirodnog, ulje sandalovine, cedrovine, pa čak i mošus - dragocjena tvar koja se prethodno kap po kap ekstrahirala iz kožnih žlijezda muzga, mošusnog jelena i krokodila. (Kemija i život, 1965.)
- Insekti protiv terorizma: pčele traže eksploziva. Znanstvenici koji rade za Pentagon vjeruju da proizvodnja meda nije ograničena na sposobnost pčela, te ih obučavaju za traženje eksploziva, vjerujući da kukci po tom pitanju mogu nadmašiti pse. Ne neke neobične, ali najobičnije pčele su obučene za eksploziv. Ovaj posao je u vrlo ranoj fazi, ali su već otkrivene mnoge poteškoće: pčele još uvijek nisu psi, odbijaju "raditi" noću i po lošem vremenu, a teško je i zamisliti roj koji provjerava prtljagu u Zračna luka. Ali, kako se pokazalo, pčele imaju jedinstvene sposobnosti: izuzetnu osjetljivost na molekularne "tragove" i sposobnost pokrivanja najusamljenijih kutaka, ako su, naravno, pčele u potrazi za hranom. Dužnosnici Pentagona kažu da ideja korištenja pčela za traženje eksploziva ima PR problem - to je, kako je jedan dužnosnik rekao, "faktor hihotanja". No, kikot već dugo ne smeta američkoj vojsci, osim toga, znanstvenici koji rade na projektu uvjereni su da ova ideja ima vrlo velik potencijal: "Vjerujemo da su pčele, barem u smislu osjetljivosti, puno sposobnije od pasa ", rekao je dr. Alan S. Rudolph, voditelj Ureda za obrambene znanosti Agencije za napredne obrambene istraživačke projekte (DARPA), koji nadzire eksperimente. U Istraživačkom laboratoriju Air Force Air Force Base Brooks, Istraživački laboratorij Air Force Air Force Base Brooks nedavno je analizirao rezultate testova koji su potvrdili sposobnost pčela – one otkrivaju eksploziv u 99% slučajeva. Ovo je, naravno, super, ali kako će vojska znati da je pčela pronašla eksploziv? Naravno, i za ovaj problem postoje rješenja. U roku od mjesec dana tim znanstvenika planira provesti prva terenska ispitivanja novog radio odašiljača veličine zrna soli, koji bi se trebao koristiti za praćenje pčela kada traže eksploziv. Međutim, takva sofisticirana tehnologija neće se uvijek koristiti - nema potrebe za odašiljačima kako bi se zaustavio sumnjiv kamion prekriven posebnim pčelama. Inače, "trik" s kamionima već je testiran nakon 11. rujna. Biolozi sa sveučilišta Montana odavno su bez hihotanja, gdje već nekoliko godina treniraju pčele da traže po mirisu klasičnom metodom treninga: obavi posao – dobije nagradu. Za nagradu pčelama daju vodu i šećer. Slatkiši se ne troše uzalud - nakon što je naučila novu aromu, pčela svoje znanje prenosi svojim rođacima. Tako se za par sati cijela košnica može usmjeriti u potragu za novim mirisom, koji će se rojiti, tražeći umjesto cvjetova dinamit, nitroglicerin, 2,4-dinitrotoluen i slično. Prema zamisli predstavnika DARPA-e, košnice pčela obučenih za traženje eksploziva bit će postavljene u blizini svih važnih kontrolnih točaka kako bi kukci u svakom trenutku mogli djelovati protiv potencijalnih terorista. Svega toga, naravno, neće biti sutra – ima puno posla, jer znanstvenici još ne znaju koliko je ponašanje pčela predvidljivo. Inače, nisu jedine pčele koje će Pentagon angažirati za protuterorističku službu: moljci se, na primjer, razlikuju po osjetljivosti na kemikalije i pokretljivosti. Ostale vrste insekata nisu snižene. Od 1998. američka vojska uložila je 25 milijuna dolara u istraživanja usmjerena na stvaranje kontroliranih bioloških sustava, korištenje životinjskih navika u vojnoj tehnologiji i slično: tjerati avione da lete kao ptice, podmornice plivaju kao ribe i obrnuto. (13. svibnja 2002. www.membrana.ru)
- Biolozi učiti moljca potraga za eksplozivom. Kevin Daly sa Sveučilišta Ohio State napravio je još jedan korak prema podučavanju insekata kako pronaći eksploziv. U novim eksperimentima, Kevin i njegovi kolege umetnuli su minijaturne elektrode u glavu moljca kako bi pratili aktivnost neurona odgovornih za prepoznavanje mirisa. Osim toga, elektrode su znanstvenicima pružile podatke o radu proboscisa kukca. Pokazalo se da je moljac sposoban zapamtiti vezu između mirisa koje su istraživači proizvoljno odabrali i šećerne vode koju su dali kukcu. No, među biolozima još uvijek ima mnogo onih koji vjeruju da tako male kukce kontroliraju samo instinkti zabilježeni u genima. Jednom obučeni, neuroni u glavi moljca jasno su reagirali na miris koji je povezivao s hranom, u dugom nizu drugih, stranih mirisa. Istraživači se nadaju da će s vremenom moljce naučiti tražiti eksploziv. Nije ni čudo što je među sponzorima projekta Pentagonova istraživačka agencija DARPA. Zanimljivo je da Amerikanci rade sličan posao s pčelama. (13. srpnja 2004
Kad počnu pričati o njuhu kukaca, gotovo se uvijek sjete francuskog entomologa J. A. Fabrea. Često razgovor općenito počinje s Fabreom, točnije, zgodom koja mu se dogodila i koja je zapravo poslužila kao otkriće neobičnog "njuha" u kukcima i početak njegovog istraživanja.
Jednom je u vrtu u Fabreovom uredu iz hrizale rođen leptir saturnija ili, kako ga još nazivaju, veliko noćno paunovo oko. Evo kako Fabre opisuje što se sljedeće dogodilo:
"Sa svijećom u rukama ulazim u ured. Jedan od prozora je otvoren. Ne možemo zaboraviti ono što smo vidjeli. Ogromni leptiri lete oko kapice sa ženkom, nježno mašući krilima. Odlete gore i odlete, dižu se do stropa, pasti dolje. Pojuriti na svjetlo "Ugasili su svijeću, sjedaju nam na ramena, drže se za odjeću. Čarobnjačka špilja, u kojoj se šišmiši kovitlaju. A ovo je moj ured."
I sve je više leptira nastavilo ulijetati kroz otvoreni prozor. Ujutro je Fabre izbrojao - bilo ih je gotovo sto i pol. I svi su muškarci.
No stvar nije tu završila.
“Svaki dan, između osam i deset sati navečer, leptiri dolijeću jedan za drugim. Jak vjetar, nebo je oblačno, toliko je mračno da se u vrtu jedva vidi ruka podignuta na oči. Kuća je skrivena velikim drvećem, ograđena od sjevernih vjetrova borovima i čempresima, nedaleko od ulaza je skupina gustog grmlja.Da bi ušli u moj ured, do žene, Saturnije se moraju probiti u tami noći kroz ovaj splet grana."
Fabre se pita kako su mužjaci saznali za prisutnost ženke leptira u njegovom uredu. Ali on sam odgovara na ovo pitanje: "Mužjaci su privučeni mirisom. Vrlo je tanak, a naš njuh je nemoćan da ga uhvati. Ovaj miris prožima svaki predmet na kojem će ženka ostati neko vrijeme ... "
Kako bi vidio je li to istina ili ne, Fabre je napravio zanimljiv eksperiment, pokušavajući zbuniti leptire. Međutim…
"Nisam ih uspio srušiti naftalin. Ponavljam ovo iskustvo, ali sada koristim sve mirisne tvari koje imam. Stavljam desetak tanjurića oko čepa sa ženkom. Ovdje su kerozin, i naftalin, i lavanda, i ugljični disulfid koji miriše na pokvarena jaja "Do sredine dana, moj ured je tako jako zaudarao na sve vrste oštrih mirisa da je bilo strašno ući u njega. Hoće li svi ti mirisi odvesti mužjake na krivi put? Ne! Do tri o 'sat poslijepodne, mužjaci su doletjeli!"
Fabre je vidio malu kapljicu tekućine koju leptir ispušta tijekom valjenja, i shvatio da miris dolazi iz te tekućine... Ali onda – već izvan stvarnosti!
Uostalom, kap je sićušna, miris neuhvatljiv, a mužjaci nisu u blizini mjesta gdje se ženka nalazi - trebaju odnekud letjeti. Zasititi prilično velik prostor mirisom i nadati se da se to može osjetiti? Jednako tako, čovjek bi se nadao da će jezero obojiti kapljicom karmina, napisao je Fabre o tome.
Fabre nije mogao vjerovati u takvu "preosjetljivost" insekata, iako je to sam, usput rečeno, dokazao. I ne samo eksperimenti s leptirima.
Fabre je vršio pokuse s grobarima, posebno s crnim grobarima. Ako ti i ja, dok smo u šumi, ne sretnemo leševe životinja, onda znamo: to je zasluga insekata. Štoviše, već znamo da su kukci vrlo važni redari na našem planetu. Grobari (u SSSR-u ih ima više od 20 vrsta, a crni kornjaši su najveći) jedni su od najaktivnijih bolničara. Čim se u šumi pojavi mrtva ptica ili životinja, vrlo brzo se tamo pojavljuju grobari. Svakih sat vremena sve ih je više, a pridošlice odmah prionu na posao – počnu zakapati leš. Zakopati će ga vrlo brzo - u roku od nekoliko sati, leš ptice, ili miša, ili čak zeca (ogromna životinja za kornjaše!) bit će uklonjeni s površine zemlje.
Kornjaši rade ovaj posao, naravno, ne iz ljubavi prema čistoći i redu. Tamo su, na leš, položili testise, osiguravajući budućem potomstvu isprva relativnu sigurnost i neograničenu količinu hrane. To je ljudima odavno jasno i Fabre je to znao. Ali u to vrijeme nije bilo jasno da je drugačije: odakle se kukci pojavljuju u blizini mrtve ptice ili životinje, a pojavljuju se vrlo brzo.
Pa recimo jedna buba bi slučajno mogla biti u blizini i slučajno naletjela na mrtvog miša ili pticu. Pretpostavimo da se ista stvar dogodila s još dvije ili tri bube. Ali nekoliko desetaka se nije moglo dogoditi u blizini. Tako su došli izdaleka; možda su putovali stotine ili čak tisuće metara - miris im je pokazao put. To je jasno stavljeno na znanje. Čak je otkriveno kako se taj miris širi. I Fabre i brojni znanstvenici nakon njega napravili su mnoge eksperimente kako bi se uvjerili da se miris širi po površini zemlje. Ni trava, ni panjevi, ni drveće ne sprječavaju bube da osjete ovaj miris. Ali ako je mrtva životinja podignuta iznad zemlje - takvi su pokusi rađeni - a miris se, čini se, može slobodno širiti, kornjaši to nisu primijetili. Čim je leš bio spušten, bube su primile "poruku" i požurile na miris.
Fabreovo otkriće nije prošlo nezapaženo, a ne može se reći da se ljudi ne bave pitanjem mirisa insekata. Ali rad u tom smjeru dugi niz godina išao je vrlo sporo, radili su ga pojedini znanstvenici i nije izazvao veliki interes.
Čak i gotovo pola stoljeća kasnije, 1935., kada je sovjetski entomolog amater A. Fabry (čudnom slučajnošću, gotovo imenjak slavnog Francuza) objavio u Entomološkoj reviji rezultate svojih vrlo radoznalih eksperimenata i zapažanja, koja bi trebala imati izazvao veliko zanimanje, članak je ostao gotovo nezapažen. Možda znanstvenici tada još uvijek nisu mogli razumjeti i cijeniti ulogu koju mirisi igraju u životu insekata, možda je čovječanstvo već započelo kemijsku bitku sa šestonožnim životinjama i time je bilo potpuno zaokupljeno, ali, u svakom slučaju, većina entomologa nije primijetila članak Fabry, ili ostao ravnodušan prema njoj. I o članku je vrijedilo razmisliti.
Fabry je napravio pokus s istim leptirom Saturnia, točnije, s kruškom Saturnia, ili velikim noćnim paunovim okom, koji je toliko pogodio Fabrea. U blizini Poltave, gdje je Fabry živio, ovi leptiri nisu pronađeni, u svakom slučaju, nitko ih tamo nije pronašao prije Fabryja. Entomolog amater iznio je ovog leptira iz krizalice, smjestio ga u kavez i iznio na balkon. Naravno, nije slutio što će se dogoditi - jednostavno je iznio novorođenče van na dašak svježeg zraka. I odjednom sam ugledao potpuno istog leptira pored vrta. Fabry ju je uhvatio - rijedak leptir! I nekoliko dana kasnije već je imao desetke muških saturnija krušaka, koji su letjeli na miris ženke. Odakle su došli, odakle su došli, koliko su daleko putovali? Fabry je odlučio saznati. I tako, označivši mužjake bojom, dao je leptire mladim prirodoslovcima koji su mu pomogli. Dečki su odnijeli leptire na udaljenost od 6 kilometara od Fabryjeve kuće i pustili ih. Prvi označeni mužjak vratio se nakon 40 minuta, posljednji - nakon sat i pol.
No, Fabre je sam napravio eksperiment sa "šumskim bolničarima" - grobarima i mrtvožderima, te se uvjerio koliko je suptilno osjetilo mirisa kod insekata
Povećali smo udaljenost na 8 kilometara, rezultat je bio isti - vratili su se gotovo svi mužjaci. A najzanimljivije je da su letjeli i kad je vjetar puhao protiv njih, i kad uopće nije bilo vjetra, i kad im je vjetar puhao u leđa.
Fabry, kao i Fabre, nije mogao objasniti ovaj fenomen. Objašnjenje je došlo mnogo kasnije, kada su se znanstvenici uhvatili u koštac s osjetilom mirisa insekata. Do tada se već nakupilo dovoljno činjenica – nevjerojatnih i nepobitnih; do tada su "mirisne sposobnosti" insekata bile točnije istražene. Na primjer, otkriveno je da leptiri časne sestre lete s udaljenosti od 200-300 metara, jedna od vrsta Saturnije - od 2,4 kilometra, žlica za kupus - s 3 kilometra, ciganski moljac može osjetiti miris ženke na udaljenosti od 3,8 kilometara, a veliko noćno paunovo oko (pear saturnia) od 8 kilometara. Nezadovoljni time, znanstvenici su odlučili "ispitati" očne leptire. Obilježivši ih, počeli su ih puštati kroz prozor vlaka u pokretu. S udaljenosti od 4,1 kilometar do ćelije u kojoj se nalazila ženka stiglo je 40 posto mužjaka, a s udaljenosti od 11 kilometara - 26 posto.
Američki znanstvenici E. Wilson i W. Bossert čak su izračunali veličinu i oblik zone unutar koje djeluje miris koji privlači leptire. Ako je ženka visoko iznad tla, zona mirisa ima sferni oblik, ako je na tlu - polukuglasta. Ako puše vjetar, zona se proteže u smjeru vjetra. Veličina takve zone kod ciganskog moljca s umjerenim vjetrom bit će nekoliko tisuća metara duljine i približno 200 metara širine.
Kolika je koncentracija mirisa u ovoj zoni može se zamisliti ako uzmemo u obzir da je komad željeza koji ispušta mirisnu tekućinu milijun puta manji od težine samog leptira. Pad je još manji. Ukratko, jedna molekula po kubičnom metru zraka je koncentracija mirisne tvari koju pronalaze muškarci. Ovo je toliko nevjerojatno da mnoge znanstvenike zbunjuje – je li to miris? Možda je ovo nešto drugo, neki valovi koje ljudi još uvijek ne razumiju pomažu kukcima da se tako lako i precizno snalaze u svemiru, pronađu jedni druge? Međutim, dok je to pretpostavka pojedinih znanstvenika. Većina vjeruje da kukci kako bi pronašli jedni druge koriste njuh, u koji vjeruju više nego vid. Na primjer, napravljeni su brojni pokusi koji potvrđuju da mužjaci (ili ženke, budući da kod nekih kukaca mužjaci ispuštaju privlačan miris) lete do predmeta na koji se nanosi odgovarajuća mirisna tekućina, pa čak i ako je taj predmet na kukcu potpuno drugačiji. I obrnuto: mužjaci nisu obraćali pažnju na leptira, u kojem je uklonjena mirisna žlijezda.
Barem činjenica da je ovaj sustav dizajniran s nevjerojatnom preciznošću svjedoči o važnosti atraktivnog mirisa. Tako su, na primjer, sasvim nedavno znanstvenici otkrili da neki leptiri daju mirisne signale ne spontano kada je to potrebno, već tek kada dovoljno sazriju. Ponekad se to dogodi nekoliko sati nakon izlijeganja, a ponekad nakon 2-3 dana.
Drugi su, naprotiv, u žurbi i šalju mirisne signale i prije nego što se rode. Stižu "mladoženja" i strpljivo čekaju da se "mlada" pojavi iz hridole.
Postoji još složeniji princip signalizacije: neki leptiri šalju signale samo u određeno vrijeme. Na primjer, neki - samo od 9 do 12 sati, drugi - od 4 ujutro do izlaska sunca i tako dalje.
Miris služi kukcima ne samo da privlače jedni druge. Ima odlučujuću ulogu u izboru hrane za buduće potomstvo. Na primjer, leptiri kupusa polažu svoja jaja na kupus kako bi osigurali hranu za gusjenice. Signal koji ukazuje da je upravo to biljka koja treba budućim gusjenicama je miris. Toliko mu vjeruju da, ako navlažite list papira ili ogradu sokom od kupusa, leptir neće obratiti pažnju ni na oblik ni na boju predmeta te će na tu dasku ili list papira položiti jaja.
Koliko kukci više vjeruju u svoj "nos" nego u svoje oči, govore i takva zapažanja: određene vrste orhideja ispuštaju miris sličan onom koji ispuštaju ženke nekih bumbara. Privučeni ovim mirisom, mužjaci sjede na cvijet. Uvjereni u podmuklost orhideja, odlete, ali vrlo često ponovno padaju na mamac - ponovno sjednu na cvijet. "Prevari" orhideju bumbara kako bi ih natjerao da nose pelud. Zanimljivo je da ove orhideje nemaju nektar - mamac-miris u potpunosti zamjenjuje mamac-deliciju.
Jednako “lukavo” je i neko cvijeće koje odiše mirisom propadanja. Privlači muhe koje polažu jaja na pokvareno meso. Dok muha razumije prijevaru, cvijet će na nju zalijepiti dio peludi. Dolaskom na drugi cvijet, muha će tu pelud prenijeti.
Svake godine postaje sve jasniji vodeći biološki značaj mirisa u životu insekata. Štoviše, ispostavilo se da su mirisi strogo usmjereni, strogo specijalizirani. To je natjeralo znanstvenike da preuzmu svoju klasifikaciju.
Sovjetski znanstvenik profesor Ya. D. Kirshenblat identificirao je 12 vrsta mirisa prema njihovom biološkom značenju za životinje.
No prije nego što se upustimo u njih, doznajmo što je uopće miris?
Ima jedna smiješna anegdota. Na ispitu je profesor pitao nemarnog studenta: što je to miris?
Student, koji nije gledao udžbenike i nije pohađao predavanja, nije znao gradivo i, gledajući profesora nevinim očima, odgovorio je: "Zaboravio sam, znao sam to tek jučer, a sada mi je to izašlo iz glava od uzbuđenja." - "Lud!", uzviknuo je profesor. - Svakako, zapamti! Ti si jedina osoba na svijetu koja je znala što je miris!
Ovo je, naravno, šala. Ali ozbiljno govoreći, ljudi još uvijek ne znaju točno što je miris. Odnosno, znaju puno, čak i previše – postoji 30 teorija mirisa, ali sve su to još uvijek teorije, hipoteze.
Jedna od najčešćih teorija danas je teorija "ključa" i "ključaonice".
Nevjerojatni su i nedokučivi putevi znanosti! Prije gotovo dva tisućljeća, rimski pjesnik i filozof Tit iz Libije Lucretius Carus izrazio je izvornu ideju da za svaki specifičan miris, njušni organ životinje ima svoje specifične rupe u koje ti mirisi padaju. Teško je reći kako je Lukrecije došao na takvu ideju. Ali nakon mnogo stoljeća, naoružani mnogim činjenicama, najboljom opremom, ogromnim iskustvom, znanstvenici su se vratili mislima koje je iznio Lukrecije. Naravno, sada znanstvenici, za razliku od Rimljana, znaju što je atom, što su stanice, što su molekule. Ali princip današnje teorije „ključa“ i „ključaonice“ vrlo je sličan onom o kojem je govorio Lukrecije. Sastoji se u činjenici da organi mirisa imaju rupe različitih oblika. I molekule mirisne tvari imaju isti oblik. Američki znanstvenik Eimur utvrdio je, na primjer, da su molekule svih mirisnih tvari s mirisom kamfora sferne, a molekule tvari s mošusnim mirisom u obliku diska. Rupe imaju potpuno iste oblike. A kada molekula točno padne u odgovarajuću rupu, životinja osjeti odgovarajući miris. Molekula neće ući u “stranu” rupu, a miris se neće osjetiti, kao što ključ neće ući u “stranu” rupu brave i brava neće raditi – neće se otvoriti ili zatvoriti.
Sada su poznati glavni mirisi: kamfor, eterični, cvjetni, opor, truli i menta. Poznati su i oblici molekula i njihovih odgovarajućih jažica. Na primjer, u tvarima cvjetnog mirisa, molekula ima oblik diska s repom, dok je molekula tvari s mirisom etera tanka i izdužena.
Poznat je i mehanizam djelovanja: na primjer, molekula eteričnog mirisa (kemičari znaju da postoje velike i male molekule) mora potpuno ispuniti usku dugu rupu. Stoga će se osjetiti miris etera ako jedna velika ili dvije male molekule leže u odgovarajućoj "ključaonici". A molekule cvjetnog mirisa trebale bi ležati u "bunaru" figurednog tipa - u njemu ima mjesta i za glavu i za dugi, tanki, savijeni rep. Ako neka molekula uđe u dvije ili tri jažice, tada tvar čini sastav od dva ili tri odgovarajuća mirisa.
Sve se to odnosi na najrazvijenije stvorenje – čovjeka i na stvorenja koja su u svom razvoju vrlo primitivna – kukce.
Osjetilo mirisa kod ljudi, u usporedbi s mnogim drugim sisavcima, slabo je razvijeno. Vjeruje se da prosječna osoba može percipirati 6-8 tisuća mirisa, maksimalno 10 tisuća. Pas razlikuje dva milijuna. Zašto je to tako, postat će jasno ako uzmemo u obzir da površina nosne šupljine psa doseže 100 četvornih centimetara i sadrži 220 milijuna olfaktornih stanica, dok ih u ljudi nema više od 6 milijuna i one su nalazi se na površini od približno 5 četvornih centimetara. Što se tiče broja mirisnih stanica i područja njihovog položaja, kukci, naravno, ne mogu pratiti osobu - gdje mogu dobiti pet četvornih centimetara? Uostalom, na antenama se nalaze olfaktorne stanice insekata, pa čak i tada ne zauzimaju sve antene, već samo njihov manji dio. I jasno je da kukci imaju mnogo manje njušnih stanica, ako ne uopće. Na primjer, vilin konjic, koji traži hranu samo putem vida, uopće nema osjetilne elemente zvane sensilla. A u mušicama koje se hrane cvijećem i traže ih i uz pomoć mirisa i uz pomoć vida, takvih elemenata nema više od 2 tisuće. Za strvine muhe puno je važniji njuh. Stoga imaju više olfaktornih stanica - 3,5-4 tisuće. Gaduri imaju do 7 tisuća sensila, a pčele radilice više od 12.
Ali ako su po broju osjetljivih stanica kukci znatno inferiorniji od ljudi, onda se po "kvaliteti", po samoj njihovoj osjetljivosti, čovjek ne može usporediti ni s kukcima.
Da bi osjetio miris, osoba treba primiti najmanje osam molekula mirisne tvari za svaku osjetljivu stanicu. Tek tada će te stanice slati poruke u mozak. Ali mozak će reagirati na poruke tek kada ih primi od najmanje četrdeset stanica. Dakle, čovjeku treba najmanje 320 molekula za miris. Insekti, kao što znamo, mogu se zadovoljiti jednom molekulom po kubnom metru zraka. Ženka pijukajućeg komarca, hraneći se krvlju životinja, hvata ugljični dioksid koji životinje izdahnu, toplinu i vlagu koju emitiraju na udaljenosti do 3 kilometra. Teško je reći koliko će molekula “doletjeti” do njega, u svakom slučaju znanstvenici još nisu izračunali, ali sigurno nekih nekoliko jedinica. Insekti si ne mogu dopustiti luksuz da reagiraju samo na desetke ili stotine molekula mirisne tvari; ako je potrebno, moraju se zadovoljiti jedinicama.
Mnogo prije otkrića Fabrea, ljudi su imali više mogućnosti da provjere da kukci imaju sposobnost privući svoju vrstu. Ljudi su više puta vidjeli velike koncentracije insekata - na primjer, opasne štetočine kornjače - ali, naravno, nije im moglo ni na pamet pasti da je njihov vlastiti miris skupio bube na jednom mjestu.
Odavno je primijećeno: stjenice u stanovima ne pojavljuju se odmah - prvo se pojavljuju pojedinačni "izviđači", zatim ima puno stjenica. Naravno, jednom u prikladnim uvjetima, bube se brzo razmnožavaju, ali još brže dolaze s drugih mjesta, privučene mirisom svojih rođaka.
Žohari također privlače svoje rođake mirisom, a sposobnost muha da "sazovu" svoju vrstu čak se naziva "faktor muha". Poznato je da čim se jedna ili dvije muhe pojave na mjestima gdje ovi kukci nađu obilje hrane, odmah se pojavi cijeli roj muha. I tek nedavno su otkrili nevjerojatan fenomen: nakon kušanja prave hrane, muha odmah ispušta odgovarajući miris koji privlači njezine rođake.
I na kraju, miris koji privlači insekte suprotnog spola. Sve su to atraktivni mirisi, ima ih mnogo, a međusobno se jako razlikuju. No budući da svi obavljaju istu funkciju – privlače svoju vrstu – znanstvenici su ih spojili u zajedničku skupinu i nazvali ih privlačenjem, odnosno epagonima, što na grčkom znači “privući”.
Teško je precijeniti važnost privlačenja mirisa u životu insekata. Bez ovih mirisa, vrlo je moguće da bi mnogi kukci davno prestali postojati na zemlji.
Idemo to shvatiti. Bez privlačenja mirisa, kukci se nisu mogli naći na znatnim udaljenostima (imajte na umu da su kratkovidni), nisu se mogli naći, osobito u šumi, travi ili mraku. I ne pronalazeći jedno drugo, nisu mogli nastaviti svoju utrku i ona bi postupno izumrla. Ovo je prvi.
Kao što sada znamo, mnogi kukci nastoje svom budućem potomstvu osigurati hranu. A vrlo često ga pronađu i po mirisu. (Sjetite se, na primjer, leptira od kupusa ili grobara.) Ili složeniji primjer - jahači koji polažu testise u ličinke drvosječe ili repa. Ni pod kojim uvjetima jahač ne može vidjeti svoj plijen - on je duboko u stablu. A jahač ga također otkriva samo po mirisu.
Ako potomstvo nije opskrbljeno hranom, ono će umrijeti čim se rodi. I na kraju će cijeli pogled potpuno nestati.
Ovo je drugi.
Ali ne samo ličinke bez privlačnih mirisa - i odrasli - barem mnogi - bili bi u kritičnoj situaciji: ne bi mogli pronaći hranu, umrli bi od gladi. I to bi također dovelo do izumiranja cijele vrste.
Ovo je treći.
Međutim, koliko god bili važni privlačenje mirisa, insekti ne bi mogli bez njih.
Evo samo jednog primjera. Ti i ja znamo da jahači polažu jaja u gusjenice. Iz jaja se pojavljuju ličinke koje žive u gusjenici i hrane se njezinim tkivom. Kod nekih jahača iz testisa se pojavljuje jedna ličinka, u mnogih nekoliko desetaka iz jednog testisa. Ali koliko god se ličinki pojavilo, uvijek imaju dovoljno hrane. Međutim, to se može dogoditi: nekoliko će jahača položiti testise u istu gusjenicu. Tada će se ličinke pojaviti mnogo više, neće biti dovoljno hrane za sve, a ličinke će umrijeti. Ali to se nikada ne događa, jer, nakon što je položio jaja u gusjenicu, jahač označava ovu gusjenicu svojim mirisom, kao da objavljuje najavu: "Mjesto je zauzeto." Takve mirisne tragove, oznake, znanstvenici nazivaju "odmihnioni", od grčkih riječi "odmi" - "miris" i "ichnion" - "trag".
Za mnoge kukce odmihnioni imaju važnu ulogu, ali su od najveće važnosti za društvene insekte - mrave, pčele, termite.
Vjerojatno je svatko vidio staze mrava, ali, očito, malo ljudi zna da mravi trče tim stazama zbog mirisa kojim su te staze obilježene. Ali nisu to samo ceste. Nakon što je pronašao odgovarajuću hranu, mrav označava put do nje, kako se on sam ne bi izgubio i kako bi njegovi rođaci pronašli put do ove hrane. Neke vrste mrava često oznakama označavaju veličinu ili veličinu plijena. Saznavši za to, ljudi su se suočili s mnogim drugim misterijama. Na primjer, zašto mravi ne slijede uvijek iste otiske? Ili: kako pronaći put do vlastitog doma, a ne upasti u tuđi, tragom mirisnog brata?
A onda se pokazalo da mravi razlikuju mirise ne samo svojih bliskih srodnika - mrava iste vrste, već mogu odrediti iz kojeg je mravinjaka - vlastitog ili tuđeg. Dakle, nema zabune.
Mravi ne trče cijelo vrijeme i idu istim tragovima. Odnosno, stalno trče svojim stazama, ali samo zato što se mirisni tragovi na njima stalno ažuriraju. Ako mrav ne ponovi svoj mirisni trag (na primjer, negdje pronađeni plijen pojede se ili prenese u mravinjak), miris ubrzo nestaje i više nikoga ne dovodi u zabludu.
Miris svojstven određenoj vrsti (neki znanstvenici čak smatraju da je specifičan za svaki mravinjak) služi ne samo kao pokazivač na kuću, već i kao prolaz do ove kuće. Ako se iznenada neki autsajder odluči zalutati u mravinjak, prepoznat će ga po mirisu i otjerati. Štoviše, miris je jedini "dokument", jedina "osobna iskaznica": ako mrava namažete mirisom mrava druge vrste, odmah će ga vlastita braća protjerati i vratiti mu se tek nakon vanzemaljski miris je ispario. Štoviše, miris nije samo dokument o "registraciji", on je općenito dokument za pravo na postojanje. Ako se živi mrav zamrlja mirisom mrtvog i stavi u mravinjak, odmah će se izvaditi i baciti "na groblje", odnosno na mjesto gdje mravi nose svoju mrtvu braću. I uzalud će se živi mrav opirati, uzalud će dokazivati da je živ svim raspoloživim sredstvima – neće pomoći. Da, mravi vide da ne vuku leš, već živog brata, ali to ih se ne tiče - oni najviše vjeruju u miris.
Žlijezde koje proizvode odmihnione obično se nalaze na trbuhu mrava, a mravi vrhom trbuha označavaju sve što im treba. Bumbari također imaju slične žlijezde, ali se one nalaze na glavi, u podnožju čeljusti (mandibule). U potrazi za parom, bumbar redovito leti i lagano gricka lišće na drveću ili grmlju, ostavljajući mirisne tragove. Prema tim oznakama ženka bumbara će se kretati i pronaći mužjaka bumbara.
Isti princip se čuva kod bumbara i kod nekih vrsta pčela kada je potrebno označiti put do izvora hrane: izviđači, koji su pronašli dovoljan broj cvjetova, s vremena na vrijeme grizu lišće biljaka na putu natrag, kao da postavlja putne točke. I što je bliže meti, to je miris jači.
Vjerovalo se da medonosne pčele ne trebaju takve putokaze. No, poznati ruski zoolog N.V. Nasonov, još 1883. godine, otkrio je u njima mirisne žlijezde, koje su kasnije postale poznate kao Nasonovljeve žlijezde. Dugo vremena biološki značaj ove žlijezde nije bio jasan, a kada su ljudi saznali za ples pčela, kojim one svojim rođacima ukazuju smjer prema izvoru hrane i navode udaljenost do njega, značenje mirisna žlijezda postala je još manje bistra. Tek nedavno je bilo moguće saznati značaj ove žlijezde.
Na temelju informacija dobivenih od pčele izviđačice koja pleše, ostale pčele biraju smjer i lete duž njega sve dok ne počnu mirisati cvijeće. Ali postoji mnogo medonosnih biljaka čiji je miris preslab i ne percipiraju ga pčele. Ovdje, pokazalo se, dolazi do izražaja miris koji proizvodi Nasonova žlijezda. Pčela izviđačica ispušta u zrak mirisnu tvar koja takoreći označava mjesto i koja služi kao vodič i pokazivač ostalim pčelama: ovdje ima hrane.
Kao i mravi, miris pčelama služi kao nit vodilja do kuće (samo ga mravi ostavljaju na tlu, a pčele u zraku), služi kao „prolaz“ do košnice.
Mravi, pčele i neke vrste osa imaju još jedan specifičan miris, karakterističan samo za društvene kukce, alarmni signal - toribone (od grčke riječi "teribein" - "tjeskoba"). Zašto su ovi mirisi karakteristični samo za društvene kukce, razumljivo je: na kraju krajeva, usamljeni insekti nemaju potrebu davati signale, nikoga zvati u pomoć ili upozoravati na opasnost, i na kraju, nemaju što zaštititi - oni, u pravilu, nemaju dom. Stoga, osoba, na primjer, može potpuno nekažnjeno uhvatiti bilo koji pojedinačni kukac. U ekstremnim slučajevima, riskira da bude uboden ili ugrizen.
Druga stvar je ako je osoba zadirala u gnijezdo papirnatih osa, na primjer. I nije da ga jedna ili dvije ose ubodu. Upravo ta jedna osa može "namjestiti" sve stanovnike gnijezda na osobu. Prije uboda, socijalna osa prska neprijatelja malim kapljicama mirisne "tjeskobne tvari". Ova tvar, pomiješana s otrovom, služi kao signal drugim osama. I što više lete, alarm "zvuči" jače, a on je zauzvrat signal napada.
Agresivnost kod pčela još je aktivnija. Dovoljno je da se jedna pčela ubode u kožu neprijatelja, jer deseci drugih odmah nasrnu na njega, a svaka pokušava ubosti blizu mjesta gdje je prethodna ubola.
Ubod pčele ima 12 zubaca, usmjerenih prema natrag. Nakon što je zabode, recimo, u ljudsku kožu, pčela radilica više ne može povući žalac. Odlazi zajedno s potpuno peckavim aparatom i žlijezdom koja proizvodi toribon. U tom slučaju pčela ugine, ali otrov još neko vrijeme nastavlja ulaziti u tijelo neprijatelja, a neko vrijeme ostaje obilježen toribonom, što izaziva agresiju drugih pčela.
Mehanizam i princip korištenja toribona kod pčela i društvenih osa sličan je i prilično isti. Mravi su druga stvar.
Mravi emitiraju toribone ne samo u trenutku napada, već je to češće preliminarni, pozivni, mobilizirajući signal. Ili signal koji bi se mogao prevesti kao povik "spasi se, tko može!".
Osjetivši opasnost, mrav luči toribon, koji se brzo širi okolo i poprima oblik lopte. Obično je ova lopta mala - ne više od 6 centimetara u promjeru. Također ne traje dugo - nekoliko sekundi. Međutim, i veličina i vrijeme širenja mirisa dovoljni su za orijentaciju. Ako je alarm lažan, neće biti panike: samo će obližnji insekti osjetiti miris alarma i neće reagirati na njega. Ako je alarm stvaran, tada će i drugi mravi emitirati mirisne tvari, "loptica" će se povećati, miris će prodrijeti u sve kutove mravinjaka i mobilizirati cijelu njegovu populaciju.
Mravi različitih vrsta ponašaju se različito u slučaju opasnosti: jedni, nakon što su osjetili signal za uzbunu, odmah jure u bitku, drugi, poput mrava žetelaca, zakopaju se u zemlju, treći bježe, hvatajući kukuljice i ličinke, te mravi koji režu listove. imaju reakciju pomiješanu na toribone: jedni bježe noseći sa sobom dragocjen teret, drugi - vojnici, otvarajući čeljusti, jure na neprijatelja, a njihov ih miris toliko uzbuđuje da se, otjeravši neprijatelja, ne mogu smiriti i počnu se mučiti. Čak i ako se pokaže da je uzbuna lažna i da nema neprijatelja, vojnici rezača lišća se međusobno rasturaju.
Iz navedenih primjera očito je biološko značenje mirisa, jasno je kakvu ogromnu ulogu imaju u životu insekata. Međutim, mirisi ne samo da privlače kukce jedni drugima ili izvorima hrane, oni ne služe samo kao orijentiri i oznake, nisu samo alarmni signali, već reguliraju ponašanje. Nije ni čudo da se tvari koje reguliraju ponašanje nazivaju etofioni: od grčkog "ethos" - "običaj" i "fino" - "stvarati". Čini se da su etofiji manje aktivni od, na primjer, epagona, koji tjeraju leptire da lete mnogo kilometara, ili od tori-bona koji trenutačno mobiliziraju cijelu košnicu za borbu protiv neprijatelja. Ipak, mnogi insekti ih trebaju. Bez ovih tvari, kukci neće pokazati vitalne instinkte, neće razviti liniju ponašanja koja im je potrebna.
Poznato je da mravi radnici hrane ličinke. Ali što ih tjera na to? Ispada da su same ličinke, odnosno mirisna tvar koju izlučuju. Mravi radnici, privučeni mirisom, s veseljem ližu etofee s pokrova ličinki i to izaziva reakciju hranjenja. Ali nešto se dogodilo - ličinke su prestale emitirati mirisne tvari. Znamo da će se to dogoditi ako zrak postane previše suh ili presvijetljen u prostoriji u kojoj se nalaze ličinke. Ali mravi radnici to ne znaju. Međutim, nedostatak izlučevina i mirisa dovest će do toga da svoje ličinke premjeste negdje drugdje. I time spasiti.
Još je znatiželjniji odnos između ličinki i odraslih jedinki američkih vojnih mrava. Ovi mravi su tako nazvani s dobrim razlogom: njihov ustaljeni život iznenada prestaje i oni odlaze u lutanje. Mravi lutaju 18-19 dana, krećući se, međutim, samo noću, zatim opet slijedi dugo zaustavljanje.
Razlog ovakvog neobičnog ponašanja mrava su ličinke. Točnije, mirisne tvari koje emitiraju. Ove mirisne tvari odrasli mravi ližu i tjeraju ih da se kreću kamo god im oči pogledaju. No, 18. ili 19. dana ličinke se pupaju, a mravi odmah gube želju za promjenom mjesta. Prođe dosta vremena, a čini se da mravi ne idu na put. Naprotiv, u njihovom se kampu odvijaju događaji koji očito nisu pogodni za putovanja: ženka polaže jaja i svakim danom postaje sve plodnija. Tada se iz jaja pojavljuju ličinke i odjednom jedne lijepe noći mravi pokupe ličinke i cijeli logor kreće. To znači da su ličinke počele lučiti etofion. Mravi će se kretati 18 ili 19 noći dok ličinke ne prestanu lučiti tvari koje potiču prijelaze. Tada će na neko vrijeme doći ustaljeni život. A onda će se sve ponoviti.
Etofije, koji snažno utječu na ponašanje, nalaze se i kod skakavaca. Ličinke skakavaca, takozvani hodajući skakavac, ili skakavac, žive odvojeno od roditelja: izlegu se iz jaja koja skakavac polaže u zemlju tijekom svojih lutanja. Ali prije ili kasnije skakavci upoznaju svoje roditelje. A onda se skakavci počnu brinuti, njihove antene, stražnje noge i dijelovi usnog aparata počinju ubrzano vibrirati, same ličinke se bune, nervozne, guraju jedna drugu. I odjednom skakavac skine zelenu kožu, postane crn i crven, ima krila. U tom trenutku skakavac je postao odrasli skakavac, spreman da odmah poleti. A sve se to dogodilo zbog mirisne tvari koju izlučuju odrasli mužjaci i koja tako snažno djeluje na skakavce. Toliko da doslovce “rastu” pred našim očima.
U svakodnevnom životu često se može čuti izraz "kemijski jezik životinja". To se odnosi na različite signale koje životinje daju jedna drugoj mirise. U principu, naravno, to je točno: miris uzbune, i privlačan miris, i razne oznake i tragovi su jezik, naredbe ili zapovijedi, upozorenja i tako dalje. U širem smislu, svi mirisi se mogu smatrati "kemijskim jezikom". Ali, vjeruju znanstvenici, postoje posebni mirisi za razmjenu specifičnih informacija. Primijećeno je, na primjer, da se dva mrava pri susretu često dodiruju svojim antenama ili se tapšu antenama po leđima. Nakon toga se mijenja ponašanje jednog ili oba mrava – na primjer, mijenjaju smjer u kojem su prije hodali. Znanstvenici vjeruju da glavnu ulogu u promjeni ponašanja kukca u ovom slučaju nije odigrao dodir antena, već miris koji je kukac osjetio. No o kakvom se mirisu radi, koja mu je priroda i svrha, još nije jasno. Američki znanstvenik E. Wilson, koji proučava ovu vrstu informacija, smatra da se koristi do 10 različitih "informacijskih" mirisa kako bi se osiguralo koordinirano djelovanje unutar jedne obitelji mrava. Ali zapravo ih očito ima mnogo više. U svakom slučaju, pčele su sada uspjele otkriti više od tri desetke kemikalija koje koriste za razmjenu informacija. Ali proučavanje ove vrste "jezika" tek počinje.
Ali još jedno značenje mirisa u životu insekata savršeno je proučeno. Služe za zaštitu od neprijatelja (tvari koje ispuštaju te mirise nazivaju se "aminoni", što na grčkom znači "otjerati"). Doista, tko se želi baviti, na primjer, takozvanom šumskom bubom? Zbog neugodnog mirisa čak ga je neugodno i smatrati, iako je prilično lijep. A bubu treba samo ovo - nije bez razloga što se prednjim šapama marljivo maže mirisnom tekućinom, koju luče žlijezde koje se nalaze na njegovim prsima.
Kada su u opasnosti, mljeveni kornjaši, žohari i mnogi drugi kukci ili ličinke ispuštaju neugodan miris. Pritom su u pravilu jarke i jarke boje, kako bi ih neprijatelji lakše zapamtili.
Još uvijek se može puno govoriti o mirisima koji igraju veliku ulogu u životu insekata, o brojnim nevjerojatnim uređajima njihovih aparata i organa, zahvaljujući kojima se ti mirisi emitiraju ili percipiraju. Ljudi su dali i ulažu mnogo truda da sve to razumiju, da shvate značenje mirisa u životu šestonožaca, te kako ih koriste i kako ih percipiraju.
Ali ponekad je jako, jako teško!
Kada su znanstvenici ne samo krenuli otkriti što je osjetilo mirisa kukaca, nego su zahvaljujući razvoju tehnologije dobili priliku i eksperimentirati u laboratoriju, bilo je potrebno izolirati u čistom obliku tvar koja ispušta atraktivan miris.
Njemački kemičar Butenind, nagrađen Nobelovom nagradom za svoj rad na otkrivanju biološkog značaja mirisa u životu insekata, odlučio je izolirati tvari koje proizvode miris neophodan za kukce. S radom je započeo 1938., a diplomirao 1959. godine. Tijekom ovih 20 godina skupio je 12 miligrama mirisne tvari, "odabravši" je od 500.000 ženki ciganskog moljca. Američki znanstvenik M. Jacobson imao je više sreće: radio je i s ciganskim moljcem, koristio je i pola milijuna leptira, ali je tijekom 30 godina rada uspio prikupiti 20 miligrama mirisne tvari!
Bilo je još teže kada je bilo potrebno izolirati mirisne tvari žohara. Da bi se to postiglo, deset tisuća ženki žohara moralo se držati u posebnim posudama povezanim cijevima s hladnjacima. Zrak iz posuda ušao je u hladnjak, tamo se taložio u obliku magle, a zatim su vrlo složenim kemijskim manipulacijama iz te magle izolirane mirisne tvari.
U devet mjeseci primljeno je 12 miligrama ove supstance.
Manje od jednog i pol miligrama mirisne tvari dobiveno je od više od 30 tisuća ženki borove pile. Može se navesti još mnogo primjera koliko trudovi koštaju barem takvi pokusi. No, vjerojatno je već sazrelo legitimno pitanje: zašto je sve to potrebno?
Je li doista vrijedan takvog rada i, naravno, znatnih troškova?
Pa krenimo od činjenice da se u znanosti ništa ne može zanemariti. A još više s tako nevjerojatnom i značajnom činjenicom. Čim su počeli proučavati olfaktorne sposobnosti insekata, znanstvenici su pronašli i praktičnu primjenu tim sposobnostima. Umjesto toga, pronašli su novo sredstvo za suzbijanje štetočina.
Drugi Fabre, zatim Fabry, pokazao je da insekti ne samo da putuju velike udaljenosti, pokoravajući se mirisu poziva, već se i skupljaju u velikim količinama. Daljnja istraživanja su to potvrdila i dosta toga razjasnila. Na primjer, terenska promatranja pokazala su da jedna ženka borove pile može privući više od 11.000 mužjaka. Što ako...
Naravno, vađenje privlačnih supstanci je težak i dugotrajan zadatak, to si može priuštiti samo znanost. A za praksu, kemičari su rekli svoje. Uspjeli su sintetizirati, umjetno napraviti tvari koje u potpunosti odgovaraju onima koje emitiraju insekti. A sada avioni po japanskim otocima razbacuju sitne komadiće izolacijskog materijala natopljenog takvom tvari.
Naravno, ne možemo reći što se točno dogodilo s voćnim mušicama protiv kojih je poduzeta ova akcija. Ali možemo zamisliti koliko su bili zbunjeni, kako su jurili od jednog komada s mamcem na drugi, ne shvaćajući što se događa. Preferirali su mamce, jer je miris koji je izlazio iz njih bio aktivniji od mirisa koji su ispuštali živi rođaci.
Da, možemo samo zamisliti kako su se kukci ponašali. Ali rezultat sigurno znamo: broj muha na ovim otocima nakon takvog "napada" smanjio se za 99 posto.
Ovo je jedan od načina borbe. Ima i drugih. Na primjer, zamke u koje se stavljaju mirisni mamci. Već su ne samo eksperimenti, već i praksa pokazali pozitivne aspekte ove metode. Oslobađa ljude od potrebe za proizvodnjom i raspršivanjem tona kemikalija, koje su, s jedne strane, opasne za sva živa bića, s druge strane, ne mogu poslužiti kao siguran lijek protiv štetočina, jer, kako sada znamo, insekti s vremenom se naviknuti na otrove. A kukci se nikad ne naviknu na mirise.
U praksi to izgleda ovako: na sjeveroistoku Sjedinjenih Država godišnje se objesi oko 30 tisuća takvih zamki. I svake godine u njih padne nekoliko desetaka milijuna insekata.
Kemičari i biolozi imaju još puno posla u tom smjeru. Na primjer, poznati su privlačni mirisi koji djeluju na nekoliko desetaka vrsta insekata. No do sada je, unatoč svim naporima, bilo moguće umjetno stvoriti mirise koji privlače samo 7 vrsta.
Dok se radi na stvaranju tvari koje privlače insekte jednog spola na drugi, znanstvenici su zainteresirani za stvaranje "hrane" privlačnih tvari i stvaranje zamki po tom principu. Eksperimenti privlačenja voćnih mušica u zamke koje sadrže tvar s mirisom klinčića, odnosno drvenastih crva, u zamke koje sadrže tvar koja ispušta smolasti miris, pokazali su da je i ova opcija suzbijanja štetnika sasvim realna.
Poznato je koliko su opasne ličinke svibanjskih kornjaša. I kako je teško boriti se s njima – jer žive u zemlji. No nedavno je otkriveno da novorođena ličinka (a ne mora se pojaviti iz jajeta u blizini budućeg izvora hrane) pronalazi put do korijena biljaka povećanom koncentracijom ugljičnog dioksida koji korijenje luči. A sada je već razvijena nova metoda rješavanja ovih ličinki: ugljični dioksid se štrcaljkom ubrizgava u zemlju na određenom mjestu. Ličinke se skupljaju na ovom području i lako ih je uništiti.
A kanadski biolog Wright predložio je jednostavan i učinkovit način borbe protiv komaraca, koji se temelji na njihovoj nevjerojatnoj osjetljivosti na miris. Smislio je zamku koja se sastojala od vodene kupke i zapaljene svijeće. Komarce, kao što smo rekli, privlače vlaga, toplina i ugljični dioksid. Vlaga je zagrijana voda; Svijeća koja gori daje toplinu i ugljični dioksid. Komarci lete na ovaj mamac izdaleka. I ovdje s njima možete učiniti bilo što - otrovati ili mehanički istrijebiti.
Metoda koju je predložio dr. Wright je genijalna, ali praktički nije jako primjenjiva, barem u velikim razmjerima. Mnogo više obećava drugi, također baziran na suptilnom i specifičnom njuhu komaraca. Krv koju komarci sišu iz toplokrvnih životinja potrebna je za brzo sazrijevanje jaja. A komarci ih polažu na mjesta na koja im ukazuje drugi specifičan miris. Ljudi su saznali da je to miris karakterističan za stajaće vode i močvare. A sada je postojala nada da će biti moguće umjetno stvoriti tvar koja emitira sličan miris. Ako se to dogodi, "problem komaraca" će uvelike biti riješen. U svakom slučaju, bit će moguće regulirati broj komaraca, prisiljavajući ih da polažu jaja na mjestima gdje je ta jaja lako uništiti.
Sada znamo da odrasli skakavac, ispuštajući određeni miris, pridonosi bržem sazrijevanju, rastu, transformaciji u odrasle kukce skakavca, odnosno ličinke. Je li moguće, naprotiv, usporiti razvoj pojedinaca? O tome su razmišljali američki znanstvenici Williams i Waller. I otkrili su: kao što određene tvari ubrzavaju razvoj insekata, druge tvari mogu usporiti njihov razvoj, spriječiti ih da uopće sazrijevaju.
Kao što vidite, radi se na sve strane. Još uvijek ima mnogo promašaja, uglavnom vezanih uz činjenicu da ne poznajemo dobro naše šestonožne susjede na planetu. Primjerice, u nekim zamkama postavljenim za štetnike insekata i opremljenim mirisom koji privlači upravo te kukce, pčele nailaze u velikom broju. Zašto? Još nije jasno.
Američki znanstvenici dugo su vremena tražili način da se nose s jednim od najstrašnijih poljoprivrednih štetnika u Sjedinjenim Državama - ciganskim moljcem.
Relativno nedavno, američki znanstvenici počeli su mamiti mužjake na određena mjesta mirisom ženke. To je omogućilo, prvo, saznati koliko štetnika ima na određenom području (mužjaci su doletjeli iz područja u radijusu od 4 kilometra), drugo, bilo je moguće lako uništiti pristigle mužjake, i treće, čak i ako nisu uništeni, onda su zalutali i nisu dali priliku da pronađu ženku.
Međutim, poteškoća takve borbe bila je u tome što kemičari nisu uspjeli stvoriti umjetno mirisnu tvar od svilenih buba. Bilo je potrebno posebno uzgajati veliki broj leptira, zatim razrijediti u alkoholu dijelove njihova trbuha, na kojima se nalaze mirisne žlijezde, i ovom "infuzijom" privući mužjake. Ali tek nedavno, kemičari su uspjeli napraviti umjetnu mirisnu tekućinu od ciganskog moljca. Ako stvarno u potpunosti odgovara prirodnom, to će otvoriti velike izglede u borbi protiv opasnog štetnika.
Nažalost, ljudi imaju tužno iskustvo: već su stvoreni umjetni atraktanti koji se, čini se, ne razlikuju od prirodnih ni u kemijskom ni u drugom pogledu. Ali nisu se mogli natjecati s prirodnim. A zašto još uvijek nije jasno.
U borbi protiv insekata koristi se i metoda tjeranja uz pomoć repelenata. Zapravo, ovo nije borba u punom smislu, budući da kukac nije uništen, on je jednostavno protjeran s određenog mjesta. Ali ponekad je ovo vrlo važno.
Svojedobno je najpoznatiji i najpopularniji repelent bio naftalen, koji se naširoko koristio za tjeranje određenih vrsta moljaca. Ponašao se besprijekorno, ali odjednom mu se učinkovitost smanjila. Međutim, naravno, ne odjednom - insekti su postupno razvili imunitet na ovaj miris. A sada ih mnogo manje plaši. Za nespecijaliste, ovo je pitanje krajnje jasno: moljac je naviknut na naftalin. Za stručnjake, ovo je ozbiljan problem. Uostalom, repelenti se koriste ne samo protiv moljaca.
Nešto slično se događa s mnogim krvopijama koji se naviknu; i to prilično brzo na razne repelente. Ali vrlo je teško stalno stvarati nove. Ali to se mora učiniti dok entomolozi pokušavaju razumjeti što se događa s kukcima koji se naviknu na repelente, kako se ta "ovisnost" genetski prenosi s koljena na koljeno. Općenito, mirisi otvaraju još jednu novu i vrlo zanimljivu stranicu u povijesti odnosa između ljudi i insekata. Za sada je ova stranica samo otvorena. Ali već je jasno kakve izglede otvara proučavanje mirisa. Uostalom, vrlo je moguće da će se uz pomoć mirisa ljudi moći ne samo boriti protiv štetnih insekata, već i općenito kontrolirati ponašanje šestonožaca!
Pokaži sve
Organi mirisa i okusa su zapravo kemoreceptori. Razlika je u tome što okusni pupoljci otkrivaju prisutnost određenih kemikalija u tekućinama (ili vlažnim podlogama), dok olfaktorni receptori otkrivaju prisutnost određenih kemikalija u zraku, gdje su tvari u plinovitom stanju.
Organi mirisa uglavnom su smješteni na antenama, a organi okusa na usnim organima. Prvi uključuju udaljene, a drugi kontaktne kemoreceptore. Zbog osobitosti percepcije okusa i njušnih osjeta, organi okusa i mirisa imaju neke razlike u strukturi i funkciji.
Organi mirisa
Oni su posebne olfaktorne sensile, obično stožastog ili plakoidnog (uronjenog) tipa. Većina ih se nalazi na antenama. (fotografija) Ponekad se među njima nalaze i trichoid sensilla. Vrlo obilne mirisne dlake prekrivaju pčele – kukac koji je vrlo osjetljiv na mirise. Na svakoj anteni pčele radilice nalazi se oko 6000 sensila. A neki kukci imaju i više: na primjer, mužjaci leptira Antheraea polirhemus imaju ih i do 60.000.
Olfaktivna sensilla može se skupiti u jamicama, kao na primjer u muha na trećem segmentu antena. U podnožju ovih dlačica nalaze se skupine živčanih stanica (neurona) do 40-60 komada. Površina sensilla ima mnogo pora (10-20), kroz koje završni dijelovi procesa neurona dolaze u kontakt s hlapljivim tvarima, percipirajući mirise.
Kako insekti mirišu?
Kukci vrlo dobro prepoznaju olfaktorne signale hrane. Suprotno uvriježenom mišljenju, za njih ne postoje samo koncepti "jestivo - nije jestivo", već i suptilniji osjećaji. One vrste koje se hrane cvjetnim nektarom razlikuju arome različitog cvijeća. Drugi biljojedi koriste miris kako bi identificirali specifične vrste necvjetnih biljaka koje su im prikladne kao hrana. Dakle, insekti ne samo slučajno pronalaze hranu, već namjerno idu do nje, osjetivši njezin miris u zraku.
U pravilu im nije privlačan miris "u cjelini", već njegove pojedine komponente. Dakle, leščari reagiraju na sadržaj u zraku skatola, indola, amonijaka i drugih hlapljivih tvari koje se oslobađaju tijekom raspadanja proteina. Buba mrtvožderka osjeća "zavodljive" mirise za sebe na udaljenosti do 90 cm, a komarci, buhe i drugi insekti koji sišu krv osjećaju povećanu koncentraciju ugljičnog dioksida i hlapljivih sastojaka ljudskog i životinjskog znoja. Nije ni čudo što kažu da čista osoba manje privlači komarce od nekoga tko nije vodio računa o svojoj higijeni. Iz istog razloga, zamke za mamce koje proizvode toplinu i ugljični dioksid dobro djeluju protiv mušica.
Muški kukci obično imaju više olfaktornih receptora od ženki. Ali to se uopće ne opaža u vezi s njihovim aktivnijim vađenjem hrane, već zbog spolnih karakteristika. Činjenica je da uz pomoć sensilla mužjaci osjećaju miris feromona koje emitiraju ženke i zahvaljujući tome traže partnera za kopulaciju. Stoga, da bi sudjelovali u „proslavi života“ i ostavili svoj genetski trag u nizu generacija, moraju imati razvijen njuh.
Mužjaci leptira osjećaju seksualne privlačnosti ženki 3-6 km; zanimljivo, ako je ženka već oplođena, ona prestaje lučiti te tvari i postaje "nevidljiva" za mužjake. osjeća prisutnost spolnog atraktanta u zraku sa svojim sadržajem od samo 100 molekula na 1 m 3, a mužjak kruške saturnije ima sposobnost mirisati ženku čak 10 km dalje. Ovo je rekord među kukcima po osjetljivosti na mirise. (fotografija)
U koloniji mrava ili termita kukci razlikuju miris svojih rođaka iz različitih kasta, identificirajući takozvane krmače (to su oni članovi obitelji koji su odgovorni za prehranu svih ostalih) i dolaze k njima po hranu. Neki kukci također odaju mirise tjeskobe, prema kojima ostali shvaćaju da se nečega moraju čuvati. Osim toga, svi insekti osjećaju "miris smrti" koji ispuštaju mrtvi rođaci. A u košnicama matica ispušta miris koji inhibira razvoj jaja kod pčela radilica.
Osjetilo mirisa insekata ne samo da im pomaže da dobiju hranu i međusobno komuniciraju; uz njegovu pomoć prepoznaju predstavnike drugih vrsta, određuju najbolja mjesta za zidanje itd.
organi okusa
Kao što je već spomenuto, uglavnom su kemoreceptori koji kukcima daju priliku okusiti okus nalaze se na njihovim ustima. Ali njihove se nakupine nalaze i na drugim dijelovima tijela. Na primjer, nalaze se na prednjoj strani, a ponekad i na antenama ili čak na! Potonje omogućuje ženkama da odrede prikladnost određenog supstrata za polaganje, "osjećajući" ga svojom stražnjom stranom.
Organi okusa su senzile okusa debelih stijenki, u čijem se dnu nalazi od 3 do 5 (u rijetkim slučajevima do 50) živčanih stanica koje prenose odgovarajuće signale središnjem živčanom sustavu. Njihovi kratki nastavci (dendriti) idu do vrha senzile, gdje živčani završeci dendrita dolaze u dodir s prehrambenim supstratima kroz poseban otvor (pore). (fotografija)
Kod nekih je insekata struktura sensilla nešto složenija nego što se na prvi pogled čini. Na primjer, u mušici Phormiaregina postoje samo tri neurona u podnožju okusnih dlačica, ali svi obavljaju različite funkcije. Jedan je mehanoreceptor, odnosno reagira na dodir, drugi određuje slatki okus, a treći - slan. Kada je "šećerni" neuron nadražen, kod insekta se javlja refleks proboscisa, budući da mu je slatki supstrat privlačan. Ako postoji slan okus, to uzrokuje da muha izgubi interes za namjeravanu hranu.
Kakav okus imaju insekti?
Od senzile okusa, živčana ekscitacija se prenosi u posebne centre mozga, gdje kukac "ostvaruje" okus i reagira na njega.
Reakcije okusa među predstavnicima klase vrlo su raznolike. Oni, kao i ljudi, razlikuju četiri osnovna okusa – kiselo, slatko, gorko i slano. Štoviše, osjetljivost insekata na te okuse je zapravo ista kao i naša, a ponekad i veća. Dakle, osoba osjeća slatki okus ako je koncentracija šećera u otopini 0,02 mol / l. Pčele ga osjete u sadržaju od 0,06 mol/l, a leptir admiral Pyrameis atalanta u 0,01 mol/l.
Kukci "naviknuti" na slatku hranu trebali bi je na prvi pogled razlikovati bolje od bilo koga drugog, ali to često nije tako. Primjerice, laktozu (mliječni šećer) pčele percipiraju kao neukusnu u odnosu na slatki nektar koji konzumiraju, a neke je gusjenice percipiraju kao slatku tvar nakon svoje uobičajene "svježe" zelene vegetacije.
Još jedna značajka okusa insekata je da oni nisu ljubitelji soli. Na prehrambeni supstrat reagiraju pozitivno samo kada je koncentracija soli u njemu dovoljno niska. Usput, ne ioni natrija, kao osoba, ali kalijevi ioni izgledaju najslaniji insekti.
Izvanredna značajka je da predstavnici Insecta, ispostavilo se, kušaju destiliranu vodu, koja za nas nema okus. A neki također pokazuju ovisnost o otrovnim spojevima. Dakle, lisnjak Chrysolina, hraneći se biljkama gospine trave (fotografija) , ima posebnu skupinu okusnih pupoljaka koje pobuđuje otrovni alkaloid hiperizin sadržan u njegovim listovima.
