Текст книги "Удивительные насекомые"

Глава 2
Зарождение энтомологии

Наука о насекомых – энтомология – зародилась в глубокой древности. Эта интереснейшая наука на протяжении многих веков базировалась на наблюдениях, гипотезах и, конечно, на удивительных открытиях. Множество заблуждений, догм и мифов тормозили развитие энтомологии, и это было неизбежно – ведь далеко не сразу у ученых появились возможности для точных лабораторных исследований. Но, невзирая на все трудности, изучение насекомых постепенно продолжалось.

Интерес к наблюдению за насекомыми вполне оправдан: ведь они всегда рядом, от них невозможно скрыться. От насекомых люди испытывали множество неудобств, справиться с которыми в те далекие времена было практически невозможно. Кроме того, в самих насекомых есть что-то завораживающее. Их необычный внешний вид, способы питания и размножения, движения, звуки, которые они издают, – все это кажется таким загадочным и интересным, а иногда просто-таки зловещим.

О том, как опасны бывают насекомые и какой разрушительный вред связан с ними, люди знали с незапамятных времен. Ассирийские клинописные таблички и египетские папирусы донесли до нас сведения об опустошительных налетах саранчи. Нетрудно представить, какие страшные последствия испытывали на себе люди после подобных событий. Но нельзя также не признать, что люди издавна знали, как можно использовать насекомых для своей пользы. Например, в Древнем Китае весьма успешно разводили тутового шелкопряда. Также в древнекитайских источниках есть сведения о том, как бороться с насекомыми – вредителями насаждений. То есть уже в те далекие времена люди на практике стремились, во-первых, обезопасить себя от насекомых и, во-вторых, получить от них максимум пользы.

Поэтому неудивительно, что насекомые так или иначе привлекали внимание человека, ведь они интересны сами по себе благодаря своему строению и образу жизни и, кроме того, они постоянно окружают человека. Появлялось множество самых различных мнений и теорий, касающихся жизни этих существ. При этом одним из самых главных был вопрос – откуда берутся насекомые? Какие таинственные силы приводят к тому, что на Земле постоянно появляются полчища летающих, ползающих, жужжащих существ? Загадочных и непонятных, а оттого еще более интересных и завораживающих своей непохожестью на других обитателей нашей планеты. Даже и сейчас осталось немало загадок, связанных с миром насекомых. И это несмотря на то, что в распоряжении современных ученых есть множество методов и технических средств, которых не было и не могло быть в далекой древности. В те времена в основе всех открытий были исключительно наблюдения, сделанные людьми. Шло время, проходили года и столетия. Но мы и сейчас не можем не признавать заслуг ученых-натуралистов далекого прошлого – ведь именно благодаря им появилась и получила бурное развитие энтомология.

Само название науки о насекомых появилось благодаря великому ученому – Аристотелю (IV век до н. э.), соединившему два греческих слова: энтомон – «насекомое» и логос – «наука».

Аристотель

Аристотель впервые предпринял попытку описать и систематизировать виды этих удивительных существ, которые встречаются человеку буквально на каждом шагу.

Ученый называл насекомыми существ, которые обладают насечками на теле – либо на брюшной стороне, либо как на брюшной, так и на спинной. Интересно, что это высказывание в дальнейшем стало основополагающим в науке. Этот признак на самом деле считается очень важным в описании насекомых. В дальнейшем ученые выявили множество других характеристик, на которые древний мыслитель не обратил внимания, что, однако, не умаляет его заслуг. Аристотель в первую очередь обращал внимание на очевидные признаки, то есть на те, которые были видны невоооруженным глазом. Так, он писал, что насекомые могут иметь «зубы» (по-видимому, великий грек имел в виду хитиновые выросты на челюстях). К группе насекомых Аристотель относил «низшие роды» многоногих, пауков, скорпионов и «червей».

Очень интересной была точка зрения Аристотеля на размножение насекомых. Он считал, что низшие твари (то есть насекомые) не могут откладывать яйца, словно птицы. В связи с этим вопрос появления насекомых на свет оставался открытым долгое время. Мифология предлагала свою версию: например, пчелы появлялись из внутренностей зарытого в землю быка. Но Аристотель не мог отрицать того, что видел сам, а именно: мухи появляются из гусениц. Как ни удивительно, но на вопрос о появлении насекомых Аристотель не смог найти ответа.

На самом деле сведения о том, что насекомые откладывают яйца, уже были в различных древних источниках. Например, древние египтяне в этом не сомневались, о чем свидетельствует так называемый «папирус Эберса» – научный трактат, созданный в XVI веке до н. э. (Эберс – немецкий ученый, который обнаружил и расшифровал этот древний источник). В «папирусе Эберса» шла речь о «яичках» насекомых, из чего можно сделать вывод о том, что древние египтяне были весьма наблюдательны и смогли найти ответ на этот чрезвычайно непростой вопрос.

В дальнейшем, спустя более трех столетий после смерти Аристотеля, другой великий ученый – Плиний Старший (I век н. э.), автор «Естественной истории», задумался о размножении насекомых. Он не отрицал, что мухи появляются из гусениц. Но как объяснить появление самих гусениц? Плиний выдвинул весьма интересное предположение: «Семена, из которых родятся черви, происходят из росы, осевшей на листья капусты и редьки и затвердевшей под действием солнца». Предположение ученого было весьма характерно для того времени. Иными словами, он утверждал, что насекомые появляются сами по себе, под действием каких-то внешних факторов.

Плиний Старший

Мнение Плиния Старшего тоже было ошибочным, и это привело к тому, что вопрос о размножении насекомых не имел ответа на протяжении еще многих веков. Парадоксально, но в обычной жизни появление насекомых из яиц было очевидным. Доказательством этого являлись, например, указы римского сената о сборе яиц саранчи. Кроме того, достаточно вспомнить шелководство, которое получило в Китае широкое развитие. Вывозить из страны шелкопрядов не разрешалось, но сам процесс шелковичного производства вовсе не был тайной.

Впрочем, по мере развития любой науки всегда оставались открытые вопросы, на которые люди долгое время не могли найти ответ, это вполне закономерно. Но, несмотря ни на что, совершались новые открытия, которые позволяли приоткрыть завесу тайны над многими сложными явлениями и процессами. Именно так, медленно, но верно, происходило развитие энтомологии.

Конрад Геснер, швейцарский ученый (1516–1565), посвятил насекомым целый том в своей зоологической энциклопедии.

Конрад Геснер

Труд Геснера не был завершен, и его в течение пятнадцати лет дорабатывал английский ученый Томас Пенн. Однако и ему не было суждено довести до конца работу Геснера. Тем не менее усилия ученых не пропали даром. Первой фундаментальной работой по энтомологии считается «Театр насекомых», автор которой – Томас Моуфет (1552–1604), английский натуралист. Он использовал труды Геснера и Пенна в своей работе. Книга увидела свет в 1634 году, спустя тридцать лет после смерти автора.

Интересно, что ученые, благодаря которым было создано это фундаментальное исследование, считали главным признаком для систематики насекомых наличие крыльев, в связи с чем гусеницы и бабочки относились к разным группам. Нам, современным людям, многие мнения и гипотезы, появившиеся в прошлые века, кажутся странными и нелогичными. Но по мере дальнейшего развития энтомологии появлялась новая информация, все более точная и достоверная.

Титульный лист книги «Театр насекомых»

Улиссе Альдрованди

Великий итальянский ученый Улиссе Альдрованди (1522–1605) тоже занимался изучением насекомых. Его вклад в развитие энтомологии был весьма значительным: ученый создал подробное описание различных видов насекомых. Но еще более важным было его заявление, что, хоть это и противоречит мнению Аристотеля, но капустная бабочка появляется из куколки, куколка – из гусеницы, а гусеница – из яйца бабочки. Иными словами, ученый признал размножение насекомых с помощью яиц.

Общественность осудила Альдрованди – ведь подобные воззрения противоречили не только выводам Аристотеля, но и не совпадали с библейскими постулатами. Следовало придерживаться теории самозарождения насекомых, а мнение, что насекомые появляются из яиц, противоречило ей. В связи с этим Альдрованди только чудом спасся от инквизиции.

В те времена очень рискованно было высказывать свое мнение, если оно не совпадало с общепринятыми догмами. Но факты – вещь упрямая, они существуют сами по себе, и рано или поздно на них приходится обращать внимание.

Так, совершенно случайно Франческо Реди, итальянский врач, натуралист и литератор (о нем мы уже говорили в первой главе), сделал открытие, которое способствовало опровержению теории самозарождения насекомых. Он наблюдал за появлением мух в мясе. И вот однажды ученый ушел из лаборатории, не завершив опыт. По возвращении он обнаружил, что если мясо хранилось в открытом сосуде, то там появились личинки мух; в закрытых же сосудах личинок не было. Это явление очень заинтересовало экспериментатора, и он предпринял более глубокое исследование. Долгое время он наблюдал за тем, как на мясе появляются личинки насекомых. В результате Реди понял, если сосуд с мясом закрыть хотя бы легкой тканью, которая препятствует приближению насекомых, то личинок не будет. Свои выводы Реди изложил в книге «Опыт о размножении насекомых».

Как и работа Альдрованди, этот труд был неоднозначно принят в обществе. Некоторые безоговорочно согласились с воззрениями Реди, другие яростно спорили с ним. Но все-таки на основе неопровержимых доказательств восторжествовала точка зрения, что сами по себе мухи в мясе не зарождаются. Затем то же самое было признано и в отношении других насекомых. Так теория самозарождения насекомых постепенно уходила в небытие, уступая место новым открытиям.

Окончательно теория самозарождения была опровергнута великим Луи Пастером (1822–1895). С тех пор стало очевидным, что на Земле ни один вид живого существа не может возникать сам по себе и что существуют определенные процессы, предшествующие его появлению на свет.

Ян Сваммердам

Голландский натуралист Ян Сваммердам (1637–1680) глубоко изучил особенности развития насекомых. Ему удалось создать первую систему их классификации. Он подробно описывал строение и анатомию насекомых, исследовал развитие бабочек и личинок стрекозы, а также некоторых других видов насекомых. Сваммердам изложил свои выводы в книге «Библия природы», которая оказала огромное влияние на дальнейшее развитие энтомологии. К сожалению, труд ученого был опубликован лишь спустя полвека после его смерти.

Марчелло Мальпиги

Основателем анатомии насекомых считается Марчелло Мальпиги (1628–1694), итальянский физиолог, врач, ботаник и зоолог. Его исследования очень много значили для науки XVII столетия. Мальпиги был одним из самых известных ученых в Италии. В 1669 году им был написан трактат о тутовом шелкопряде, положивший начало его дальнейшим энтомологическим исследованиям. Изучая анатомию бабочек под микроскопом, Мальпиги обнаружил, что у этих насекомых есть внутренние органы и нервы. Его внимание привлекли тонкие длинные трубочки, которые соединялись с кишкой. Ученый подробно изучил эти трубочки, зарисовал их. В дальнейшем было установлено, что трубочки являются органами выделения; по имени ученого они были названы «мальпигиевыми сосудами». Мальпиги дал также подробное описание нервной системы насекомых.

Особого внимания заслуживает многотомный труд французского естествоиспытателя Рене Реомюра (1683–1757) «Мемуары о насекомых». Эта работа увидела свет почти одновременно с «Библией природы» Сваммердама. Реомюр составил подробные описания различных насекомых, изучил их образ жизни и особенности, рассмотрел строение и развитие. Он подверг критике многие легенды и мифы о насекомых, которые часто его предшественники-ученые принимали на веру.

Интересно, что ученый стремился лично провести как можно больше наблюдений. Он подолгу наблюдал, как комары сосут его кровь, с большим интересом следил за жизнью пчел, сутками не отходя от ульев.

Рене Реомюр

Реомюр одним из первых пришел к убеждению, что в природе существует определенное взаимодействие. Так, в своих «Мемуарах о насекомых» ученый пишет: «Говорят, будто провидение, чтобы сохранить гусениц и уберечь от птиц, которые могли бы скоро их уничтожить, наделило их цветом листьев или стеблей тех трав и деревьев, на которых они живут». Он развивает свою мысль словами о том, как в природе все «хорошо налажено, хорошо скомбинировано». Если погибнут гусеницы, то в лесах исчезнут соловьи, малиновки и сотни других птиц, пение и щебетание которых так радуют людей. Иными словами, ученый понимал взаимосвязь живых организмов в природе и задумывался о биологическом равновесии. Реомюр указывал также, что чрезвычайно быстрое размножение насекомых может повлечь за собой крайне опасные последствия для всего живого и что сама природа установила ограничения для чрезмерного увеличения количества насекомых, создав других животных, которые их истребляют. Разумеется, в описаниях и выводах Реомюра было немало недостатков. Но, несмотря на это, его труд внес огромный вклад в развитие энтомологии первой половины XVIII столетия.

Вторая половина XVIII века также принесла немало удивительных открытий, многие из которых связаны с именем великого французского мыслителя Жан-Жака Руссо (1712–1778). Его идеи о «культе природы», а также слова о том, что нужно стремиться к сближению с ней, потому что именно она способна наделить людей добротой и трудолюбием, были с энтузиазмом приняты в самых разных сословиях. Очень модно стало интересоваться природой, собирать гербарии, коллекционировать насекомых. Тем более что такие занятия не требовали особых усилий и средств. Именно тогда, к всеобщему удивлению, выяснилось, что у некоторых насекомых даже нет названий. И об образе жизни и повадках насекомых практически ничего не известно, ведь ученые до сих пор уделяли внимание главным образом анатомии и развитию насекомых.

Жан-Жак Руссо

А теперь, благодаря идеям просветителя Жан-Жака Руссо, интерес к природе и, в частности, к энтомологии поставил перед исследователями множество новых вопросов. Именно тогда некоторые ученые избрали своей специальностью энтомологию, стали пристально изучать все, что связано с миром насекомых.

Одной из главных проблем энтомологии в то время было отсутствие единой системы классификации и точных названий. Попытки создать такую систему предпринимались неоднократно. Как мы уже говорили, впервые это сделал Аристотель. Он разделил насекомых на группы; основой его классификации стало количество крыльев, а также некоторые другие анатомические признаки. Аристотель описал 60 видов насекомых, что было ничтожно мало.

Дальнейшие попытки создать систему классификации насекомых предпринимали Ян Сваммердам, Франческо Реди, а также некоторые другие ученые. Но их усилия не увенчались успехом в первую очередь потому, что на тот момент систематика не представлялась чем-то важным и необходимым. Многие ученые даже резко отрицательно относились как к самой систематике, так и к тем, кто ей занимался. Но по мере развития науки вопрос о систематизации в мире насекомых становился все более очевидным.

Карл Линней

В своем последнем прижизненном издании Карл Линней (1707–1778) описал 2764 вида насекомых, это было в 1767 году. А в конце XVIII века уже было описано и классифицировано не менее 11 тысяч видов насекомых.

Система Линнея способствовала бурному развитию энтомологии. Ученый использовал биноминальную систему, согласно которой у каждого растения и животного было два названия – видовое и родовое. С появлением системы Линнея резко возросло количество открытий, связанных с насекомыми. Все они так или иначе оказывали влияние на развитие энтомологии в целом. Даже если выводы ученых были незавершенными или недостаточно точными, в дальнейшем они становились основой для дальнейших исследований и открытий.

В 1789–1808 годах французский исследователь Антуан Оливье издал шеститомный труд, посвященный жукам. В 1777–1806 годах немецкий ученый Эвген Эспер создал семитомное исследование, посвященное бабочкам. Швейцарский ученый-натуралист Франсуа Гюбер написал книгу о пчелах, в которой изложил результаты собственных многолетних исследований. Заслуживает внимание тот факт, что Гюбер в возрасте 28 лет полностью потерял зрение. Но, несмотря на свое увечье, он не отказался от дальнейшей работы. После потери зрения он не мог читать и лично наблюдать за насекомыми, поэтому сначала ему помогал слуга, затем помощницей стала жена. Они читали ему вслух и лично наблюдали за насекомыми, а затем рассказывали Гюберу о результатах своих наблюдений. В итоге исследование швейцарского натуралиста стало фундаментальным научным трудом о пчелах. В нем были подробно описаны все циклы жизни пчел, а также многие особенности этих насекомых. Сын Гюбера, Жан-Пьер, изучал муравьев и тоже написал о них книгу, которая на протяжении долгого времени считалась лучшим трудом, посвященным этим насекомым.

В XIX столетии происходило интенсивное развитие различных областей науки. Именно тогда появилось много ученых, избравших энтомологию делом всей своей жизни. Были открыты многие неизвестные до сей поры виды насекомых, в связи с чем ученые-энтомологи стали выбирать для себя более узкую специализацию. Вместе с тем ученым пришлось признать, что время талантливых одиночек прошло. Если в прошлые столетия ученый в одиночку мог совершать великие открытия, то сейчас это становилось практически невозможным. На то существовали свои причины: во-первых, постоянно увеличивалось количество новых, неизвестных ранее видов насекомых; во-вторых, становилось очевидным, что теория должна быть объединена с практикой. Но часто одному человеку нелегко было заниматься практическими наблюдениями и их дальнейшей систематизацией. В результате ученые-энтомологи стали создавать общества, объединяясь на основе своих научных интересов. В 1832 году во Франции было создано первое общество энтомологов, а в дальнейшем ученые стали кооперироваться в других европейских странах. В России энтомологическое общество было создано в 1860 году; впоследствии оно стало Всесоюзным энтомологическим обществом.

В ХХ столетии было сделано множество открытий, чему способствовал накопленный за много веков фактический материал по энтомологии. Значительно возросло количество изученных видов насекомых. Совершенствовалась классификация насекомых, появлялись новые, более точные и совершенные методы исследований. Насекомые уже не казались людям загадочными существами. Ученые всего мира смогли разгадать многие тайны, касающиеся жизни и строения этих существ. Разумеется, наблюдения за насекомыми и исследования продолжаются, и людям предстоит узнать еще очень много интересного.

Глава 3
Современные энтомологические исследования

В мире насекомых немало загадок и удивительных явлений. Жук-скарабей (лат. Scarabaeus sacer), один из самых почитаемых символов мифологии Древнего Египта, оказывается, умеет ориентироваться по звездам. Шведские исследователи, ученые Лундского университета, смогли обнаружить эту способность в 2013 году. Группа ученых работала под руководством профессора зоологии Эрика Варранта. Исследователи утверждают, что это – единственный доказанный случай таких уникальных способностей насекомых.

Сначала ученые заметили, что скарабей скатывает шарик и целеустремленно катит его в определенном направлении. Даже если переместить его в совершенно незнакомую местность, жука это не дезориентирует. Он уверенно движется таким образом, чтобы оказаться как можно дальше от навозной кучи. Несколько лет назад исследователи выяснили, что жуки ориентируются не по внешнему виду ландшафтов. Они руководствуются положением небесных тел – Луны и Солнца. Предполагалось, что скарабеи каким-то образом воспринимают поляризованный свет светил. Но о звездах поначалу и речи не шло. К тому же в ранних экспериментах шведских исследователей скарабеи, не видя Луну, терялись в пространстве, хотя звезды им были прекрасно видны.

Жук-скарабей (Scarabaeus sacer)

Но в ходе исследований обнаружилось, что звезды в жизни жуков-скарабеев все же играют роль. В 2012–2013 годах ученые Лундского университета продолжили исследования совместно с Университетом Витватерсранда (ЮАР). Исследователи поместили жуков-скарабеев в своеобразный «загон», оснащенный высокими стенками, таким образом, чтобы насекомые могли видеть только определенный участок неба. Жуки должны были найти самый короткий путь из центра загона к краю, где можно было спрятать навозный шарик.

В некоторых экспериментах жукам надевали особые «шапочки», чтобы они вообще не видели неба. Исследования проводились в лунные, безлунные и пасмурные ночи. Оказалось, что жуки ведут себя наиболее уверенно, когда видят небо. Но нужны ли им звезды для перемещения в пространстве? Не настолько у жуков хорошее зрение, чтобы их рассмотреть.

Совместная работа ученых и жуков-скарабеев продолжилась в планетарии, где можно «включать» или «выключать» те или иные звезды.

Как сообщается в британском научном биологическом журнале «Current Biology», в ходе экспериментов удалось выяснить, что для уверенного перемещения в пространстве жукам-скарабеям нужен Млечный Путь. Жуки, от которых закрывали это скопление звезд, петляли по территории. Те же, кто видел звезды, быстро прикатывали свои навозные шарики к краю загона. Если не видно ни Млечного Пути, ни Луны, насекомые теряются в пространстве, и даже самые яркие звезды не могут помочь им отыскать дорогу. Казалось бы, провал эксперимента? Вовсе нет!

Жук-скарабей в шапочке

Благодаря опыту, поставленному в планетарии, исследователи поняли, почему ранее жуки не обращали внимания на звезды. Эксперименты проводились в Южной Африке осенью, в октябре. В это время года Млечный Путь там находится очень низко, у самого горизонта, и ориентироваться по нему сложно.

Эксперименты ученых на этом не остановились. Исследователи намерены выяснить, что же жуки-скарабеи предпочитают: звезды или Луну? К тому же осталось неясным, каким образом насекомые определяют положение светил. Какие нервные механизмы в этом задействованы? И вообще, зачем природа наделила этих жуков возможностями ориентироваться по небесной карте?..