Что видит жук, который идет задом наперед

Жук, о котором пойдет речь, относится к семейству пластинчатоусых. Эти крупные, заметные насекомые — медлительные хрущи, фантастические по виду жуки-голени и носороги, яркие бронзовки — известны каждому с детства. Скарабеям в Древнем Египте воздавали божественные почести — в жуке, катящем шарик из навоза, усматривали символ бога Солнца. Поразительна заботливость, с которой скарабеи ухаживают за потомством. Описанию родительских инстинктов у жуков Фабр посвятил лучшие страницы своих этомологических этюдов.

Один из менее известных представителей этого семейства — кравчик. Этот жук выкармливает личинок растениями. Срезая листья и молодые побеги, кравчики могут наносить существенный вред, особенно на тех плантациях, где распашка ежегодно не производится. В норе, на глубине более полуметра под землей, кравчик устраивает десяток гнездовых ячеек и тащит туда листья, за которыми ходит на расстояние до 1 метра от входа в нору. Чтобы заполнить кормом одну ячейку, жуку надо совершить 40—60 походов. За свою короткую жизнь — одно лето — кравчик многие сотни раз выходит из норы.

Понаблюдаем за самкой, отправляющейся в поход за листком. Жук выходит из норы, убедившись, что ему не грозит опасность. Он идет почти по прямой, пока не наткнется на кустик молодой травки. Опробовав несколько листков, жук зажимает черенок одного из них верхними челюстями и несколькими движениями нижних пар челюстей срезает добычу. Зажав листок, кравчик начинает пятиться назад. Он ползет и продирается сквозь траву задним ходом, почти повторяя свой первоначальный путь, и так же, пятясь задом, точно скатывается в норку. Как он находит дорогу домой?

Может быть, жук оставляет пахучий след, подобно муравьям? Посмотрите на усики жука — место, где размещены обонятельные волоски. У родичей кравчика — майских или мраморных хрущей — последние членики усиков превращены в семь широких лепестков, роскошный веер, несущий сотни тысяч обонятельных клеток. Хрущ-самец в темноте находит самку по запаху в кроне дерева. Настоящим навозникам, копрам, скарабеям надо найти более мощный источник запаха, и обонятельные членики усиков у них поменьше, но все же со всех сторон густо усажены чувствительными волосками. У кравчиков последние членики усиков "заклепаны" друг в друга и образуют маленькое блестящее копытце, на котором не разместить мощного обонятельного аппарата. Нет, вряд ли этот скромный орган приведет жука домой среди запутанных следор многочисленных соседей (а плотность 8—10 норок на квадратный метр обычна в поселениях кравчиков). И — вспомним — жук все-таки пятится в нору задом.

Может быть, он видит обратную дорогу? Куда смотрят его маленькие глаза? Существует способ обследования поля зрения насекомых, предложенный немецким морфологом К. Киршфельдом. Голову насекомого, в которую введен гибкий световод, помещают под микроскоп на гониометре. (Отражательный гониометр — прибор для измерения углов различных кристаллов и призм.) Глаз освещается изнутри головы, и наблюдатель видит ход лучей, обращенных оптическим аппаратом глаза. На поверхности глаза светится группа фасеток. Поворачивая глаз, мы видим, как светлый зайчик перемещается по фасеткам. Глаз у кравчика разделен на две половины прочным скуловым выступом головы. Верхняя половина, как показывает картирование поля зрения, смотрит по преимуществу вверх и назад, а нижняя — вперед, вниз и немного вбок.

Даже при самом благоприятном наклоне головы кравчик не просматривает обширной зоны, которая находится позади него, или, вернее, при его попятном движении по курсу.

Как же попадает кравчик точно в нору? Последив за ним еще несколько часов, мы убеждаемся, что иногда жук проходит в поисках листочка довольно сложные маршруты, но домой возвращается, не повторяя старого пути. Кравчик уверенно избирает направление к норке и выходит к ней с ошибкой около 5 сантиметров. Если жук не попадает в норку сразу, он начинает кружить, совершая случайные повороты.

Подставим возвращающемуся жуку маленькую лопатку и осторожно перенесем его ближе или дальше по курсу или вообще в сторону. Результат всегда один: жук проходит в прежнем направлении такое расстояние, какое оставалось до норы от точки отлова, и после этого приступает к круговому поиску. Если жуку помочь и поднести его ближе к норе, он по большей части проходит мимо своей норы и, отсчитав положенный путь, начинает безнадежные поиски.

Итак, кравчик знает направление и расстояние возврата. Машина на месте этого миниатюрного геометра должна была бы проделать довольно сложные расчеты (говоря математическим языком, интегрировать функции курсового угла по траектории в полярных координатах). Но что служит жуку координатной осью?

Легко показать, посадив жука на дощечку, что наклон ее можно менять произвольным образом и жук не собьется с курса, если видит солнце и небо. В глубокой тени кравчик начинает кружить. Облака, закрывающие солнце временами, не помеха для кравчика. Если мы прикроем жука большим листом поляроидной пленки, сориентировав его правильно относительно поляризации в описанной области, с жуком не происходит ничего страшного, и он спокойно добирается до норы. Но поворот поляроида на 90° означает для жука крушение мира. 80 процентов жуков теряют верную ориентировку: поворачивают, кружатся, идут назад. Половина из них поворачивает под прямым углом к прежнему курсу. Кравчики сбиваются с пути, даже если видят над поляроидом солнце.

Солнце и поляризованный свет неба — вот они, вечные и точные ориентиры жука! Остается добавить, что жук может вернуться домой, идя нормально, то есть головой вперед. Он делает это, если поиски подходящего растения были безуспешны или при появлении опасности.

Резкие движения крупных предметов пугают жука, он притворяется мертвым, затаивается или убегает в норку.

Вход в норку, где живет семья жуков, охраняет самец. Он бросается в яростные бои с бродячими самцами. Во время драки соперники совершенно не обращают внимания на окружающий мир. Пришлого самца можно подменить черным шариком или палочкой, и разгоряченный боем хозяин норы будет яростно атаковать эту грубую оптическую модель.

Какими ориентирами руководствуется жук, чтобы обнаружить вход в нору, пока неясно. Можно убрать бывшие около входа кустики и пересадить новые, обсыпать вход мелом или углем, развернуть вход на 90°, заменить рельеф, наконец, при помощи зеркал пустить навстречу из глубины норы отраженный солнечный луч, — жук все равно уверенно входит в нору.

Несмотря на сравнительно маленькие глаза - всего 1500 омматидиев (оммагидий — структурный элемент глаза, состоящий из роговицы, хрусталика и нейронов), - поведение кравчика, управляемое зрением, достаточно сложно. Наибольший интерес представляет способность жука находить дорогу домой при помощи астроориентиров и вычисления расстояний. Здесь кравчик применяет такой же механизм ориентации, как "интеллектуалы" среди насекомых — осы, пчелы и муравьи.

Кравчики, пожалуй, единственные среди жуков имеют постоянное жилище и, многократно уходя от него в поисках корма, умеют найти обратную дорогу. Поддерживать курс движения относительно солнца или поляризованного неба могут и другие жуки, в том числе ближайшие родственники кравчиков — настоящие навозники. Эти крохотные жрецы солнечного бога действительно идут туда, куда указывает солнце.