Щепотка земли или песка кажется нам совершенно безжизненной, но на самом деле это настоящие джунгли, полные растений, грибов и животных – как травоядных, так и опасных хищников.
В микроскопических щелях между песчинками или частичками почвы обитает огромное количество живых организмов. Одних только панцирных клещей – до 250 000 особей на квадратный метр поверхности!
Размер одного такого клеща – всего лишь 0.2 – 0.3 миллиметра, увидеть его невооружённым глазом непросто, тут нужны лупа или микроскоп.
Их близкие родственники – пылевые клещи, живущие в обычной домашней пыли. Всего лишь 1 грамм пыли – это и дом, и готовый обед для армии из 1500 клещей! Нечищеные ковры, нестиранные занавески, одеяла, наволочки подушек, брошенные на полу носовые платки, носки, тряпочки – самый настоящий невидимый «зверинец».
Теперь вы понимаете, почему после игры на улице, а также перед едой нужно обязательно вымыть руки?
В конце XX века в одном из крупных городов США случилась авария – везде отключили электричество. Неожиданно в полицию и местную службу спасения посыпались звонки от перепуганных горожан: «Помогите, в небе над городом огромный корабль инопланетян!» «В небе над городом странный серебристый НЛО огромного размера!» А никакого НЛО не было. Просто горожане увидели... Как вы думаете, – что?
...На протяжении тысяч лет никакого светового загрязнения люди даже вообразить не могли. Во многих городах мира в древности и средневековье были строжайшие законы – ночью на улицу без крайней нужды не выходить. «По ночам из домов выходят только лихие люди, разбойники!» За соблюдением этого следила особая ночная стража.
По меркам средневековья нормально освещённая улица. (И это ещё и светло, лунная ночь – видите, ободья на бочке справа в свете луны мерцают)
Но потом со светом стало происходить «что-то не то». Первыми это обнаружили астрономы. В 1839 году в 14 километрах от Петербурга была торжественно открыта Пулковская обсерватория. Долгое время она считалась лучшей в Европе. В 1889 году там был установлен 30-дюймовый телескоп-рефрактор, по тому времени – самый лучший в мире!
К несчастью, уникальный 30-дюймовый рефрактор Пулковской обсерватории был полностью разрушен во время блокады Ленинграда...
Джордж Эри, знаменитый английский учёный (директор Гринвичской обсерватории, королевский астроном и президент Лондонского королевского общества), с восторгом писал:
"Ни один астроном не может считать себя знающим современную астрономию в её наиболее развитой форме, если не познакомился с Пулковской обсерваторией. Я нисколько не сомневаюсь в том, что одно пулковское наблюдение стоит по крайней мере двух, сделанных в любом другом месте!"
Главное здание Пулковской обсерватории
Однако уже в начале XX века пулковские астрономы забили тревогу: небо над Пулковской обсерваторией начало «портиться». Огромный 30-дюймовый телескоп начал «слепнуть»! Те звёзды, которые было отлично видно в 1889 году, в 1929 стали «пропадать» с неба! В чём дело?
А вот в чём:
На момент открытия Пулковская обсерватория находилась в 15 километрах от южной окраины Петербурга! А сейчас – сами видите... А отсюда и результат:
Слева – так можно увидеть в телескоп созвездие Ориона на хорошем (деревенском или горном) небе. Справа – созвездие Ориона в окрестностях Пулковской обсерватории сегодня
Кстати, разгадка. Те американцы, о которых мы говорили в начале статьи, испугались Млечного пути. Они увидели Млечный путь впервые в жизни! Немудрено было испугаться...
А теперь давайте посмотрим на следующую иллюстрацию. Это карта. Самая настоящая! Узнаёте? Сможете показать, где тут что? Сейчас добавим подписи, и вы сразу всё узнаете...
Такие карты называются «картами светового загрязнения». Цвет здесь означает – насколько освещение от уличных фонарей, рекламных щитов, подсветки зданий и т. д. выше естественного уровня освещения ночного неба. Если цвет белый – то яркость искусственного освещения выше естественной в 40 и более раз! В таких условиях ночью в небе можно увидеть разве что Луну и яркие планеты (Юпитер, Венеру).
В «красной зоне» искусственная освещённость выше природной в 5-10 раз. Контуры созвездий тут начинают появляться («ковшик» Большой Медведицы отыскать с трудом, но получится). Но больше – ничего. Для более-менее качественных наблюдений за звёздами нужна хотя бы «синяя зона» (это где засветка от уличных фонарей превышает яркость неба не больше чем на одну десятую). А идеал – «место, где надо строить телескопы» – это «тёмно-серая» или «чёрная» зоны. Много ли чёрного цвета вы видите на нашей карте? Единственная между Москвой и Петербургом – это зона, окружающая небольшой город Холм в Новгородской области...
Вы думаете, это очень мало? Нет, это много! Взгляните для сравнения на большую карту светового загрязнения всей Европы:
Как видите, наша Россия весьма даже богата «незасвеченными» участками. Это и южное Поволжье, и северный Кавказ, и Карелия... А в густонаселённой западной Европе просто живого места нет...
А теперь самое главное
Если вы думаете, что световое загрязнение лишь мешает астрономам смотреть в телескопы, и никакого другого вреда от него нет, вы ой как ошибаетесь!
Все живые организмы на Земле подразделяются на дневные и ночные. Ночным животным световое загрязнение наносит вред, иногда огромный. Самый простой пример – мотылёк, который ночью «обманывается» светом прожектора или яркой лампы накаливания, летит по спирали на свет и в результате гибнет от ожога.
Более сложный пример – световое загрязнение медленно, но верно «сдвигает» экологический баланс. Каким образом? Скажем, у нас есть два вида пауков: первый вид предпочитает охотиться на свету, второй – в темноте. В природе между этими видами соблюдается равновесие – первый вид охотится днём, второй – ночью. Однако если вдруг мы загрязняем область обитания искусственным светом? Ночь превращается в день. Первый вид получает огромное преимущество и начинает бурно размножаться, а второй – наоборот, вымирать. Баланс нарушен – а, как нас учит экология, даже маленькое нарушение баланса в итоге может привести к самым непредсказуемым последствиям.
Третий пример – известные всем жуки-светляки (рассказ «Он живой и светится» про Дениску помните?). Светлячки ищут себе пару для создания семьи, ориентируясь именно на собственные крохотные огоньки. Световое загрязнение «забивает» слабый свет светлячков, и они уже не могут искать себе пару, «ухаживать» друг за другом. В наши дни рассказ «Он живой и светится» во дворе посреди крупного города уже практически невозможен, к сожалению...
Яркие огни – особенно на вышках и крышах высотных зданий – также могут «сбивать с толку» мигрирующих птиц. По оценкам американских экологов, ежегодно от столкновений с башнями, вышками связи и ярко иллюминированными небоскрёбами только в США гибнет от 300 до 900 миллионов (цифры кошмарные, но вотссылка на источник) птиц. Ночные огни морских буровых платформ и маяков также способны дезориентировать перелётных птиц – выбрав ночью неправильное направление, птицы (особенно молодые) могут погибнуть, просто истощив все силы в попытке достичь иллюзорного «берега»...
Английский писатель-фантаст Артур Кларк в романе «2010: Космическая одиссея 2» описал, как инопланетяне, принадлежащие к загадочной сверхцивилизации, превратили планету Юпитер в необычайно яркую (в 50 раз ярче полной Луны!) звезду – Люцифер. В небе земли появилось третье светило, ночь превратилась в день... Вот как это описывает автор:
Уход ночи увеличил для человечества активное время суток. Фермеры, моряки, полицейские – все, кто работал под открытым небом, – приветствовали его появление: Люцифер облегчил их жизнь и сделал ее более безопасной. Зато обижены оказались влюблённые, преступники, натуралисты и астрономы. Пострадали многие ночные животные, а рыбам одного тихоокеанского вида, которые размножались лишь при высоком приливе и в безлунные ночи, грозило полное вымирание. Как и астрономам, работавшим на Земле...
Писатель-фантаст 80-х годов не делает акцента на экологии, дескать, пострадали там какие-то животные, ну и пострадали. Однако современные учёные такого однобокого оптимистического подхода не разделяют. Повсеместное световое загрязнение – это не только трата огромного количества энергии в буквальном смысле на «подсветку воздуха». Это ещё и медленное изменение устоявшегося за тысячелетия экологического равновесия. И к чему такое может привести в итоге – возможно, не завтра и не послезавтра, пускай спустя несколько поколений, это не важно – предсказать никто не в состоянии.
Никто не говорит о том, что ночью нужно погружать города в кромешную темноту, как это было в средневековье. Но вот научиться «не светить там, где это не является необходимым» человечеству стоило бы...
Часто можно прочитать в научно-популярной статье, что «собаки видят мир чёрно-белым, а не цветным» или «коровы не видят красный цвет». Однако возникает вопрос: а откуда информация? Собака сама рассказала автору исследования, как она видит?
«Почему тюльпаны такие красные?» – спрашивает малыш воспитательницу в детском саду. «Потому что яркие цветы привлекают пчёлок, которые собирают мёд!» – отвечает уверенно воспитательница. Шестилетний биолог, получив такое разумное и понятное объяснение, довольно кивает и бежит играть в песочницу.
А откуда у воспитательницы такие сведения? Действительно ли пчёлы видят мир таким, каким видим его мы? Различают ли они цвета? Формы предметов?
Этими непростыми вопросами учёные заинтересовались всерьёз только в XX веке. До этого вопрос «как видят животные и растения» (да-да, именно растения, мы не ошиблись!) особо не поднимался. Само собой, люди обращали внимание на то, что животные видят не совсем как люди – скажем, кошки прекрасно видят в темноте. А хищные птицы могут с километровой высоты разглядеть бегущую по земле мышь. Но это оставалось, скажем так, «уделом любознаек».
В XX веке в биологии развилось новое направление – этология, то есть наука о поведении животных. Сейчас даже первоклассник знают про то, что пчёлы могут «разговаривать» друг с другом с помощью «танцев» – то есть сложных движений крыльев и брюшка. А когда об этом впервые написал немецкий биолог Карл Фриш, над ним смеялись. «Пчёлы? Общаются друг с другом? Рассказывают друг другу о том, где находится нектар? Профессор, вы в своём уме?»
Учёным-этологам было очень трудно. Для того, чтобы правильно описать поведение животного, нужно точно знать, как оно воспринимает мир. Если мы видим на клумбе красный тюльпан, означает ли это, что пчела видит тот же самый красный тюльпан? Как это узнать? Между собой пчёлы общаются с помощью танцев – но как человеку узнать о том, что и как видит пчела?
Перед учёными лежало, как в волшебной сказке, «две дороги». Первый способ, первая «дорога» заключалась в том, чтобы обратиться к физиологии. То есть взять в руки скальпель и буквально под микроскопом максимально подробно изучить – как устроен глаз, как он работает.
Выяснились просто потрясающие вещи! Оказалось, что все глаза в живом мире планеты Земля построены приблизительно «по одним и тем же чертежам». И этому есть простое объяснение – распространение света происходит по одним и тем же законам, законам оптики. И природа, создавая «приёмник светового излучения» (то есть глаз), попросту следовала этим самым законам. Чтобы увидеть свет, нам нужно отверстие или углубление – раз. Нужны светочувствительные клетки на дне этого углубления – два. Нужна прозрачная среда, которая будет пропускать свет, но при этом защищать светочувствительные клетки – три.
Одно из самых удивительных явлений в биологии – это поразительное сходство глаз у самых, казалось бы, далёких друг от друга живых организмов. Например, мы, люди ну просто совсем-совсем не родственники головоногим моллюскам – кальмарам, осьминогам или каракатицам, а вот глаз осьминога на глаз человека невероятно похож! То же самое отверстие зрачка. Та же светочувствительная «матрица» – сечатка. Та же прозрачная роговица, защищающая глаз. Та же прозрачная фокусирующая линза – хрусталик.
Схематический разрез глаза позвоночного (включая человека) и головоногого молюска
Это, кстати, не означает что глаз осьминога является «точной копией» глаза человека. Скажем, мы, люди, для того, чтобы увидеть предмет «вблизи» или «вдали», изменяем кривизну хрусталика с помощью специальных мышц. Наша «линзочка» мягкая, она может становиться то «более выпуклой», то «менее выпуклой». А вот осьминоги для подобной «наводки на резкость» используют другой метод – их хрусталик двигается вперёд-назад, примерно как линзы в фотоаппарате!
Глаз обыкновенного осьминога
Так что разница есть – а вот общие принципы одни и те же. Глаз человека похож на глаз осьминога, а глаз осьминога – на глаз паука-скакуна... Хотя у паука не два глаза, а восемь. Но из них шесть – дополнительные, неподвижные. А «главных» глаз у него – два. И снова – прозрачная линза, глазодвигательные мышцы, светочувствительный слой...
«А как же глаза насекомых? – спросите вы. – Ведь они на глаза людей совсем не похожи!» Глаза насекомых (а также ракообразных и многоножек) являются сложными – то есть состоят из отдельных зрительных элементов, омматидиев. А каждый омматидий – это, по сути, всё тот же самый «глаз» – у него есть фокусирующая линзочка (хрусталик) и есть воспринимающие светочувствительные клетки.
У пауков глаза простые. Это глаза паука-скакнуа
Схематическое устройство глаза паука
У такой «системы» есть и свои плюсы – скажем, насекомому не нужны мышцы, двигающие хрусталик. И сам хрусталик очень прочный и жёсткий, он из хитина. Образно говоря, «проще и надёжнее конструкция». Но есть и минусы – зрение при таком подходе получается не очень чёткое, «попиксельное».
Сложный (фасеточный) глаз креветки
Внутри человеческого глаза учёные обнаружили особые химические вещества (зрительные пигменты), чувствительные к свету – родопсин и четыре типа фотопсинов. Родопсин содержится в клетках, которые называются «палочками» и отвечает за ночное (чёрно-белое) зрение. Фотопсины содержатся в клетках, которые называются «колбочками» и отвечают за дневное (цветное) зрение. Кстати, если вы думаете, что зрительные пигменты у нас есть только в глазах, то ошибаетесь! Оказывается, родопсин есть и в особенных клетках нашей кожи – меланоцитах. Да-да, мы «видим кожей». Светочувствительные клетки нашей кожи реагируют на ультрафиолетовое излучение и «запускают» процесс выработки другого вещества – меланина. В результате кожа темнеет, мы загораем на солнышке!
Исследования фотопсинов показали, что каждый из разных типов «отвечает» за восприятие отдельного цвета – красного, зелёного и синего. «Смешивая» эти базовые цвета, мы получаем возможность воспринимать все любимые нами цвета радуги. Мы, люди, обладаем очень хорошим цветным зрением – как говорят учёные «трихроматическим», «трёхцветным».
А если глаз у животного содержит не три типа светочувствительных пигментов, а, скажем, меньше? Скажем, у собак таких светочувствительных пигментов только два, поэтому зрение собак называется «двухцветным», «дихроматическим». Они могут видеть синий, голубой и жёлтый цвета – но не различают красный, оранжевый и зелёный. С другой стороны, собаки намного лучше людей воспринимают оттенки серого цвета – у них и ночное зрение намного лучше человеческого!
А есть ли животные, которые видят больше цветов, чем люди? Да. Это – птицы. Сечатка глаза у птиц содержит четыре разновидности зрительного пигмента – чувствительные к красному, зелёному, синему и ультрафиолетовому (!) цветам спектра. Зрение птиц – «тетрахроматическое», то есть в переводе с греческого «четырёхцветное». Птицы видят намного больше красок, чем мы, люди. Птица, оперение которой кажется нам «просто чёрным», с точки зрения другой птицы может выглядеть очень даже «нарядной» и «разноцветной».
Слева – так видит человек; справа – так видит птица
Итак, «первая дорога» – это физиология, изучение собственно строения глаза. Но значит, есть и вторая? Да, второй способ изучения зрения животных тоже есть. Именно его использовали учёные-этологи Карл Фриш и Нико Тинберген. Вместо того, чтобы изучать зрительные пигменты и другую «химию зрения», они внимательно и упорно изучали поведениеживых животных – пчёл и ос.
Нико Тинберген (слева) и Карл Фриш
Быть этологом интересно – но и очень сложно. Терпение для этого нужно просто фантастическое! Каким образом Карл Фриш смог узнать, какие цвета пчёлы видят, а какие – нет? Сперва он приучал пчёл пить сладкую воду из плошки, которая ставилась на карточку нужного цвета. Затем он ставил эту карточку посреди других – раскрашенных в разные оттенки серого. Если пчёлы «выбирали» цветную карточку, значит они видят этот цвет! Представляете, сколько времени у учёного ушло на такие опыты? Однако он смог доказать – пчёлы обладают цветным зрением, но не таким, как мы. Они различают жёлтый, синий и фиолетовый цвета, а ещё видят в ультрафиолетовом участке спектра! А вот красный цвет они не видят, так что красный тюльпан пчела видит не красным, а чёрным или тёмно-серым. И объяснение воспитательницы «почему красные тюльпаны» (или учительницы из очень хорошей повести Николая Носова «Дневник Коли Синицына»), оказывается, не совсем верное...
Приблизительно так пчела видит цветок
Ещё дальше в своих наблюдениях пошёл голландский учёный Нико Тинберген. Он изучал не пчёл, а их страшного врага – «пчелиного волка», осу-филанта. Филанты не живут в ульях семьями, это осы-одиночки. Филант выкапывает для себя норку в земле – именно туда самка откладывает яйцо и туда приносит убитых пчёл – корм для растущей личинки. На выбранном участке леса Тинберген нашёл 25 (!) гнёзд филанта, тщательно отметил их на карте и стал наблюдать. Каждую осу он аккуратно помечал цветной точкой, так что сразу было видно – «та» это оса или «чужая».
Несмотря на то, что на охоту осе летать было далеко, она всегда безошибочно находила свою норку. Что позволяет ей находить её так легко? Запах? Или всё-таки зрение? Тинберген окружил выход из норки кольцом из шишек. Оса, вылетев из норки, сильно «озадачилась». Она долго летала вокруг выхода, будто старалась запомнить все «новые детали», «сфотографировать». А затем – ррраз! – и умчалась на охоту.
Опыт 1. Филант запоминает, что вокруг норки выложено кольцо из шишек
Тогда учёный очень аккуратно перенёс кольцо из шишек на другое место, примерно в метре от настоящей норки. Вот оса возвращается с тяжёлой добычей, и вот она летит прямёхонько в центр круга, выложенного из шишек! Она не находит норки. Что делать? Оса бросает добычу и начинает искать свою нору. Она взлетает, делает несколько кругов, наконец обнаруживает норку. Тогда она возвращается за брошенной добычей и уже безошибочно отправляется «домой». Это могло означать только одно – при поиске своего дома оса руководствуется не запахом, не звуком, не каким-то загадочным «шестым чувством», а именно зрением!
Опыт 2. Исследователь переносит кольцо в сторону от норки. Филант прилетает и садится именно в центр кольца
Учёный ставит следующий опыт – он дожидается, пока оса снова вылетит на охоту, и перекладывает шишки так, чтобы они образовали не круг, а треугольник. Затем рядом он выкладывает круг – только уже не из шишек, а из камушков! Когда оса вернётся, сможет ли она различить подмену? Вернувшаяся оса направилась чётко в центр кольца из камней! Значит, она видит не «мелкие детали», а картинку «в целом» – ей важны не «шишки или камушки», а «круг или треугольник».
Опыт 3. Шишки вокруг норки исследователь переделал в треугольник, а рядом сложил круг из камней. Филант, возвращаясь, садится в центр круга
Профессор Тинберген экспериментировал с кустиками травы, дощечками, пропитанными пахучим составом, мелким мусором – эти опыты заняли не один день, не два и даже не целый месяц... Тысячи наблюдений, невероятное терпение – это же живая оса, её не получится «подогнать», сказать ей «лети уже быстрее!» или что-то подобное. Однако в итоге было неопровержимо доказано – осы-филанты обладают превосходным зрением и отличной зрительной памятью.
Оса-филант, или "пчелиный волк"
Опыты Фриша и Тинбергена (за свою работу они получили в 1973 году Нобелевскую премию) показали, что пчёлы и осы не только обладают цветным предметным зрением, но и способны ощущать поляризацию света. Знаете, что такое поляризация?
Вечером посмотрите на какой-нибудь огонёк вдали, прикрыв глаза, но не до конца. Так, чтобы свет проникал сквозь ваши ресницы. Видите красивые «лучики»? Именно такой свет и называется поляризованным. А вот пчёлам для поляризации прищуривать глаза не надо – они поляризацию видят «сразу», «просто так». Что это даёт? А то, что они «видят» Солнце на небе даже в самую пасмурную погоду! Точнее, само Солнце они не видят, но «видят», откуда в точности идёт свет.
Поляризация солнечного света позволяет насекомым определять положение солнца даже в пасмурную погоду
А вам, друзья, какой способ изучения зрения животных больше по душе? Физиология (то есть «как оно устроено изнутри») или этология («как оно работает снаружи»)? Профессор Тинберген писал об этом вот как:
"Положение физиолога и этолога можно сравнить с положением двух марсиан, изучающих управление автомобилем. Один из них – этолог – видит, как машина ездит, следуя изгибам дороги, ускоряя и замедляя движение. Что красный свет светофора вызывает остановку машины. Другой марсианин – физиолог – может во всех деталях разобраться в том, как устроен двигатель, как впрыскивается топливо, как работает коробка передач... Но если эти учёные не объединят своих усилий, им никогда не понять «общую картину», «автомобиль вообще». Мы очень близки к положению этих двух марсиан – с той разницей, что живой организм бесконечно сложнее автомобиля..."
Напоследок – хотите научную загадку? Самую настоящую, до сих пор не разгаданную? Помните, мы говорили о том, что по количеству типов воспринимающих цвет клеток (фоторецепторов), можно сказать, сколько цветов и оттенков животное воспринимает? У собак зрение дихроматическое, у людей – трихроматическое, у птиц – тетрахроматическое... А бывает ли больше? Какое животное на земле является «рекордсменом» по зрительным пигментам? Обладает «самым-самым» зрением? Наверное, это какая-нибудь хищная птица? А вот и нет...
Рак-богомол, или "павлинья креветка"
Это морской рак-богомол из отряда ротоногих. В его глазах содержится до 16 (!!!) типов фоторецепторов. Каждый глаз, как у большинства ракообразных и насекомых, состоит из множества простых глазков – около 10 тысяч штук. Каждый глаз при этом размещается на отдельном подвижном стебельке и разделён на три «зрительные зоны». То есть каждый глаз видит «всё вокруг и сразу везде», на 360 градусов, да ещё и может работать как «тройной бинокль-дальномер».
Глаза рака-богомола
Опыты учёных показали, что рак-богомол умеет «переключать» видимые диапазоны волн, почти как жуткий Хищник из фантастического кино. Этот рак способен различать абсолютно все цвета – вплоть до глубокого ультрафиолета, плюс воспринимает поляризацию света – и линейную, и круговую!
Учёные до сих пор не могут разобраться, зачем же раку-богомолу такие уникальные и сложные глаза. Зачем ему 16 типов светочувствительных клеток – если большинству остальных животных мира хватает двух-трёх? Зачем ему возможность видеть, как говорят физики, «в дальнем ультрафиолете»?
Рак-богомол
Рак-богомол не охотится активно, подобно орлам или акулам – это типичный «засадный» хищник (как и обыкновенный богомол). Затаившись в засаде, он терпеливо ждёт, когда к нему близко подплывёт неосторожная добыча. Затем – резкий рывок (скорость около 120 метров в секунду, между прочим!), мощный удар (может человеку палец сломать запросто), захват, «приятного аппетита»...
Рак-богомол разбивает раковину молюска
Подобный образ жизни ведут самые разные животные мира – при этом некоторые вообще почти лишены глаз, им хватает чувствительных волосков и других подобных органов...
А что же растения? О которых мы в самом начале сказали, что они тоже обладают зрением? А вот не смейтесь. В 2016 году было обнаружено, что пресноводная цианобактерия (раньше эти удивительные создания называли «сине-зелёные водоросли») с жутким названием «синехоцистис» может работать подобно простому глазку – причём в качестве собирающей свет линзы она использует всё своё тело!
Пресноводная цианобактерия синехоцистис
Для чего это водоросли, исследователи пока не поняли – но раз такой механизм существует у низших растений, он мог возникнуть и у высших тоже. А в клетках многих растений были обнаружены вещества, характерные для простых глазков (оцеллий) простейших организмов... В общем, с растениями далеко не всё «чисто».
Бокила трёхлистная
Скажем, южноамериканская лиана бокила трёхлистная славится тем, что умеет «копировать» форму листьев растений, которые оплетает! Причём бывает так, что бокила в процессе роста «перебирается» с одного растения на другое – так она умудряется копировать листья и того, и другого растения! Да так, что только специалист сможет отличить...
Бокила трехлистная (V) копирует форму листьев растения-хозяина (T)
Вот каким образом она это делает? И самое главное – для того, чтобы скопировать форму листа, надо его каким-то образом «увидеть», не так ли? И учёные (отбросив предрассудки, энтов из книжек Толкиена и прочие насмешки про «грибы с глазами») обратили внимание на тот факт, что некоторые клетки эпидермиса у бокилы имеют линзовидную форму...
Могут ли они служить растению «глазами»? Или это просто совпадение? Наблюдения, опыты, исследования продолжаются... Бесспорно одно: окружающий нас мир полон тайн и загадок, и многие из них только предстоит раскрыть.
Выписать бумажный журнал можно по ссылке https://podpiska.pochta.ru/press/П5044 , но лучше подписаться прямо в почтовом отделении – попросить подписать вас на детский журнал "Лучик 6+" (таково его полное официальное название).
Взять с собой побольше вкусняшек, запасное колесо и знак аварийной остановки. А что сделать еще — посмотрите в нашем чек-листе. Бонусом — маршруты для отдыха, которые можно проехать даже в плохую погоду.
Один из самых удивительных периодов в истории нашей Земли – каменноугольный, или, по-другому, карбон. Начался он 350 миллионов лет назад и длился целых 50 миллионов лет. В это время Землю покрывали бескрайние джунгли – именно тогда растения научились "производить" древесину и стали деревьями.
Однако животные, бактерии и грибы в те далёкие времена ещё не умели эту самую древесину (точнее, вещество, которое называется лигнин) перерабатывать, поэтому упавшие стволы деревьев не превращались в труху и не разрушались, а захоронялись в земле целиком. За миллионы лет эти древесные стволы превращались в уголь – в тот самый уголь, которым сейчас топят котельные.
Одновременно в атмосфере накапливалось огромное количество кислорода – намного больше, чем в наше время. Большое количество кислорода позволяло существовать насекомым невероятных размеров. Самым известным из них является метровой величины стрекоза меганевра. Её очень любят изображать на картинках и показывать в научно-популярных телепередачах.
Правда, в телепередачах меганевру показывают как-то неинтересно – ну летает она себе и летает. Так, пустяки, подумаешь, стрекоза размером с половину школьной парты... Однако зададим себе простенький (казалось бы) вопрос – а что эта самая меганевра ела? Чем она питалась?
Кулинарная математика
Мышцы насекомых намного сильнее и быстрее, чем мышцы четвероногих животных или рыб. Если бы у человека были такие же мышцы, как у муравья, он мог бы бегать со скоростью 60 километров в час и поднимать руками грузовую «Газель» весом в 2 тонны.
Но за всё в этом мире приходится платить – в частности, для работы таких могучих мышц требуется огромное количество «топлива», то есть еды. За день травоядная саранча съедает столько же растительности, сколько весит сама! Хищные стрекозы съедают за день около 30% от собственного веса! Только попробуйте представить себе пятиклассницу Наташу, которая в сутки съедает 35 килограммов капусты или 10 килограммов мяса (для сравнения: взрослый лев съедает 7 кг мяса в день)! Ничего себе аппетит, правда?
У современной крупной стрекозы размах крыльев – 10 сантиметров, а вес – 1,5 грамма. Если мы увеличим её размеры в 10 раз (и получим меганевру), то весить это чудовище будет уже 1,5 кило! И если аппетиты у меганевры были такие же, как у современных стрекоз (а почему должно быть иначе?), то в сутки ей нужно 0,5 килограмма мяса! Как здоровому мужчине!
А теперь представьте: такая стрекоза откладывает 250–300 яиц. Значит, чтобы прокормиться хотя бы месяц, потомству одной такой стрекозы понадобится как минимум стадо коров! Ведь в карбоне нет ни птиц, ни насекомоядных млекопитающих, ни жаб – некому есть стрекоз и ограничивать их численность!
Учёные утверждают, что меганевры питались другими гигантскими насекомыми – палеодиктиоптерами. Хорошо, а палеодиктиоптеры чем питались? Если думаете, что травой и листьями, то ошибаетесь. У растений карбона (папоротников и семенных папоротников) листва была тонкая и малопитательная. Можно предположить, что палеодиктиоптеры ели пыльцу растений или высасывали их соки – пусть так, но сколько же пыльцы нужно в сутки килограммовой палеодиктиоптере? Подсчитаем на пальцах.
Палеодиктиоптера
Предположим, палеодиктиоптера съедает в сутки собственный вес, как современная саранча, – то есть ровно килограмм. Возьмём растение – скажем, цветущую кукурузу. Высотой оно 2,5 метра, выше взрослого мужчины. С одного такого растения можно собрать всего-навсего... 4 грамма пыльцы! С гектара кукурузы можно собрать около 150 килограммов пыльцы – этого 10 палеодиктио-птерам хватит всего лишь на 2 недели!
Так что предположение о полной растительноядности этих насекомых упирается в математику. Скорее всего, палеодиктиоптеры были, подобно современным сверчкам, всеядными – то есть питались всем, что попадалось, так сказать, «под руку», точнее, под челюсти. В том числе и другими насекомыми или мелкими позвоночными.
А ведь меганевры и палеодиктиоптеры – далеко не единственные гигантские членистоногие каменноугольного периода! В тогдашних лесах бегали и чудовищных размеров мигаломорфные пауки с туловищем размером в полметра, и огромные хищные тараканы, и колоссальные многоножки, скажем, знаменитая двухметровая артроплевра.
Меганевра и артроплевра в сравнении с человеком
Элементарные расчёты показывают, что все эти животные не могли быть чисто растительноядными и, скорее всего, поедали друг друга. Вообще, членистоногие едят всё, что только позволяет размер. Современная гигантская сколопендра с удовольствием может полакомиться и птичкой, и лягушкой, и ящерицей – а теперь представьте себе сколопендру размером с автомобиль и задайтесь вопросом, что же она ела...
Что такое пищевая пирамида?
Существует такая наука – экология. Многие думают, что экология – это что-то про загрязнение окружающей среды и охрану природы. Однако на самом деле экология изучает взаимодействие разных животных и растений между собой и окружающей средой.
С точки зрения экологии животные и растения образуют биоценоз, или стабильное биологическое сообщество, в котором у каждого животного и растения есть своя роль. Травоядные поедают растения, а хищные питаются травоядными, верно?
Возьмём для примера старинную загадку про волка, козу и капусту. Могут ли волк (один), коза (одна) и капуста (кочан) составить полноценное биологическое сообщество? Нет. Потому что сперва коза съест капусту. Потом волк съест козу. А потом волк умрёт с голоду – кушать-то ему больше нечего!
Значит, нужно, чтобы коз было много. Скажем, штук десять. Но тогда и капусты нам тогда потребуется не один кочан. Математические расчёты показывают, что для устойчивого существования должна соблюдаться пропорция один к десяти: на одного волка – 10 коз, а на каждую козу – 10 кочанов капусты (или других съедобных растений).
Проиллюстрировать её можно в виде пирамиды. В самом низу пирамиды у нас будет капуста (или другие растения), причём очень много. Выше располагаются козы, которые эту капусту едят. А ещё выше – волк, хищник, точнее – сверххищник. Сверххищниками учёные называют таких животных, которые находятся «на вершине» пищевой цепи.
Вернёмся к нашим стрекозам
Давайте внимательно подумаем: что у нас располагается в самом-самом низу пищевой пирамиды? Растения? А вот и не угадали! Растения не растут на пустом месте – им нужны вода и питательные вещества, которые содержатся в почве. Если в почве нет питательных веществ, она называется истощённой. Сколько ни закапывай в такую почву семена, расти они не будут – им попросту «нечего кушать»! Это раз.
А два – в каждом биоценозе обязательно должны быть так называемые «падальщики», то есть животные, которые возвращают питательные вещества обратно в почву. Жуки-навозники, жуки-могильщики, грибы, бактерии, черви. Без них биологический цикл не замкнётся! Без них растения высосут из почвы все питательные вещества, затем травоядные животные съедят все растения, хищники съедят всех травоядных и... всё окончится очень быстро и печально!
А вот теперь снова вернёмся в каменноугольный период. Как мы уже рассказывали в самом начале, в те далёкие времена животные, бактерии и грибы не умели разлагать древесину – и мёртвые древесные стволы попросту целиком превращались в уголь. Это означает, что питательные вещества, причём в огромных количествах (по расчётам учёных, в земле содержится как минимум триллион тонн угля!) не возвращались обратно в почву!
Таким образом перед нами загадка не просто про гигантских пауков и насекомых – главный вопрос даже не в том, «что кушала меганевра», а в том, как вообще могли существовать бескрайние джунгли каменноугольного периода (а они благополучно просуществовали без малого 50 миллионов лет)!
Дерево – суперхищник?
Вероятно, в те далёкие времена основным источником питательных веществ для почвы (то есть суши) служило море, Мировой океан. В самом низу тогдашней пищевой пирамиды были водоросли, которыми питались рыбы.
Древние земноводные, предки современных лягушек и саламандр, питались рыбой – а потом, выползая на сушу, в свою очередь становились жертвами гигантских насекомых, пауков и многоножек (вот что ела меганевра).
Останки амфибий и насекомых перерабатывались бактериями и грибами – и служили источником питательных веществ для деревьев.
Таким образом, пищевая пирамида каменноугольного периода была как бы «вывернута наизнанку» – потому что деревья были «потребителями высшего порядка», они располагались на самой верхушке пищевой цепи!
Да и с насекомыми всё было «с точностью до наоборот»: это в наше время лягушки и жабы едят мух и комаров, а 350 миллионов лет назад насекомые были сверх-хищниками – то есть насекомые ели лягушек и жаб!
...Сегодня такое тоже встречается. Но нечасто.
И в самом деле – что тогдашние земноводные, на суше неуклюжие и неповоротливые, ничем не защищённые, покрытые тонкой кожей, могли противопоставить проворным и прожорливым гигантским членистоногим, вооружённым острыми, как бритва, челюстями? Ничего...
Однако, как говорит пословица, «всё хорошее когда-нибудь кончается». Бактерии и грибы постепенно научились перерабатывать лигнин, то есть питаться древесиной, как живой, так и мёртвой, и накопление угля в земле прекратилось.
Деревья с «верхушки» пищевой пирамиды переместились в её нижний ярус. Массовый перенос питательных веществ из океана на сушу завершился. Количество кислорода в атмосфере уменьшилось. А неповоротливые земноводные эволюционировали впресмыкающихся – быстрых, активных, защищённых прочной чешуёй.
Гигантским многоножкам, насекомым и паукам стало нечем дышать – хуже того, им стало нечего есть! И уникальные биосообщества каменноугольного периода с насекомыми в качестве сверххищников исчезли навсегда...
Это была статья из журнала «Лучик». В ближайшем мартовском номере:
Зачем человеку подвиг? О Сикстинской Мадонне и Александре Матросове
Мойдодыр, или Почему мальчиков одевали в платья
Русские дети. Читаем стихотворение Некрасова
Почему над мудрецами, ощупывающими слона, смеются глупцы?
Подписаться на мартовский номер можно до 20 февраля
Стихи для песенки «В траве сидел кузнечик» сочинил Николай Носов, а знаменитую мелодию, которую знают все взрослые и дети, – композитор Владимир Шаинский. Так вот, есть в этой песенке есть одна неточность. Дело в том, что кузнечики едят «одну лишь травку» только в раннем возрасте или «с голодухи», если рядом нет ничего (никого) повкуснее.
У взрослых кузнечиков очень мощные челюсти-жвалы (могут весьма чувствительно тяпнуть за палец!) и сильные шипастые лапки, которыми они хватают и удерживают добычу – причём не только жуков и мух. Как там в песенке – «Но вот пришла лягушка, прожорливое брюшко»? Это ещё вопрос – у кого брюшко прожорливее. Крупный кузнечик может справиться и с лягушонком, и с небольшой ящерицей.
Кстати, ближайшие родственники кузнечиков – сверчки – тоже всеядны, и песенка «Четыре неразлучных таракана и сверчок» может быть только в сказке. Потому что реальные сверчки с тараканами не дружат – они их… кушают.
Или вот: «Вдруг какой-то старичок Паучок нашу Муху в уголок поволок – хочет бедную убить, Цокотуху погубить!» «Пауки едят мух» это привычно. Однако в мире реальных насекомых и паукообразных всё гораздо сложнее. Знакомьтесь, это ктырь. Муха. И пожалуйста: поедает паука.
Ктыри – не ползающие по кучам нечистот падальщики, а прожорливые одиночные хищники, активные охотники, нападающие даже на добычу сильнее себя: шершней, крупных жуков, пауков. Главное оружие ктыря – ядовитый укус, практически мгновенно убивающий любое насекомое или паукообразное и весьма болезненный для человека. Но в целом ктыри – полезные насекомые, уничтожающие большое количество сельскохозяйственных вредителей.
Впервые в России — серия познавательных комиксов о насекомых. Герои комикса — совсем как настоящие дети: ходят в школу, дружат, попадают в переделки, но… все они — НАСЕКОМЫЕ!
В серию автора У Сяньмин вошло 4 книги о приключениях крутых букашек в стиле современной мультипликации. "НасеКомиксы" стали бестселлером в странах Азии и были включены в "Топ-100 книг, рекомендованных к прочтению подросткам".
Читай смешные истории в формате красочного комикса — и одновременно узнавай самые любопытные научные факты о жуках, бабочках и других насекомых. В конце каждой главы тебя ждут познавательные страницы о жизни и устройстве этих удивительных существ. А удобный формат книги с мягкой обложкой и клапанами позволит не расставаться с любимой книгой в дороге. Книги стали эксклюзивом магазинов "Читай город", "Буквоед" и "Бук24", спешите за новинкой.
Дело о поддельной пыльце
Где-то далеко, в Школе Букашек, учатся весёлые ребята-насекомые. В классе Жуков ни одного дня не проходит без приключений! То проказница-бронзовка продаёт всем поддельную пыльцу, то светлячок-призрак неожиданно спасает школу от проигрыша на соревнованиях, то юные жучки попадают в Муравьиное королевство, где чуть не становятся лакомой добычей!
Жук-скакун и нечестный поединок
На носу – ежегодные спортивные состязания, и классы готовятся к ним изо всех сил. То староста-тарантул проводит тренировку полётов, то улитка пытается выиграть гонку, то хитрый таракан готовит запретный приём для победы! Скорее открывай книгу и узнай, что улитка Улла забыла на соревнованиях по скорости, как далеко готов зайти загадочный Ракан ради победы и насколько крепка дружба класса Жуков перед лицом противника!
Паучий переполох!
Учителя странным образом сменяют друг друга, школу атакует огромный монстр с тысячей лап, а жучков одновременно шантажируют журчалки, пчёлы и осы… В новом эпизоде ты узнаешь, почему классу Жуков так не везёт со старостами и учителями, как жучки задолжали одновременно журчалкам, осам и пчёлам, откуда среди учеников взялся непонятный новый одноклассник с кучей ног и глаз, и многое другое!
Жук-олень против соперников!
Плавунец по ошибке становится героем школы, класс разыскивает загадочного жука-златку, а задиристый жук-олень учит червячка не давать себя в обиду…В этой книге откроются тайны, как стрекозу Саймона все перепутали с муравьиным львом, каким образом букашки раскрыли личность жука-златки, с кем не поладил задиристый жук Оле и многое другое!
В стране дремучих трав. Фантастика. Автор Владимир Брагин.
Что будет с человеком который уменьшится и попадёт в мир насекомых, как он будет выживать лишившись благ цивилизации... Это и многое другое вы сможете прочесть в данной книге...
Так же в книге можно будет узнать некоторые факты о насекомых и не только .
Ардалеон проснулся, как обычно, едва только слабый свет пробился в его утлое жилище сквозь щели меж тонкими досками. Потянулся всеми конечностями, подразмяв затекшие в ночной прохладе мышцы. Сделав пару шагов, взглянул на свое отражение в скопившейся за ночь воде и удовлетворенно крякнул: "Эхх, хорош я, ну хорош!" И заспешил к коптильне – неимоверно хотелось жрать. В коптильне с вечера в режиме вяления доходило свежайшее мясо. Ардалеон снял одну тушку, понюхал, издал радостное мурчание и, присев мясистым задком на солнечной стороне забора, стал наслаждаться завтраком, жмурясь от прямых лучей только-только взошедшкего солнца. Занимался жаркий день. Позавтракав, он пошел обратно в дом, чтоб взять силки и расставить их в траве. И тут услышал тихие быстрые шаги. Она! Опять Она! Истеричка! Ненормальная. Малохольная! Хоть прячься куда. А начнешь прятаться – еще хуже сделаешь: чуть не успеешь - такое начнется! – И Ардалеон замер, надеясь, что в этот раз, как, например, позавчера, ему повезет, и мерзкое жестокое чудовище его не заметит. Она вошла, села посреди дома и стала издавать этот извечный странный звук. который и те из них, что нормальные, тоже издают, но без припадков и конца света. Ардалеон старался не дышать, не дрогнуть ни единым членом, ни одним волоском.
И тут у него зачесался глаз… Могло ли так не свезти именно сейчас, именно в этот момент, когда напротив его глаз – огромные глаза чудовища, которое, заметив Ардалеона, вызовет бурю, погибель, и все это – под оглушающий, ни с чем не сравнимый вой, от которого ноги подгибаются и сердце почти останавливается, сбившись с ритма!? Да, могло. Четвертый снизу левый глаз зачесался так, что терпеть не было никакой мочи. Внутренне рыдая и осознавая, что в этот раз может не выжить, Ардалеон бесшумно и, как ему казалось, незаметно, подтянул тонкую мохнатую лапку к глазу и, едва шевеля коготком, почесал блестящий микроскопический глазик.
- Аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа!!!!!!!!!!!!!!!!!! Бабааааа!!! Бабуляяя! Аааааааааааа!!! Пауууууууууууук! Он опять здесь, бабуляяяяяяя!!!! Я не выйду, забери меняяяяя!!!! Убей его, бабушкаааа!!!
Как порывом ветра, сдуло Ардалеона с серой двери туалета. Быстрее молнии мчал он в лопухи, не успевая даже выпустить паутину, чтоб зацепиться. "Скорей, скорей" – колотилось его сердце и бухало где-то в одной точке между двумя самыми крупными глазами. "Спасся, спасся, выжил, ура!" – он зарылся в сухую траву, затаился, слушая надрывный пульс. Снаружи, в стороне его серенького деревянного домика, какое-то время продолжался вопль, потом раздался топот, шум, голоса, еще топот, наконец – тишина… Ардалеон осознал, что только что в очередной раз пережил самую страшную опасность, самую страшную угрозу его жизни, которая только существовала в этом мире. Напряжение на удивление быстро отпустило, пережитый стресс ударил под дых, и, ощущая слабость в не очень отличающихся друг от друга ногах и руках, Ардалеон выполз из зарослей травы наверх, к солнцу, прижался брюшком к пушистому желтому лицу большой, уже теплой от утренних лучей ромашки и тихонько-тихонько расплакался от счастья…