Насекомые охотно используют пигменты, заимствованные на стороне. Вегетарианцы извлекают биохромы из поедаемых растений и в таком виде, не разрушая молекул, транспортируют их в кровь. Это в первую очередь касается желто-коричнево-красных пигментов, относящихся к каротинам, которых много в моркови, картофельной ботве и в зеленых частях большинства «диких» растений. Насекомые-хищники пользуются теми же красителями, но получают их, питаясь растительноядными членистоногими.
Интересно, что самый распространенный пигмент – хлорофилл непопулярен. Зеленый цвет создается или вовсе безо всякого красителя, или с помощью инсектовердина обычно в соединении с каротиноидами. Красящее вещество включается в наружные покровы, накапливается в гиподерме – подкутикулярном слое, в крови, кишечнике или жировом теле – рыхлой ткани, заполняющей промежутки между внутренними органами.
Сезонная окраска зависит от многих причин, в том числе от общей освещенности, от спектрального состава падающих на насекомое световых лучей. Обмен пигментов в твердом наружном скелете практически невозможен. Если нужно изменить окраску, насекомые исподволь накапливают пигмент, который будет включен в новую кутикулу, образующуюся при очередной линьке. Таким образом цвет новой одежды приходится «заказывать» задолго до того, как настанет время ее надеть. Это не совсем удобно, ведь условия жизни могут измениться. Окраска куколок некоторых видов бабочек, относящихся к роду настоящих кавалеров, зависит от того, на каком фоне перед окукливанием жили гусеницы: если на светлом, куколки приобретут зеленый цвет, если на темном – коричневый.
Некоторые насекомые владеют настоящими хроматофорами. Они лежат непосредственно под кутикулой. Днем на солнце австралийские стрекозы имеют ярко-синий цвет, но когда начинает смеркаться, их тело медленно темнеет. Этот процесс продолжается всю ночь, и к утру насекомые становятся почти черными. Изменение окраски необходимо им для лучшего поглощения энергии солнечных лучей. Утром, когда стрекоза согреется и черный цвет ей станет не нужен, насекомое вновь «оденется» в свою роскошную дневную одежду.
У насекомых работой хроматофоров командует нервная система, а свои распоряжения доводит до сведения пигментных клеток с помощью специальных гормонов. Они вырабатываются секреторными клетками головного ганглия, в полном соответствии с информацией об окружающей обстановке, поставляемой зрительными рецепторами. Из нервного гаглия гормон током крови распространяется по всему организму. У стрекоз, имеющих достаточно длинное тело, чтобы добраться до кончика брюшка, гормону требуется время. Поэтому цвет изменяется сначала в передней части тела.
Среди лесных рептилий услугами хроматофоров активно пользуются древесные игуаны, особенно представители родов анолисов и жабовидных, или рогатых, ящериц. Первые способны изменять окраску тела от салатного до темно-коричневого. Костюм лесных жабовидных ящериц, живущих па земле, имеет серовато-зеленый цвет и испещрен черными пятнами неправильной формы. Пятна остаются неизменными на любом субстрате, а светлые участки кожи могут изменяться в достаточно широком диапазоне.
У игуан работа хроматофоров контролируется нейро-гуморальными механизмами, а у хамелеонов полностью подчинена нервной системе, что позволяет им очень быстро менять окраску. Хамелеоны используют свой талант, чтобы прельстить избранницу и, что не менее важно, для обороны. За считанные минуты животное из беловато-серого может обратиться в светло-зеленое, затем потемнеть, стать пурпурным или оранжевым и снова густо почернеть. Если спектакль разыгрывается, чтобы напугать врага, хамелеон одновременно раздувается, шипит, разевает пасть и делает ложные выпады в сторону обидчика.
ДОСТУП К ИНФОРМАЦИИ
Жизнь животных тесным образом связана со средой, в которой они обитают. Среда обеспечивает их пищей, водой, кислородом, убежищем. Животные постоянно должны опасаться врагов и искать контакта с родственными организмами, хотя бы для того, чтобы обзавестись потомством, воспитать его, подготовить к самостоятельной жизни. Без этого немыслимо дальнейшее существование вида. Чтобы выжить, животные должны быть хорошо ориентированы в окружающей обстановке, им необходимо знать обо всем происходящем вокруг.
Для сбора информации природа создала множество самых разнообразных рецепторов. Каждый вид животных пользуется лишь некоторыми из них. Естественно, отдается предпочтение тем, которые работают лучше, надежнее, снабжают наиболее достоверной информацией.
Условия жизни решающим образом сказываются на развитии и устройстве анализаторных систем. Зная физиологию восприятия внешних воздействий, нетрудно представить, в каких условиях обитает животное, а познакомившись с экологией живых организмов, легко догадаться, какими должны быть их органы чувств. Таким образом, и экологическая физиология рецепторов способна рассказать не только об особенностях воспринимающих устройств, но также и об образе жизни их владельцев.
КРУГОВОЙ ОБЗОР
Один из важнейших анализаторов – зрительный. Им пользуются все обитатели леса, хотя лесные дебри не отличаются хорошей освещенностью. Сомкнутость крон всегда создает полумрак, иногда достаточно глубоких!, и это предъявляет к чувствительности зрительного аппарата повышенные требования. Кроме того, в лесу сильно ограничен обзор. Теснящиеся вокруг кусты и деревья, даже в разреженных листопадных тропических лесах или лиственничной тайге ограничивают видимость в лучшем случае одним-двумя десятками метров. Не случайно среди обитателей леса нет особенно дальнозорких существ. Это им совсем ни к чему. У обитателей дебрей глаза приспособлены, чтобы рассматривать то, что у них находится прямо под носом.
Другая особенность леса, серьезно осложняющая зрение, – контраст между участками, освещенными солнцем и находящимися в тени, что особенно отчетливо проявляется в тропиках, где количество солнечных дней велико. У животного, обитающего па нервом этаже джунглей, даже в солнечный полдень зрительный аппарат должен быть адаптирован к глубокому полумраку. Мы плохо знаем, сколько времени требуется для этого животным. Глаз человека, выходца из тропического леса, подстраиваясь к условиям освещенности, способен изменять свою чувствительность в 10 миллиардов раз! Чтобы глаза полностью привыкли к темноте, нам требуется 45 минут. Правда, в такой глубокой адаптации нет особой необходимости. У крыс восстановление чувствительности происходит значительно быстрее. Оно требует максимум 1 – 2 минут. Зрительные клетки, приспособившиеся к полумраку, не способны воспринимать ярко освещенные объекты. Мы видим лишь пятна света, но детально рассмотреть, что они освещают, не в состоянии. Для этого орган зрения должен перестроить свою работу, но одновременно он сразу потеряет способность видеть то, что находится в тени.
Процесс адаптации к свету и тени у диких животных практически не исследован, но нужно думать, что протекает энергичнее, чем у человека, во всяком случае, у тех, что способны перемещаться с большой скоростью. Иначе трудно представить, как обеспечивается безопасность их движения. Гиббон, с бешеной скоростью проносящийся в полумраке тропического леса и вдруг попавший на освещенную солнцем прогалину, должен мгновенно ослепнуть, как это происходит с водителями автотранспорта, когда в глаза бьют яркие лучи фар идущих навстречу машин. Так что существование механизмов скоростной адаптации кажется достаточно вероятным. В противном случае воздушный гимнаст должен потерпеть аварию на другой стороне ярко освещенной прогалины. Кстати, сумеречный образ жизни лесных «планеристов», менее маневренных в полете, чем птицы и летучие мыши, видимо, объясняется более стабильными условиями для зрения в это время суток.
Глаза возникли в ходе эволюции очень давно. Ими владеют многие многощетинковые черви, насекомые, моллюски, ну и, конечно, позвоночные. Природа предложила животным на выбор два типа глаз, пользующихся у них примерно равной популярностью. Первый тип в ходу у насекомых. Их глазки оснащены простой оптической системой. Они представляют собой узкий конус, основанием направленный во внешний мир. Здесь же, у основания, находится фокусирующая линза, а светочувствительные клетки сосредоточены у вершины конуса. Линза в таких глазках не способна менять своей формы, а следовательно, и преломляющих свойств. К тому же она жестко фиксирована. Таким образом, фокусировка в этих глазках постоянна. Она обеспечивает четкое зрительное восприятие объектов, находящихся на определенном, обычно весьма незначительном расстоянии.
От столь примитивного глаза мало проку. Практически он позволяет видеть одну точку пространства, но у большинства животных такие глаза собраны в пучки по нескольку десятков, сотен или даже тысяч штук. Получается составной, или, по терминологии зоологов, фасеточный глаз, названный так потому, что роговицы объединенных глазков имеют форму шестигранников – фасеток. Насекомые близоруки, но способны понять, что собою представляет объект, находящийся вблизи.
