Химический язык насекомых

Жуки-короеды и лубоеды, настойчиво пробуравливая стволы деревьев, выделяют вместе с опилками (буровой мукой) терпеновые соединения, которые привлекают особей мужского и женского пола. Самцы и самки собираются в отдельные группки, а затем объединяются попарно для продолжения рода. Все события разворачиваются только в присутствии определенного растения-хозяина, которое может обеспечить многочисленное потомство насекомых пищей и кровом. Когда все приготовления закончены, жук сигнализирует о начале брачного ритуала своей «избраннице».

Другой пример из жизни шестиногих. Когда в лесу или на торфяных болотах возникают пожары, обитатели леса вынуждены покидать родные места и искать пристанище. Но на некоторых насекомых дым полыхающих пожарищ действует по-иному. Пахучие молекулы, входящие в состав дымного облака, обладают магнетической силой, привлекая несметное количество дымных жуков. Притягательный запах собирает «любителей дыма» с огромных расстояний — за десятки километров от места катастрофы. Немало неприятностей доставляют дымные жуки и болельщикам на футбольных матчах. Виною тому табачный дым, исходящий от сигарет страстных поклонников этой игры.

Как же объясняют ученые эти странные реакции насекомых? В случае с лесными пожарами исследователи предполагают, что насекомые спешат скорее занять освободившуюся территорию. Ведь от огня и жары погибают многие шестиногие обитатели зеленых массивов. Предполагается также, что вещества, образующиеся при горении, привлекают дымных жуков.

Капровый жук тоже умеет собирать своих «соплеменников», используя пахучую смесь этиловых эфиров пальмитиновой, линолевой, стеариновой кислот и метилового эфира олеиновой кислоты. Агрегационные феромоны, служащие сигналом для сбора собратьев, — это большей частью метаболиты (продукты обмена) веществ, входящих в состав рациона насекомых. Важную роль в их синтезе играют микроорганизмы, населяющие кишечник шестиногих и использующие химические компоненты пищи для своих нужд.

Однако вернемся в царство пчел и других общественных насекомых. Оказывается, хозяйка улья или термитника владеет еще одним феромоном, состоящим из царского вещества и нескольких кислот, который она использует для «ценных указаний» рабочим пчелам. Если разделить эту пахучую смесь на компоненты, то ни один из них в отдельности не будет активен. Только объединив их, можно повлиять на поведение шестиногих.

Привлечение членов семей и колоний к маткам играет важную роль в жизни общественных насекомых.

Если вдруг рабочие пчелы обнаружат отсутствие матки, то они немедленно поднимают тревогу, и клубок, состоящий из тысяч обеспокоенных сородичей, устремляется на ее поиски. В случае неудачи встревоженный улей готовится к выращиванию новой хозяйки и строит маточные ячейки. Опыты показали, что царское вещество подавляет развитие яичников и строительный рефлекс у обитателей улья. Стойкость и биологическая активность этого универсального феромона вызывают удивление. Высохшие пчелиные матки из энтомологических коллекций в течение 3 лет после препарирования были привлекательны для пчел-работниц.

Не менее сложные взаимоотношения между рабочими особями и «царской семьей» в подземных городах муравьев и термитов. По высказыванию уже упоминавшегося Реми Шовена, термиты существуют с очень давних времен во всей сложности своих инстинктов. Эпоха, в которую эти насекомые появились, точно не определена. Их возраст насчитывает по меньшей мере 300 млн. лет. Они несравненно древнее пчел и муравьев, а структура их сообществ не менее сложна. Рабочие особи термитов неустанно заботятся о «царской чете», доставляя ей необходимую пищу и слизывая при этом с покровов самочки капельки сигнальной жидкости. Вещество, содержащееся в ней, тормозит превращение нимф в половозрелых особей. Интересно, что присутствие только «царя» или только «царицы» не оказывает достаточного влияния на метаморфоз. Для регулирования поведения и физиологических процессов в организме термитов необходимы совместные усилия обоих «супругов». Если удалить из термитника «царскую чету», то в течение нескольких дней на «трон» взойдут новорожденные особи.

У термитов существуют и кастовые феромоны, которые определяют «профессию» особи. Если, например, в термитнике пропал «солдат», то для защиты городка срочно выкармливают нового «воина». Для передачи информации термиты в отличие от пчел-работниц выделяют феромоны вместе с экскрементами. При пропаже самки «объявляется тревога», и рабочие особи начинают откладывать яйца для замены «царицы».

Ученые обнаружили, что в фекальной выстилке крытых галерей, отходящих от жилища термитов, присутствует длительно действующий компонент следового феромона этих насекомых. Он довольно долго сохраняет свою активность, и даже по истечении 4 лет термиты реагируют на его запах.

В теле рабочей особи медоносной пчелы ученые обнаружили 8 летучих соединений: н-бутилацетат, изоамилацетат, изоамиловый спирт, Н-гексилацетат, 2-нонакол, н-децилацетат, бензилацетат, бензиловый спирт. Биологическая активность этой смеси была значительно выше, чем чистого раствора изоамилацетата — вещества, которое содержится в большом количестве в феромоне жала пчелы.

Специальные опыты показали, что передача феромона от неполовозрелой матки у медоносных пчел осуществляется «антеннами» рабочих пчел, которые передают его при контакте. При наличии запаха матки, адсорбированного на теле рабочих особей и трутней, ученые наблюдали враждебные отношения между пчелами в семье. Это, как правило, наблюдается поздним летом, когда в пчелиной семье присутствует большое количество пчел и сокращается расплод. Насекомые — источники высоких концентраций маточных феромонов воспринимаются остальными как «замещающие» матку и зажаливаются.

Удивительна способность пчел различать своих и чужих особей. Оказывается, соседи из других ульев или географических местностей имеют свою запаховую «визитную карточку». Такие же «визитки» есть и у муравьев. Тело обитателей муравейника покрыто веществами, которые служат им пропуском в дом. Если этим специфическим феромоном подземного городка смазать жителя другой колонии, то последний будет с позором изгнан сородичами. Даже если муравей мертв, его «соплеменники» продолжают заботиться о нем как о живом. Однако со временем запах меняется, и муравьи удаляют мертвеца из муравейника. Любопытно, что если живого муравья пометить трупным веществом, члены колонии устроят «вынос тела» и сбросят его в какую-нибудь ближайшую кучу мусора. И не так-то легко будет этому «покойнику» вернуться в родной дом. Если запах, который сыграл с ним такую злую шутку, не улетучится, то бедняге придется туго и он может погибнуть.

Проводя лабораторные эксперименты с 18 колониями муравьев S. geminata, энтомологи заметили, что при появлении на освоенной этими насекомыми территории чужих особей хозяева немедленно нападали на непрошеных гостей.

Как было обнаружено в дальнейшем, насекомые знают свою территорию и отличают ее от чужой при помощи мечения секретом метаплевральных желез. Запах этого вещества — территориального феромона сохраняется на протяжении 6 ч и специфичен для каждой колонии муравьев. У неоплодотворенных самок огненного муравья сбрасывание крыльев ингибируется (тормозится) феромоном плодовитой царицы, причем они быстрее сбрасывают крылья в присутствии рабочих муравьев. Интересно, что в группах насекомых наблюдается более медленное сбрасывание крыльев, чем у одиночных особей. Кроме того, самки, которые уже сбросили крылья, оказывают тормозящее влияние на сбрасывание крыльев у других самок. Феромон «царицы» препятствует также расслаблению тканей мышц и быстрому образованию половых клеток.

Рабочие особи австралийского муравья прокладывают след при помощи пахучего секрета ректальной железы. Для мобилизации сородичей муравей-разведчик выделяет феромон при помощи другой железы — клоакальной.