Років комах на штучне світло


Років комах на світло - парадоксальне явище. Насправді, комаха, що летить, побачивши лампу, повертає до неї і наближається, неначе притягуване магнітом. Поблизу від джерела світла у комахи часто різко порушуються орієнтація і координація рухів і комаха може загинути, влетівши у вогонь.
Світло може притягати не лише комах. Наприклад, птахи в масі іноді прилітають під час їх сезонних міграцій на світло маяків. Рибу-сайру виловлюють мережами, притягаючи її туди за допомогою потужних джерел світла. Отже, це загальнобіологічне явище.
На світло летять представники майже усіх загонів комах з самим різним способом життя. В основному це комахи, активні в сутінки і вночі, але іноді у джерела світла виявляються і типово денні форми. Приліт денних комах вночі швидше за все пояснюється тим, що вони або залишалися у джерела світла з вечора, або ж хтось їх потурбував. Денні комахи, що знаходяться в садінні і прийняли вночі позу сну (наприклад, денні метелики: траурниця, павине око) можуть бути розбуджені механічним підштовхуванням і тоді летять на світло разом з нічними метеликами. В принципі ж років на світло не обмежений тільки нічним часом. Вдень під запоною лісу на світло лампи, що дає ультрафіолетове випромінювання, прилітає багато дрібних денних комах (М. Н. Самков, 1989). Якщо активних денних комах вдень випустити в кімнату із завішеними вікнами і лампою, що горить, то вони полетять на світло цієї лампи в точності так само, як і нічні комахи в нічний час. Під час повного сонячного затемнення в середині дня на світло летять і присмеркові, і денні комахи (В. Б. Чернышев та ін., 1985). Отже, комахи, якщо вони активні, реагують однаково на поміщене в темряві джерело штучного світла, незалежно від їх способу життя.
Якщо лампа знаходиться недалеко від води, у великій кількості прилітають комахи так чи інакше пов'язані з водою: поденки, ручейники, а також що живуть у воді і в имагиналном стані водні клопи і жуки. Якщо ж джерело світла помістити під водою або у її поверхні, то на світло припливають як имаго, так і личинки водних жуків - плавунцов і водолюбів, личинки комарів, бабок і поденок.
Прихід нелітаючих форм спостерігається набагато рідше. Є відомості про появу у лампи безкрилих самиць ос-тифий, робочих мурашок, нелітаючих жужелиць. У Каракумах нам один раз вдалося спостерігати нелітаючу самицю вусаня Prionus komarovi Dohrn, що явно йде до світла. Завжди важко переконатися в тому, що приліт комах до світла пов'язаний саме з його притягаючою дією, а не випадковий або не обумовлений пошуком їжі, як у хижих жужелиць і у сольпуг.
Кількість комах, що прилітають за ніч до одного джерела світла в середніх широтах, може досягати тисяч, а в південніших районах десятків тисяч особин. Іноді років окремих видів або груп видів може бути виняткове щедрим. Так, в Австралії збори на одну пастку можуть досягати 50 кг за ніч. У Південній Америці метелики, що прилітають на світло, пластівцями повисають на дротах, так що останні нерідко обриваються. Відомий випадок вимушеної зупинки потягу в Криму біля Феодосії через величезну кількість жужелиць Ophonus calceatus Dft., що засипали залізничні колії, освітлені ліхтарями.
Очевидно, що років на світло обумовлений якимись дуже загальними особливостями екології і поведінки тварин, що активно переміщаються в повітряному або водному середовищі. Як більшість звичайнісіньких і поширених явищ років комах на світло важко піддаються поясненню, яке, на наш погляд, повинне враховувати наступні факти, : 1) років на світло комах з дуже різноманітною екологією; 2) траєкторія польоту комахи поблизу від джерела світла зазвичай є складною ламаною кривою; 3) поблизу від джерела світла у комахи часто порушується координація рухів і воно іноді падає на землю; 4) радіус дії светоловушки, коли починається чітко спрямований років на світло, різний залежно від джерела світла і виду комахи але не перевищує 10-30 м; 5) комаха притягується не лише відносно точковим джерелом світла, але і освітленим екраном; 6) комахи не летять у бік Місяця або Сонця, хоча і можливий років комах у бік вечірньої зорі; 7) особливо висока для більшості комах привабливість ультрафіолетового випромінювання; 8) комаха через деякий час після прильоту до лампи може покинути освітлену зону.
Відомий ряд гіпотез, пояснюючих років на світло. Зупинимося на деяких з них. Найперша належить видатному біологові початку нашого століття ж.Лебу (1924). Цей автор звернув увагу на зв'язок тонусу кінцівок і потоку світла, що падає на очі. Було показано за допомогою експериментів, що освітлення лівого ока збільшує тонус м'язів правої сторони і навпаки. Відповідно, збільшення тонусу призводить до енергійнішої роботи мускулатури з неосвітленого боку, внаслідок чого комаха обертається у бік джерела світла (тропотаксис).
Була побудована навіть діюча модель позитивно фототропичного комахи, що має два фотоелементи і два електромотори, колеса, що обертали незалежно один від одного, з правою і з лівого боку моделі. Така модель могла переміщатися вночі по доріжці парку, йдучи за людиною, що несла ліхтар, і повертати за ним по найзаплутанішій траєкторії.
Уявимо собі, що повинно статися з комахою, у якої одне око замазан непрозорим лаком. В результаті вищого тонусу кінцівок з одного боку тіла комаха описуватиме круги на площині (манежні рухи). У досвіді так воно і відбувається, що доводить наявність механізму, відповідного гіпотезі Леба. Проте ж через деякий час комаха, засліплена на одне око, перестає рухатися по кругу і починає поводитися так, як ніби у нього збереглися обидва очі. Зокрема, воно може летіти до джерела світла, подібно до комах з двома очима. У іншому досвіді сарану поміщали в скляну трубку, діаметр якої був схожий з діаметром її тіла. При освітленні такої сарани ззаду обидва очі були освітлені однаково, але сарана, замість того щоб йти вперед, задкувала назад.
Отже, лебовский механізм недостатній, щоб пояснити залучення комах світлом. Він не дозволяє зрозуміти, ні чому комаха, що прилетіла до джерела світла, потім покидає освітлену зону, ні особливу привабливість ультрафіолетового випромінювання, чутливість ока комахи до якого не так вже висока. Крім того, в природі комахи літають під різними кутами по відношенню до Сонця і місяця і не повертають до цих джерел світла, як повинно було б бути за уявленнями Леба.
Інша гіпотеза була запропонована В. Будденброком (W.von Buddenbrock, 1917). Відомо, що у комах іноді можна спостерігати менотаксис, тобто рух під певним кутом до променів світла. Комасі це легко здійснити, зберігаючи зображення джерела світла в одному визначеному омматидии очі або в їх групі. Про велике екологічне значення такого типу орієнтації буде сказано надалі. Очевидно, що якщо комаха рухається, орієнтуючись при цьому по променях Сонця або місяця, які можна рахувати
паралельними один одному, то його курс є прямою
лінією.

Проте при спробі зберегти постійний кут по відношенню до променів штучного джерела світла, що радіально розходяться, цей курс неминуче викривляється, перетворюючись на так звану логарифмічну спіраль, що неминуче приводить комаху до джерела світла (мал. 1). Як показує Г. Н. Горностаїв (1984), поява випадкових відхилень і поворотів при русі комахи не міняє остаточного підсумку.
З цієї точки зору важко пояснити залучення комах не точковим джерелом світла, а великим екраном, що знаходиться на стіні, чому комаха, що прилетіла, може потім відлетіти від світла, а також особливу привабливість ультрафіолетового випромінювання. Відмітимо також, що менотаксическая орієнтація до променів Сонця або місяця виникає лише в особливих випадках. Зазвичай в природі комахи використовують різноманітні наземні орієнтири, обстежують предмети, що притягають їх, а їх курс є складною і досить безладною кривою.
Очевидно, що механізми, описані вище, реально існують, але включаються тільки під впливом певних мотивацій і є тільки частинами складного комплексу, званого, - влітку на світло. Усі ці механізми мають в тій чи іншій мірі адаптивне значення. Найбільш чітка эколого-поведенческая концепція літа на світло була запропонована Г. А. Мазохиным-Поршняковым (1960). На його думку, світло є універсальним і найбільш надійним індикатором відкритого простору. Тут особливу роль грає ультрафіолетове випромінювання, яке практично не відбивається наземними предметами, за винятком водної поверхні.
Дійсно, що випадково залетіли в кімнату денні або нічні комахи б'ються в стекла вікон, намагаючись вийти із замкнутого простору. Вночі комахи поводяться на освітленому екрані подібним же чином як на шибці. Потрапляючи вночі в промінь світла, комаха починає сприймати темряву, що оточує його, як замкнутий простір і, прагнучи вийти з нього, летить до світла.
З цієї точки зору, проте, важко пояснити, як комаха, що вже прилетіла до лампи, може знову відлетіти від неї, чому не відбувається подібних порушень поведінки під впливом місячного світла. Крім того, далеко не усі особини одного і того ж виду, потрапляючи в освітлений простір, якось змінюють свою поведінку.
Найймовірніше, що років комах на світло є складне багатоступінчасте явище, причому на кожному ступені працюють свої механізми.
У якійсь мірі ступінчасті аналогічні зміни поведінки по відношенню до світла спостерігав Х.Г.Млетцко (H.G.Mletzko, 1971), випускаючи жужелиці на асфальтований майданчик просто неба. Відразу ж після випуску жужелиця кидається убік в будь-якому випадковому напрямі. Через декілька секунд її курс придбаває певну спрямованість і вона біжить або у напрямку до Сонця, або від нього. Наступний етап - рух жука під певним кутом до сонячних променів (менотаксис). Такий рух жука майже по прямій лінії триває до тих пір, поки він не перетинає увесь майданчик і потрапляє в звичнішу для нього обстановку, де можна знайти укриття, їжу або статевого партнера. Тут прямолінійний рух припиняється і жук, не звертаючи уваги на положення Сонця, починає керуватися іншими стимулами.
Крім того, в природній обстановці комахи можуть активно переміщатися у пошуках зони з найбільш сприятливим рівнем освітленості. Вечірньої пори спостерігається масовий виліт комах з лісу на відкритіші місця, що добре підтверджується зборами віконних пасток (М. Н. Самков, 1984). Окремий випадок такого переміщення комах у бік більшої освітленості - відомий років комах на вечірню зорю.
Мабуть, аналогічним чином комахи можуть концентруватися в освітленій зоні біля джерела світла. Проте, це ще не років на світло, коли спостерігається нестримне прагнення комахи до лампи. Комахи, зайняті якою-небудь діяльністю, наприклад живленням, можуть тривало знаходитися поблизу від лампи, що горить, ніяк не реагуючи на неї. Так, за нашими спостереженнями, лінійчаті бражники Celerio livornica Esp. на плантаціях жасмину навіть при низькій присмерковій освітленості близько 1-0,1 лк продовжували літати над кольорами, не реагуючи на кварцеву лампу, що знаходилася поблизу. Справжній же їх років на світло починався пізніше, коли природна освітленість була вже настільки низькою, що вони вже не могли знаходити нектар.
Очевидно, що комаха у пошуках сприятливої для нього освітленості орієнтується по градієнту світла. Для комахи ж, що виходить з укриття світло є надійним індикатором виходу у відкритий простір.
Після виходу в зону із сприятливою освітленістю комаха живиться, шукає статевого партнера, місце для відкладання яєць і так далі. Проте якщо комаха мігрує, для нього найбільш економічний прямолінійний курс, який легко підтримувати, зберігаючи зображення Сонця або місяця у визначених омматидиях очі. Подібним же чином прямолінійно рухаються повзаючі комахи, перетинаючі несприятливі для їх життя асфальтовані або витоптані ділянки. Іноді цей прямолінійний курс співпадає з напрямом дороги і в цьому випадку можна спостерігати, як жук довго біжить по розжареному асфальту і не може з нього зійти. Цікаво, що у жаб під час їх весняної міграції від місць зимівель до водоймищ спостерігається подібна ж жорстка орієнтація по відношенню до напряму на Сонці.
Недивно, що таке мігруюча комаха може обрати як орієнтир і штучне джерело світла. Тоді воно неминуче повинне наблизитися до нього, причому на достатній відстані від лампи його курс буде відносно близький до прямолінійного і почне різко викривлятися тільки при наближенні до лампи. Як Сонце, так і нічне небо є джерелами ультрафіолетового випромінювання, тому найймовірніше, що як орієнтир буде обрано джерело світла, випромінюючий ультрафіолет.
При наближенні комахи на відстань 30-10 м до джерела світла починається наступний етап поведінки, який сміливо можна назвати патологічним. Річ у тому, що якщо комаха використовує як орієнтир природне джерело світла, то при русі в його сторону створювана ним освітленість не міняється. При наближенні ж комахи до штучного джерела світла освітленість різко зростає, особливо на близькій відстані від лампи. Інтенсивність світла, що різко збільшується, буквально засліплює комаху. В результаті порушується, орієнтація і координація рухів, комаха відхиляється то в одну, то в інший бік, а іноді із-за нервового шоку падає на землю. Звичайно, при цьому міграційна мотивація може пропадати. Проте комаха зазвичай продовжує прагнути до лампи з наступної причини.
Найймовірніше, що у засліпленої яскравим світлом комахи, очі якої ще не встигли адаптуватися, виникає реакція втечі. Це втеча у добре літаючих комах автоматично спрямована у бік світла. Як вже відзначалося вище, такі комахи при втечі від будь-якої дратівливої дії використовують світло як індикатор виходу у відкритий простір. В даному випадку ця реакція є парадоксальною, тому що, чим ближче комаха наближається до джерела світла, тим різкіше дратівлива дія останнього. В результаті комаха продовжує рухатися до лампи, що, у свою чергу, посилює реакцію втечі (В. Б. Чернышев, 1967, 1973).
Можливо, що поворот назад від лампи для комахи, що наближається, ускладнений і тим, що передні омматидии очі раніше починають адаптуватися до світла. Тоді те, що знаходиться позаду, сприйматиметься як замкнутий простір. Виникає та ж ситуація, яку можна спостерігати на нічному шосе, коли заєць довго біжить у світлі фар автомобіля і не може вискочити з освітленої зони.
В принципі, реакція втечі може виникати і при несподіваному попаданні комахи в яскраве сонячне світло. Проте сонячне світло в земних межах практично не має градієнта, тому у комахи рухомого убік Сонця, реакція втечі не посилюється і очі комахи поступово адаптуються до світла.
Не виключено, що поблизу від лампи реалізується і лебовский механізм залучення до світла, заснований на зв'язку тонусу кінцівок і рівня освітлення очей.
Мабуть, та ж патологічна реакція різкого "тяжіння" світлом виникає і у деяких птахів, охоплених міграційним збудженням. У звичайному житті птахів не притягає штучне світло. Проте під час міграцій птаха також використовують небесні орієнтири.
Нарешті, якщо комаха наблизилася майже впритул до лампи і при цьому не згоріло або не загинуло по якій-небудь іншій причині, починається останній етап реакції на штучне світло. Поки комаха літає навколо лампи або б'ється в освітлений екран, намагаючись вийти в "відкритий простір", його очі поступово адаптуються до світла і загальне збудження спадає. Нерідко нічна комаха сприймає яскраве штучне освітлення, як настання дня, і приймає поблизу від лампи позу, характерну для денного спокою. Але частіше комахи відлітають в темряву, не дивлячись на те, що їх очі адаптовані до світла. Таке видалення від джерела світла відбувається по набагато прямолінійнішому шляху, ніж при наближенні до нього, причому комахи летять від світла досить повільно, мабуть, у зв'язку з необхідністю адаптації очей до темряви.
Отже, років на світло особливо типовий для комах через особливості роботи їх нервової системи, що включає значну кількість жорстко запрограмованих етапів. У будь-якому випадку, років на світло виникає на основі природних реакцій, що мають для комах велике екологічне значення.


2015 .................................................................................