Такое различие в способностях видеть на расстоянии не случайно.
Мы теперь точно знаем, что все строение, все действия, все повадки животных прочно связаны с образом их жизни и со средой, в которой они живут. Именно среда и образ жизни создали все, чем располагают животные, и определили их «способности».
Классическим примером тому может служить жучок, живущий в воде и за свою манеру плавать по поверхности кругами прозванный вертячкой. Люди заметили, что у этого жука не два, а четыре глаза, стоящие друг от друга на расстоянии, — как бы пара верхних и пара нижних. Потом выяснили, что это все-таки не четыре, а два глаза, но разделившиеся. Зачем это вертячке?
Известно, что видимость в воде и в воздухе различная. Если глаз приспособлен видеть в воде, то в воздухе он будет беспомощен, и наоборот. А вот вертячка может с одинаковым успехом смотреть и в воде и над водой, потому что пара «верхних» глаз у нее приспособлена видеть в воздушной среде, «нижняя» — в водной.
А стрекоза охотится за летающими насекомыми. Чтобы поймать насекомое, надо его хорошо видеть. Поэтому у стрекозы и глаза огромные — занимают чуть ли не всю голову. И угол охвата тоже очень большой — чуть ли не во все стороны смотрит стрекоза, не поворачивая головы. Но если стрекоза увидит муху издали, то пока долетит до нее, муха может удрать, спрятаться. Стрекоза напрасно потратит силы и останется ни с чем, может быть, упустит добычу, которая в это время была ближе и доступнее. Метра два, очевидно, как раз то расстояние, которое позволяет стрекозе бросаться за добычей наверняка.
Но тут есть и свои сложности: преследуя добычу, стрекоза видит ее впереди, на фоне неба. Догнав, она должна на какое-то время подняться над мухой или комаром, так как хватает добычу обычно своими длинными, цепкими, волосистыми ногами. Пока муха на фоне неба, стрекоза хорошо видит ее — темную на светлом фоне. Но, оказавшись ниже стрекозы, муха может исчезнуть на фоне пестрого пейзажа. Однако этого не происходит. Г. А. Мазохин-Поршняков выяснил: 20–30 тысяч глазков-омматидиев, которые имеются у стрекозы, разделяются на два типа. Находящиеся в верхней части глаза — крупные — могут различать лишь темное и светлое. Ими стрекоза пользуется во время преследования мухи. Когда же муха оказывается на фоне пестрого пейзажа, в дело вступают омматидии второго типа, находящиеся в нижней части глаза и способные различать цвета.
Стрекоза надеется только на зрение — обоняние не помогает ей в охоте. Поэтому число омматидиев, или фасеток (отсюда название — фасеточные глаза насекомых), у них большое. У бабочек, отыскивающих визуально нужные им цветы, — 1700 фасеток. Для мухи зрение тоже очень важно, и у нее не менее 4 тысяч фасеток. Муравьям помогает осязание. И фасеток у них меньше — 1200. Но это у муравьев-разведчиков. У самцов, которые во время брачного полета должны отыскать и узнать самок своего вида, — до 500 фасеток, а у самок — 200. У рабочих, занятых в муравейнике, — всего около десятка, к тому же очень маленьких, а у некоторых вообще лишь по одной фасетке. Для этих муравьев зрение почти не играет никакой роли, в то время как для стрекоз оно имеет первостепенное значение. Для некоторых видов роющих ос имеет значение не только само зрение, но и его острота. Эти осы охотятся на определенных мух и никогда не путают их с другими. Некоторые специализируются на мухах, имеющих подражательную окраску. Но если окраска обманет и птиц и людей, то ос она не обманывает — они подмечают какие-то очень мелкие, малозаметные детали в окраске и никогда не ошибаются, так же как не ошибаются и те осы, которые охотятся исключительно на пчел и никогда не нападают на мух-пчеловидок, хотя видят не спокойно сидящих насекомых, а летящих. Тут разницу заметить еще труднее. И тем не менее… Впрочем, это связано с еще одним качеством зрения насекомых — способностью реагировать на движущиеся предметы и различать их.
Пчела или муха, пролетевшая мимо нас с достаточной скоростью, может показаться просто каким-то темным пятнышком. А для некоторых насекомых движение, показавшееся нам мгновенным, окажется настолько медленным, что они прекрасно смогут рассмотреть мельчайшие подробности летящей пчелы или мухи.
Чтоб проверить, насколько зрение некоторых насекомых острее человеческого (если брать его за эталон), проделали следующий опыт: в глаза пчелы вживляли тончайшие электроды, которые были соединены с записывающим аппаратом — катодным осциллографом. На пленке осциллографа отмечалась реакция пчелы на вспышки света. Постепенно увеличивая частоту вспышек, ученые добились того, что реакция пчелы слилась в одну сплошную линию (при более медленных вспышках появлялись на осциллографе всплески, чередующиеся с паузами). А эта сплошная линия появилась лишь тогда, когда частота вспышек достигла 300 в секунду. Для сравнения: у человека при таком опыте сплошная линия появилась бы при 25–30 вспышках в секунду.
Перепроверили результаты на другом опыте с мухами и осами. В цилиндр, окрашенный изнутри черными и белыми полосами, были посажены насекомые. При вращении цилиндра насекомые пытались все время держаться около белых полос. Держались они и тогда, когда человек перестал различать белые и черные полосы и все слилось для него в один серый цвет, и много позже. И лишь когда вращение цилиндра достигло скорости примерно 300 оборотов в секунду, насекомые перестали придерживаться определенного места.
Особенность зрения заключается в том, что изображение предмета будет восприниматься, пока оно какое-то время продержится на сетчатке глаза. Это закон для всех. Но человек увидит движущийся предмет в том случае, если он задержится на сетчатке не менее чем на пять сотых секунды (если меньше, изображение «смажется», и человек увидит лишь промелькнувшую тень). Для мухи же, чтоб разглядеть движущийся объект, достаточно и одной сотой секунды!
Конечно, не у всех насекомых такая восприимчивость, такая быстрота реакции. Например, для некоторых видов тараканов и кузнечиков достаточно 8-10, а для саранчи и жуков-плавунцов 20–40 вспышек в секунду, чтоб произошло слияние. Но теряя в одном, насекомые выигрывают в другом — например, в восприимчивости к силе света. Замечено, что те насекомые, которые хорошо видят быстро движущиеся предметы, более требовательны к освещению и наоборот — тот же таракан может прекрасно видеть в полумраке. Все это, конечно, связано с образом жизни: таракану или саранче не надо никого преследовать, не надо никого ловить и движение объекта для них не имеет значения. Для дневных насекомых важна не только реакция, но и освещенность: известно, например, что мухи становятся сразу пассивными, едва в комнате задергиваются шторы (для таракана или сумеречной бабочки, как известно, уменьшение света не имеет значения). Можно проделать такой опыт: осторожно накрыть сложенными в лодочки ладонями сидящего на цветке шмеля, и он не только не попытается ужалить, но очень скоро затихнет в темноте. Мало того, он будет «спать» и тогда, когда окажется на свету, и проснется лишь через некоторое время.
Тот, кто бывал в лесу ранним утром, очевидно, мог заметить: птицы просыпаются с первыми лучами солнца, насекомые же много позже, когда лес полностью освещен и сила этого освещения достаточно велика. Зато насекомые могут точно фиксировать силу света. Для многих насекомых, летающих в сумерках, сигналом к вылету служит уменьшение света.
Однако при всех «недостатках» зрения насекомых у них есть и явное преимущество, такое, которого нет у других животных и у людей, — способность видеть «невидимое», а именно — ультрафиолетовые лучи.
Лет примерно сто назад был проведен очень простой, но очень эффектный опыт. На площадку, где находились муравьи одного из видов, проводящих всю жизнь в темноте, была поставлена бутылка с сероуглеродом — прозрачной жидкостью, поглощающей ультрафиолетовые лучи. Поскольку сероуглерод эти лучи поглощает, муравьям бутылка кажется темной. И они, жители темноты, плохо переносящие яркий свет, собрались вокруг бутылки.
Однако открытие это, хоть и вызвало определенный интерес среди биологов, дальнейшего развития не получило. Зато астрономы однажды очень оригинально использовали эту особенность зрения муравьев.