Соседи по планете. Насекомые - Дмитриев Юрий Дмитриевич - Страница 43

На этот счет тоже имеется не менее десятка различных теорий, но все они так и остаются теориями с большим или меньшим процентом достоверности. И вопрос о том, как у насекомых появились крылья, все-таки остается без ответа. Зато известно, что первые насекомые были плохими летунами и сами крылья, и система, приводящая их в действие, были очень несовершенными. Чтоб наглядно представить себе, как летали древние насекомые, понаблюдай за златоглазкой: это насекомое — представитель отряда сетчатокрылых, когда-то очень распространенных на земле. Златоглазка похожа на своих далеких предков, похож и полет ее — медленный, неровный, какой-то судорожный.

Да, так летали древние насекомые. Неважно летали.

Но ведь и первый автомобиль, сделанный людьми, и первый самолет, построенный ими, мало напоминал сегодняшний лимузин или лайнер. Человек совершенствовал свои творения, природа — свои создания. Человеку было нелегко, но он в корне изменил свои изобретения за несколько десятков лет. Природе для совершенствования летательных аппаратов насекомых потребовалось двести миллионов лет. У человека было больше возможностей, у природы — больше времени.

И время победило: создав удивительные машины, человек даже не приблизился к тому совершенству, которое создала природа. Но любопытно вот что: совершенствуя летательные аппараты, и природа и человек «пришли» к одному и тому же — к двукрылым системам. Человек начинал с трех- и четырехкрылых летательных аппаратов. Теперь не увидишь в воздухе старинных «этажерок»-бипланов, например, теперь все самолеты — монопланы, двукрылые.

А насекомые? Кое-кто еще летает по старинке — та же златоглазка или скорпионова муха, но летают они очень плохо. У них четыре крыла, и все работают одновременно. Природа, в основном, уже «отказалась» от такого способа полета и перешла на «двукрылую систему».

Правда, ты можешь возразить: у стрекозы тоже четыре крыла. А некоторые представители стрекоз — одни из лучших летунов. Но у этих стрекоз особое устройство мускулатуры, и главное, полет у них тоже двукрылый. Физиологически у стрекозы действительно четыре крыла, но каждая пара крыльев действует так слаженно, что фактически получается всего два крыла.

У других насекомых, имеющих по четыре крыла (например, бабочки, пчелы, осы), крылья просто сцеплены между собой различными крючками, шипами и при полете действуют слитно, каждая пара как одно крыло.

У других насекомых для полета служат только два крыла. Вторая пара либо отмерла, либо видоизменилась. У мух почти отмерли задние крылья — летают они с помощью передних. У жуков наоборот: для полета служат задние крылья. Передние у них превратились в жесткие надкрылья и в полете участия не принимают.

А теперь давай посмотрим, что из себя представляет само крыло.

Тебе может повезти, и ты станешь свидетелем маленького чуда: где-нибудь в лесу или на берегу озера увидишь рождение бабочки или стрекозы. Может быть, не увидишь сам процесс рождения — он довольно короткий, но заметишь новорожденную бабочку: появившись из куколки, она еще несколько часов будет сидеть неподвижно. Новорожденную бабочку узнать легко: она совсем не такая, как мы обычно представляем себе бабочек, — у этой крылышки сморщены и висят, как мокрые тряпочки. Но постепенно они начинают распрямляться: в тоненькие, полые внутри жилочки, которыми пронизано все крыло (а многие так тонки, что мы их и не видим), под сильным — в несколько десятков атмосфер — давлением поступает воздух и кровь — гемолимфа. И крыло распрямляется. Поначалу оно похоже на мешочек, затем воздух отходит, и обе стенки мешочка плотно слипаются. У многих насекомых отходит и гемолимфа. Крыло становится плоским, сухим и очень прочным.

Крылья бабочек в большинстве своем покрыты чешуйками, жилки (да и то не все) видны лишь с нижней стороны. Крылья стрекоз и мух прозрачны, и хорошо виден прочный каркас крыла. Он прочен, потому что, во-первых, жилки очень густо переплетены, во-вторых, многие жилки — полые трубочки, а это, как известно, придает особую надежность сооружению. Мембрана — тоненькая пленочка (точнее, две склеившихся или просто плотно прилегающих друг к другу пленочки) — сама по себе тоже достаточно прочна, но, натянутая на каркас, становится, естественно, во много раз прочнее.

О надежности крыльев свидетельствует хотя бы то, как насекомые их эксплуатируют. Мы уже говорили о том, сколько взмахов делает насекомое в секунду. А сколько это будет в течение всего дня? А в течение многих дней? Считают, что пчела за лето, перебираясь с цветка на цветок, летая из улья за взятком и обратно, покрывает расстояние в три раза больше длины экватора. Какова же нагрузка на крылья?

Однако дело не только в прекрасном, идеально усовершенствованном в течение многих тысячелетий крыле. У насекомых очень мощная мускулатура, позволяющая им летать с необыкновенной скоростью. Возможно, поначалу такое утверждение покажется довольно странным: о какой скорости может идти речь, если шмель, например, делает километров 18 в час, пчела — 10–12, а капустница вообще пролетает не больше 5–6 километров в час. Разве это скорость? Действительно, если сравнить абсолютную скорость шмеля и самолета «ТУ-104», легко выяснить, что скорость самолета в 50–60 раз больше шмелиной. Но если взять относительную скорость, то современный лайнер в минуту покроет расстояние примерно в 1,5–2 тысячи раз больше по сравнению с собственной длиной, шмель же пролетит в минуту расстояние в 10 тысяч раз больше собственного тела, муха — в 15 тысяч раз, а бабочка-бражник — в 23–25 тысяч раз.

Реактивный лайнер — сегодняшняя вершина самолетостроения — проигрывает насекомым не только в относительной скорости. Чтоб взлететь, ему нужен разбег; приземлиться и сразу стать неподвижным он тоже не может. А насекомые могут. Для этого у них есть множество приспособлений. У одних такими взлетными приспособлениями служат недоразвитые или редуцированные крылья — жужжальца. Насекомые быстро-быстро вибрируют этими маленькими палочками со вздутиями на концах, а затем «включают» крылья, которые начинают работать сразу на больших скоростях. Это дает возможность насекомому сразу взлететь. Кузнечик прыгает, «катапультируется», а один из видов жука «заводит мотор», быстро вращая средними ножками. Это создает первоначальную подъемную силу, помогающую жуку взлететь без разбега.

Но для того чтобы хорошо летать, мало уметь подниматься без разбега, мало иметь хорошие крылья — нужно иметь еще и прекрасный «двигатель». У насекомых такой есть. Вот два примера, свидетельствующие о том, какие отличные «моторы» у насекомых.

Для того чтобы продержаться час в воздухе, вертолету надо израсходовать горючее, вес которого равняется 4–5 процентам веса самого вертолета, а самолету — в 2,5 раза больше. (Примерно 12 процентов.) Саранча же за это время израсходует лишь 0,8 процента своего «горючего» — жирового запаса, пчела — 0,9 процента.

Еще труднее загадал загадку майский жук. Для того чтобы он мог летать, мощность его «мотора», то есть коэффициент подъемной силы, должен быть по крайней мере в три раза больше, чем он есть на самом деле. Почему же жук летает с таким маломощным «мотором»?

Когда-то, в середине прошлого века, во Франции был организован «Союз по уничтожению майского жука». Сейчас в США при Нью-Йоркском университете создана лаборатория по изучению полета майского жука. Говорят, там висит такой шутливый плакат: «Майский жук летает, нарушая все законы аэродинамики. Но он не знает об этом и продолжает летать». В этой шутке много правды. Ведь, казалось бы, все изучено, создана установка, которая позволяет с аптекарской точностью — до 0,000025 сантиметра — измерить смещение крыла. И все-таки пока тайна жука не раскрыта.