знаю: люди будущего, благородные и сильные, добрые и отважные, сделают все, чтоб животные, уцелевшие на Земле, не гибли, не исчезали. Они будут стремиться к тому, чтоб природа нашей планеты не скудела, а становилась богаче.
С отвращением и презрением будут вспоминать они (если вообще будут!) имена: Жака Картье — того самого, который убивал беспомощных гагарок и гордился тем, что за один лишь день убил дубинкой тысячу птиц; Абрахама Кина — убийцу миллиона тюленей; Кармаджо Белла, застрелившего больше 2 тысяч африканских слонов; Вильяма Коди, убившего тысячи бизонов.
Но с нежностью и благодарностью они будут вспоминать отважного индейца Бродячего Койота, благодаря которому бизоны все-таки остались на Земле, Микаэля Гржимека, отдавшего жизнь ради спасения животных, и Бернгарда Гржимека, Михаила Заблотского и Джеральда Даррелла, Николая Подъяпольского и Яна Штолемана и многих других известных и неизвестных героев сражений за жизнь, за существование животных на земном шаре.
И где-нибудь в самом большом музее, посвященном животным, на одном из самых почетных мест будет выставлена телеграмма президента США Франклина Рузвельта. Он послал ее в 1941 году военному секретарю Соединенных Штатов, когда узнал, что командование решило устроить полигон в районе, где водился редкий вид лебедя. Телеграмма гласила: «Вердикт вынесен в пользу лебедей и против армии. Армия должна поискать себе другое место для гнездования».
И армия вынуждена была отступить перед лебедями, хотя, наверное, генералы и офицеры возмущались и недоумевали, как недоумевают и сейчас очень многие, когда речь заходит об охране животных.
Правда, с каждым днем растет армия защитников животных, с каждым днем все больше людей понимают, как это нужно и важно. Но еще немало равнодушных, удивленно пожимающих плечами, спрашивают: «Зачем? Какая от них польза?»
Наверное, с таким же равнодушием спрашивают они, зачем сохранять произведения древней архитектуры, не лучше ли снести их и на этом месте устроить бассейн, танцплощадку или кинотеатр; наверное, так же спрашивают они, какая польза от картин Репина или Рафаэля.
Памятники архитектуры и произведения искусств — это достояние, это богатство человечества. И животный мир — тоже достояние, тоже богатство человечества.
Произведения искусства обогащают, украшают жизнь. Без этого мир человека был бы беден. Беден и пуст был бы мир человека без деревьев и цветов, без птиц и зверей.
И все-таки найдутся, наверное, люди, которые равнодушны к животным и растениям, во всяком случае настолько, чтоб не видеть ничего страшного в исчезновении каких-нибудь птиц или млекопитающих (не говоря уж о насекомых или земноводных).
А какая практическая польза от этого животного, спросит равнодушный человек, что изменится в моей или чьей-то жизни, если не будет такого-то животного на Земле?
Что ж, можно сказать и о конкретной, практической пользе.
Мы уже знаем, что голландские колонисты полностью уничтожили квагг. Им, этим колонистам, даже в голову не приходило, что именно квагги могли бы стать верными помощниками людей. Сильные и выносливые, не подверженные заболеваниям, которые косят лошадей, привозимых в Африку, не боящиеся палящего солнца, добрые и послушные, они легко могли бы быть одомашнены, могли бы стать прекрасными ездовыми животными, годными в упряжку и под седло. Это понимал замечательный натуралист Ж. Кювье, который еще в 1821 году недоумевал, почему квагг не приручают, а уничтожают.
Еще большую практическую ценность представляла Стеллерова корова. Среди многочисленных животных нашей планеты человек превратил в своих верных помощников — домашних животных — лишь несколько десятков. И среди них — ни одного водного. А таким водным животным могла бы быть Стеллерова корова. Да еще каким выгодным и удобным домашним животным!
Вес Стеллеровой коровы при длине 6–9 метров составлял 3–4 тонны. По свидетельствам современников Стеллера, мясо этого животного вкусом напоминало говядину, мясо молодых — телятину. Значит, только одно взрослое животное давало бы 1,5–2 тысячи килограммов мяса. А ведь, кроме мяса, от животного можно было получать десятки литров молока, по вкусу напоминавшего коровье, и большое количество съедобного жира.
И все это человек мог получать без каких-либо трудов: ведь даже кормов этим животным заготовлять не надо было — круглый год они самостоятельно паслись бы в море. Но и это еще не все. Корова Стеллера, как и многие морские животные, очевидно, и росла быстрее, чем сухопутные. Известно, что самое большое наземное животное — слон — становится взрослым к 40 годам, самое большое морское животное — кит — в 2 года. Если и корова Стеллера росла бы так быстро, это был бы еще один плюс в ее пользу (точнее, в пользу человека, сумевшего сохранить и приручить животное).
Практическую пользу могли бы принести человеку и другие уничтоженные животные. Сайгаки, к счастью, спасены. И вот теперь мы получаем ежегодно по 2,5 тысячи тонн прекрасного мяса и большое количество кожи.
Если удастся спасти зубров и размножить их в достаточном количестве, то каждое животное будет давать по тонне превосходного мяса.
Некоторые ученые считают, что дикие животные во многих районах земного шара могли бы полностью или частично заменить домашних. К тому же животные эти устойчивы к болезням, от которых гибнут домашние, менее требовательны к пище, быстрее растут. Например, южноафриканская антилопа не боится укуса мухи цеце, способна пастись там, где домашний скот не может, при этом за два года антилопа достигает 320 килограммов веса.
Все это относится и к бегемотам, мясо которых не только вкусно, но и гораздо богаче белками, чем мясо домашних животных.
Ну, а для чего сохранять лягушек и ящериц — они-то не зубры, мяса не дадут? — будет спрашивать равнодушный человек.
Однажды Чарлз Дарвин сказал, что благодаря старым девам в Англии еще не перевелись бараньи отбивные. Нет, вовсе не потому, что старые девы хорошо готовят эти котлеты. А потому, что эти старухи очень любят кошек. Кошки же уничтожают мышей, которые разоряют шмелиные гнезда. А без шмелей не будет расти клевер — только шмели могут его опылять. Ну, а не станет клевера — не станет и овец и баранов; не будет овец и баранов — значит, не будет и бараньих отбивных.
Шутливая «цепочка», которую выстроил Дарвин, не такая уж шутливая на самом деле. Достаточно вырвать из этой цепочки одно звено, и вся она распадется. Так в природе всегда. Мы часто не видим непосредственной связи между животными. И чувствуем эту связь лишь тогда, когда она нарушается. А нередко исправлять положение уже поздно.
Правда, относительно жаб, ящериц, мелких птиц и змей мы уже кое-что знаем. Именно кое-что, хотя и это «кое-что» дает нам право активно защищать их. Защищать, потому что они уничтожают вредных насекомых и грызунов.
Но это лишь часть того, что мы знаем о них. Каждый день приносит новые открытия, казалось бы, уже хорошо известных и вполне изученных животных. А скольких животных мы вообще почти не знаем?
Не знаем ни их самих, ни их места в природе!
И если мы не будем охранять этих животных, если дадим им исчезнуть с лица Земли, возможно, так никогда и не поймем, кого мы потеряли и что мы потеряли вместе с ними.
Вот почему животные представляют не только эстетическую, не только практическую, но и научную ценность.
И вот почему, спасая и защищая, охраняя и расселяя животных, люди одновременно и изучают их.
Не зная животных, нельзя их сохранить. Но не сохраняй их, нельзя их узнать, нельзя их изучить.
А чем больше человек изучает животных, тем больше удивительных тайн он открывает, тем больше замечательных и трудных проблем встает перед ним.
Равнодушный и нелюбопытный человек опять спросит, наверное: а для чего их изучать-то? Какая от этого польза?
Но, во-первых, к любой науке, особенно к биологической, нельзя подходить с такой узкой меркой и требовать, чтоб работы ученых сейчас же, немедленно дали практический результат. Без накопления теоретических знаний и опыта невозможны открытия, невозможно дальнейшее движение науки. Во-вторых, никто не представляет, какие практические результаты даст завтра сегодняшняя, казалось бы, совершенно лишенная всякого практического смысла проблема. Вот один пример. Американский ученый Пирсе изучал устройство и работу слухового аппарата у насекомых, живущих в воде. Похоже, что менее практической темы трудно придумать.
Но прошло немного времени, и работами профессора Пирсе заинтересовались военные моряки США: его работы открывали возможность устанавливать связи между подводными лодками, не выводя звуковые сигналы из воды.
И таких примеров можно привести множество. Однако это еще не все. Изучение животных, их жизни, их строения дает людям возможность осторожно и умно, не нарушая биологического равновесия, управлять многими животными, управлять многими важными процессами в природе.
Наконец, еще одно: узнавая животных, человек начинает учиться у них, начинает копировать модели живой природы.
Глава VII Человек изучает и учится
ПРИРОДА ВОЗБУЖДАЕТ
И ПРИКОВЫВАЕТ К СЕБЕ
ПЫТЛИВЫЕ УМЫ ТО КРАСОТОЙ
И РАЗНООБРАЗИЕМ ФОРМ,
ТО ВЕЛИЧИЕМ ИХ,
ТО ЧРЕЗВЫЧАЙНОЮ СИЛОЙ,
ТАИНСТВЕННОСТЬЮ
И СТРОГОЙ ЗАКОННОСТЬЮ
СВОИХ ЯВЛЕНИЙ
ЭТО ЧУДНАЯ,
ПОЛНАЯ СМЫСЛА КНИГА,
КОТОРАЯ ОТКРЫТА ПЕРЕД
НАМИ И В КОТОРОЙ МЫ ВСЕ
МОЖЕМ ЧИТАТЬ,
НО ВМЕСТЕ С ЭТИМ
ЭТО И ТЕМНЫЙ РУДНИК,
СКРЫВАЮЩИЙ В СВОИХ НЕДРАХ
БОГАТЕЙШИЕ СОКРОВИЩА
13 сентября 1960 года и предшествующие этому дню тысячелетия
В этот день, 13 сентября 1960 годя, 700 ученых — радиоэлектронщиков и физиков, математиков и биологов, химиков и психологов — съехались в Соединенные Штаты Америки, в город Дайтон, на симпозиум, тема которого была довольно странной: «Живые прототипы искусственных систем — ключ к новой технике».
Этот день принято считать официально днем рождения новой науки, которая стала называться бионикой (от английского слова «би-он», что значит «ячейка жизни»).
Название символическое: именно живая природа является основным «поставщиком» идей для техники, кибернетики и электроники. Поначалу это кажется парадоксальным — что общего между биологией и техникой, зоологией и электроникой? В лучшем случае они равнодушны друг к другу, а то и враждуют между собой.
Да, так казалось поначалу.
Когда-то существовало всего несколько наук. Потом их стало уже несколько десятков. От основных наук отпочковывались новые, человечество открывало новые законы и явления, шло новыми путями в исследовании мира, космоса, материи. И вот появились сотни новых наук. К 1960 году их стало уже примерно 1200. Над всеми науками господствовала, конечно, общепризнанная царица наук — физика, со своими многочисленными ответвлениями. Да и как же иначе может быть в век атома и космических полетов? Да, физика добилась многого. И может быть, добилась таких успехов благодаря узкой специализации ученых, благодаря тому, что они смогли досконально и скрупулезно изучать предметы. Но чем больше ученые углублялись в свои науки, тем дальше отходили они от других, даже смежных наук. А жизнь выдвигала новые требования, и физика уже чуть потеснилась, и на первый план начала выходить биология.
Физики не обижены, нет. Они понимают закономерность явлений. Наши крупнейшие физики — академики И. Е. Тамм и В. Л. Гинзбург с полной ответственностью заявили, что придет время — а оно не за горами, — и биология станет царицей наук. А самые выдающиеся открытия, такие, о которых сейчас нельзя и предполагать, будут сделаны на грани, на стыке биологии с другими науками. И не случайно другие науки уже стали входить в содружество с биологией, объединяться с ней. Появилась биологическая химия (биохимия) и биологическая физика (биофизика), биоэлектроника и биологическая математика, медицинская биология и радиобиология. В сентябре 1960 года родилась новая наука — бионика, это содружество трех наук: биологии, математики и физики. Недаром гербом, символом этой науки стал скальпель (символ биологов), паяльник (символ физиков) и соединяющий их знак интеграла (символ математиков), а девизом этой науки стали такие слова: «Живые прототипы — ключ к новой технике».
Появление науки бионики, конечно, не случайно: жизнь давно требовала пристального внимания наук друг к другу. Бионика официально родилась в 1960 году, а за четверть века до ее рождения советский инженер Игнатьев, наблюдая за бобрами, вернее, за тем, как они грызут стволы деревьев, предложил самозатачивающиеся резцы, которыми теперь снабжены многие металлорежущие станки. А ведь сделаны эти резцы по принципу бобровых зубов!
Но если углубиться в историю, то даже в очень далекие времена можно найти множество примеров, подтверждающих, что человек всегда и постоянно учился у животных, подражал им, копировал их.
Можно привести множество примеров того, как человек благодаря животным открыл лекарственные свойства растений. Например, валерьяну, как лекарство, открыли благодаря кошке. В честь нее в народе валерьяна так и называется — «кошачьей травой». По преданию, пастух Хирон, наблюдая за животными, открыл лечебные свойства золототысячника и первый стал применять это растение для лечения ран. Именно наблюдение за животными — за тем, как лисы и барсуки выносят своих детишек даже ранней весной на солнышко, — натолкнуло датского ученого Нильса Финзена на мысль лечить солнечными ваннами многие болезни. А грязевые ванны — это ведь тоже «подсказка» животных.
У лисы такой хитрый взгляд, будто она знает какие-то секреты, да не хочет открывать их людям. А может, и правда знает?
Но не только в медицине люди подражали животным, учились у них.
Археологи находят орудия древнего человека. Палеонтологи, изучая их и сравнивая с некоторыми животными, приходят к выводу, что, например, многие каменные орудия напоминают птичьи клювы. Конечно, мы можем только предполагать, что первобытный человек создавал свои орудия, наблюдая, как птицы долбят орехи или кору деревьев, но думается, предположения эти верные. Возможно, у птиц человек научился строить свои первые жилища — шалаши. Очевидно, птицы подсказали ему, как легче и искуснее переплести ветки, как сделать шалаш таким, чтоб в него не попадала вода, не задувал ветер. Может быть, птица подсказала человеку и форму стрелы, а рыба — форму лодки: обтекаемую и заостренную спереди.
Человек научился шить и ткать. Кто «подсказал» ему это? Не птицы ли, искусно сшивающие листья для своих гнезд, и не пауки ли — непревзойденные прядильщики? Очень возможно, что они.
Но человек учился у животных не только доступным и практическим вещам. Он мечтал соорудить крылья и летать, как птицы. Поначалу мечты воплощались в легенды, такие, как легенда об Икаре, но со временем люди стали думать об этом всерьез. Еще пятьсот лет назад Леонардо да Винчи, изучая строение крыльев птиц, летучих мышей, насекомых, думал о создании летательного аппарата.
Человек давно мечтал подняться в воздух. Леонардо да Винчи, считал, что людям в этом поможет крыло птицы. И даже проектировал аппарат с крыльями наподобие птичьих.
А через несколько десятков лет «смерд Никитка, боярского сына Лупатовых холоп» поднялся над землей с помощью крыльев, сделанных по типу птичьих. Летописцы сохранили нам свидетельства о попытках людей летать: в 1699 году поднялся на несколько метров над землей на «голубиных крыльях» рязанский стрелец Серов, за ним последовали другие. Конечно, все их полеты оказались неудачными. И понятно: не было ни знаний, ни расчетов, ни материала для работы над летательными аппаратами — было лишь слепое подражание, которое, естественно, не могло принести нужных результатов. Не знали еще тогда люди, как сложна механика птичьего полета, и не случайно же, впоследствии тщательно изучив полет птиц, они в конце концов отказались от подражания им и создали самолет с неподвижными крыльями.
Но разве крылья летучих мышей хуже?
Некоторые конструкторы верили, что именно такие крылья помогут человеку подняться в воздух.
И тем не менее животным, вернее, их приспособлениям, их «способностям» не уделяли достаточного внимания. Причин тому много: и возможностей для тщательного изучения, а тем более для творческого (не механического, а именно творческого) подражания у людей не было, и знаний не было. И, наконец, сыграло свою роль разъединение наук.
Не могло, например, прийти в голову инженерам и конструкторам, создававшим скоростной самолет, обратиться к зоологам за помощью и за советом, когда они искали способ погасить вредные колебания крыльев у самолетов, развивающих большую скорость. Пока самолеты летали не очень быстро, этой проблемы не существовало. Но вот стали увеличиваться скорости, и появилось колебание крыльев, которое называли фляттером и которое приводило к гибели моделей, к гибели летчиков-испытателей. Авиаконструкторы не догадались обратиться к зоологам, а зоологи не знали, над чем бьются конструкторы. Иначе они рассказали бы, что у некоторых насекомых, в частности у быстро летающих стрекоз, тоже наблюдаются фляттерные явления. Но природа снабдила стрекоз противофляттерными устройствами, утяжелив переднюю кромку каждого крыла. У стрекозы это легко увидеть: в верхней части крыльев хорошо заметно темное хитиновое утолщение. Это и есть противофлят-терное «устройство» стрекозы — так называемая птеростигма, или крыловый глазок.
Конструкторы нашли способ бороться с фляттерными явлениями у самолетов. Но если бы они знали раньше, как устроено крыло стрекозы, можно было бы избежать многих неприятностей.
Итак, с одной стороны, человек наблюдал за животными, подражал им, учился у них, с другой стороны, пренебрегал ими, считая, что они крайне несовершенны, примитивны по сравнению с творениями человека. Но жизнь доказала, кто прав, и инженеры пришли к биологам.
Казалось бы, что может подсказать человеку медлительная и неуклюжая черепаха? Но люди обратили внимание на ее удивительно прочный панцирь. Как он «сделан»? Нельзя ли выведать у черепахи ее секрет?
Даже острые зубы льва, пожалуй, не причинят черепахе вреда.
Союз трех наук еще очень молод. Но на его счету уже немало замечательных открытий. А сколько их впереди и каких удивительных, даже трудно предположить!
«Предсказатели»
Пожалуй, одними из самых первых «работ по бионике», которые провели люди за много сотен лет до официального рождения этой науки, были наблюдения за животными, предсказывающими погоду. Вопрос этот интересовал людей, конечно, не случайно — ведь от погоды зависел урожай, а от урожая — жизнь людей. И вот появляются народные приметы, основанные на поведении животных. Конечно, далеко не все приметы верные. Есть немало ошибочных, появившихся случайно, непроверенных. Но есть немало и очень точных.
Могут возразить: а для чего нужны сейчас эти приметы, когда существует специальная служба погоды, когда имеются точные и надежные приборы?
Конечно, служба погоды есть. Во всем мире вопросами предсказания погоды заняты десятки тысяч людей. Только в нашей стране существуют тысячи метеорологических станций и 7500 постов, ежедневно запускаются сотни зондирующих шаров, атмосферу зондируют радиоволнами, запущены специальные спутники для несения метеорологической службы. Такие же работы ведутся и в других странах. Тем не менее по разным причинам 15–20 % прогнозов оказываются неверными. А вот рыба-голец ошибается лишь в 3–4 случаях из 100! Если голец лежит неподвижно на дне, это верный признак того, что хорошая погода устойчива. Если рыба начинает метаться, надо ждать дождя. Недаром же в Китае крестьяне держат эту рыбу в банках, как раньше в России многие держали в банках вьюна — тоже прекрасный живой барометр. Своим появлением на поверхности вьюн, как и сом, как и некоторые другие рыбы, за сутки сообщает об изменении погоды, о приближающемся ненастье.
В Японии рыбы-барометры признаны чуть ли не официально. Во многих учреждениях, на кораблях, на аэродромах имеются аквариумы с маленькими красивыми рыбками, которым абсолютно верят и крестьяне, и летчики, и рыбаки, и капитаны. И верят не зря: рыбки их никогда не обманывают. А не обманывают, как установили ученые, потому, что плавательный пузырь этих рыбок очень чувствителен к малейшим, даже самым незначительным, изменениям атмосферного давления.
Человек с завистью посматривает на этих рыбок — вот бы такой барометр! Он не только точный — он очень чувствителен к медленным колебаниям давления. А это дает возможность определять изменение погоды задолго.
Ученые ищут способы создать прибор по типу «рыбьего барометра». Но, может быть, раньше создадут барометр по типу того, который есть у насекомых. А он у них, несомненно, есть: давно бы погибли, например, все бабочки — дождь бы их побил, если бы не специальное устройство, которое задолго до ненастья подсказывает им о надвигающейся опасности. И бабочки прячутся в надежное укрытие.
А жуки? Навозный жук — общепризнанный барометр: если он спрятался — жди дождя; летает — будет хорошая погода.
Предсказывают погоду и пиявки, которые перед ненастьем начинают волноваться, и земляные черви, вылезающие на поверхность перед дождем. Очень точно реагируют на изменения погоды пауки, прячущиеся перед ненастьем, и пчелы, не улетающие далеко от улья, если дождь ожидается скоро, и «перерабатывающие» — летающие до позднего вечера над цветами, если в ближайший день-два предстоит затяжная непогода.
Мы знаем множество насекомых и паукообразных, которые чутко реагируют на изменение погоды. Но как они об этом «узнают»? Люди уже поняли, что насекомые очень чувствительны к давлению, которое перед изменением погоды либо поднимается, либо падает. Значит, у животных есть какой-то орган, какой-то «аппарат» типа барометра?
Что за барометр имеется у пауков и у бабочек, еще предстоит узнать. А вот какой «аппарат» есть у мокриц, уже известно. Это крошечные бугорки, покрытые тонкой кожицей — у мокриц их больше ста, — и находятся они главным образом у основания ножек. В бугорках — нервные окончания. Тонкая кожица чувствительна к самым минимальным изменениям давления и немедленно «сообщает» об этом нервным окончаниям. Так мокрица «узнаёт» о предстоящих переменах погоды. Таким же образом узнают об этом и некоторые жуки.
Ученые считают, что животные могут стать моделями не только сверхчувствительных и долгосрочных барометров. Возможно, с их помощью удастся создать прибор, предсказывающий такие стихийные бедствия, как землетрясения.
Землетрясения — одно из самых страшных бедствий, которые преследуют человечество. Предотвратить их пока нельзя. Но узнать о них заранее скоро станет возможным. Много ученых работают сейчас над этой проблемой — ведь каждый год землетрясения уносят сотни тысяч жизней! В 1967 году в Турции произошло землетрясение, в результате которого только в одном городе Варто погибло и было ранено 2 тысячи человек. Всего же в результате ста толчков, каждый из которых был силой в 8 баллов, было убито и ранено 12 тысяч человек. В 1966 году землетрясение в Ташкенте разрушило только жилой площади два миллиона квадратных метров! А ведь землетрясения, как считают ученые, происходят на земном шаре каждые два с половиной часа. Ежегодно на Земле происходит около 20 катастрофических землетрясений (из них 2–3 в населенных пунктах), 19 тысяч таких, которые ощущают люди, и несколько миллионов таких, которые регистрируют лишь приборы. По данным ЮНЕСКО на Земле от землетрясений ежегодно погибают более 14 тысяч человек!
Да, землетрясение — страшное бедствие, и предотвратить его пока нельзя. Но можно ли узнать о нем заранее? Теперь известно, что накопление разрушительной энергии землетрясения происходит постепенно в глубине земной коры. Значит, можно как-то узнать о начинающемся землетрясении, как-то рассчитать скорость его нарастания? Да, видимо, так. Прогнозированием землетрясений с помощью новейших и очень точных приборов занимаются американские и японские ученые, занимаются этим и в нашей стране. Во всем мире занимаются этим вопросом физики, конструкторы, инженеры. Но не стоят в стороне и биологи. Биологи тоже считают себя вправе думать о возможности предсказывания землетрясений. И такое право дают им животные, точнее, наблюдения над животными во время стихийных бедствий.
Существует множество свидетельств очевидцев, записей, наблюдений, и все они говорят о том, что животные заранее чувствуют приближение катастрофы и, если имеют возможность, покидают опасный участок.
В 1902 году извержение вулкана и землетрясение стерло с лица Земли город Сен-Пьер на острове Мартиника. Газовое облако, вырвавшееся из кратера вулкана, сожгло за полминуты всех жителей города — 30 тысяч человек. Из животных же погибла только одна кошка, которая, очевидно, долго находилась в закрытом помещении и не могла заранее покинуть город. Все остальные животные — собаки и кошки, коровы и птицы, все обитатели окрестностей города — змеи и ящерицы, мелкие и крупные звери — заранее покинули опасный район.
Известно, что за два дня до ашхабадского землетрясения, произошедшего в 1948 году, змеи и ящерицы покинули свои норы. Известно, что в югославском городе Скопле за несколько часов до землетрясения, которое произошло в 1963 году, в зоопарке среди зверей началась паника. Известно еще многое. Эти и другие факты дали основания японскому профессору Ясуо Суэхиро начать серьезную работу по изучению поведения живот-ных — предвестников катастроф. Но изучение — полдела. Главное — выяснить, как, каким образом животные «угадывают» приближающуюся катастрофу, найти у них «аппарат», отмечающий малейшие колебания и изменения, и попытаться такой аппарат создать искусственно.
И в 1967 году советские ученые нашли такой «аппарат» у рыб — открыли у них «сейсмический слух».
Есть удивительное животное, у которого ухо на ноге, причем такое ухо, которое может под Москвой зарегистрировать землетрясение, произошедшее в Японии. Называется это насекомое… кузнечиком. Да, это тот самый, всем известный, обыкновенный кузнечик. Но для ученых он далеко не обыкновенный — ведь он способен, очевидно, помочь создать сверхчувствительный аппарат, благодаря которому можно будет за много дней узнавать о надвигающейся катастрофе.
Сколько такой аппарат спасет жизней, сколько ценностей! Поможет ли в этом кузнечик, откроет ли тайну устройства своего необыкновенного уха? Будем надеяться, что поможет. Ведь помогла же людям в предсказании другого стихийного бедствия — штормов и ураганов — медуза!
Штормы — страшное бедствие, как и землетрясения, уносящие ежегодно тысячи жизней. Особенно страшны ураганы, которым почему-то дают женские имена. И хорошо, если о появлении такой «дамы» в одном районе океана радисты успеют предупредить своих коллег. Но даже если те передадут сигнал опасности на корабли, очень немногие, находящиеся в море, успевают укрыться в бухте.
Вот секрет медузы мы разгадали и уже создали замечательный прибор, который задолго предупреждает моряков о шторме.
Не всегда помогают и барометры — ведь они сообщают о приближении шторма часа за два. За это время даже самые быстроходные корабли, находящиеся в открытом море, не могут добраться до порта или изменить курс так, чтоб обойти штормовую зону.
Но если морской барометр сообщает о шторме лишь за два часа, то старые моряки узнают о нем заранее — по поведению птиц или многочисленных рачков, которые обычно прыгают и ползают по берегу у кромки воды, а перед штормом прячутся. «Знает» о приближении шторма и медуза. Вот ее-то и решили «допросить» ученые, выяснить, как она «догадывается» о приближении шторма.
Оказывается, у медузы есть особое «ухо». Это «ухо» улавливает мельчайшие колебания воды, которые появляются за 10–15 часов до шторма. Ухо медузы — это стебелек, расширяющийся на конце. В этом расширении, похожем на колбу и наполненном жидкостью, плавают камешки. Как только появляются характерные перед штормом колебания воды, камешки начинают двигаться, касаться нервных окончаний, которыми усеяны стенки колбы, и раздражать их. Так медуза получает сигнал о приближении шторма и торопится уйти в открытое море, чтоб не быть выброшенной на берег или не разбиться о скалы. Изучив «ухо» медузы, люди уже создали долгосрочный морской барометр — теперь можно узнать о приближении шторма за 15 часов. Усовершенствованное людьми «ухо медузы» указывает, откуда движется шторм, определяет и его мощность.
«Парадокс дельфина» и другие парадоксы
Поначалу дельфин удивлял людей своей общительностью, своим добродушием и доброжелательностью. Рассказывали о многочисленных случаях спасения дельфинами людей, и многие из этих рассказов соответствовали действительности; рассказывали о дельфинах-лоцманах, и это часто тоже было правдой. Потом занялись изучением «языка» дельфинов. В общем, дельфин стал одним из самых популярных животных в мире. И пассажиры, и моряки с удовольствием наблюдали за этими животными, когда они появлялись вблизи кораблей, играли и резвились в море, а потом часто устраивали соревнования с кораблями и всегда выигрывали, оставляя даже самые быстроходные суда далеко позади. И вот эти-то соревнования привели к самым неожиданным результатам.
Наш друг дельфин. Человек уже кое-что о нем знает. Но сколько дельфиньих секретов еще не разгадано!
Однажды люди вдруг подумали: как же так получается — могучий корабль с мощными машинами, острой грудью разрезающий воду, делает 50–55 километров в час, а дельфины его спокойно обходят? Конечно, это была не зависть и не обида проигрывающих соревнование в скорости, а скорее удивление. Удивляться же было чему. Если учесть скорость движения дельфина, если учесть к тому же, что вода — плотная и упругая жидкость — в 800 раз плотнее воздуха, что она оказывает сильное сопротивление движущемуся предмету, то дельфину для того, чтоб плыть с такой скоростью, надо иметь мускулатуру в десять раз сильнее, чем он имеет. И не только мускулатуру — ведь такая усиленная работа требует и усиленного кислородного питания. А у дельфина и мускулы не такие сильные, да и дышит он спокойно.
В чем же дело? Может быть, тут играет роль форма тела животного? Ведь доказал же японский ученый Такио Инуи, что форма тела кита гораздо более подходяща для кораблей, чем та, которую корабли имеют сейчас. Открытием профессора Инуи воспользовались кораблестроители. И оказалось, что корабль, имевший форму кита, чтоб перевезти один и тот же груз, затрачивал на 25 % меньше усилий, чем другие корабли, имеющие обычную форму.
Попробовали сделать модель, точно воспроизводящую форму дельфина. Ничего не получилось — модель испытывала сопротивление воды на 60 % больше, чем настоящий дельфин, хотя была его точной копией, а поверхность ее была отполирована гораздо лучше, чем бока настоящего дельфина.
Нет, здесь, видимо, дело было не в форме. Тогда в чем же? Ученые обратили внимание, что вокруг дельфина почти не образуется завихрений воды. Вода плавно обтекает дельфина, с какой бы скоростью он ни плыл. А ведь с моделью так не получается. Если модель медленно движется — все хорошо, вода плавно обтекает ее. Но стоит модели (или любому другому предмету), как бы отлично ни была отполирована его поверхность, ускорить движение — появляются завихрения. Эти-то завихрения и мешают плыть быстро. Например, на преодоление их подводная лодка затрачивает чуть ли не 90 % мощности своих моторов!
И снова начались исследования, пока наконец люди не поняли: дельфин имеет колоссальное преимущество перед кораблями.
Точнее, дело не в самом дельфине, а в его коже. Начали рассматривать кожу, изучать ее, проверять все ее достоинства. И вот выводы: именно эта кожа, состоящая из трех слоев, очень сложная по своему строению, с множеством ячеек, заполненных жиром и водой, именно эта кожа и позволяет дельфину побивать рекорды скорости. Благодаря такой коже, мягкой, прогибающейся в нужных местах, вокруг дельфина при движении, даже при очень быстром, не образуется завихрений, вода плавно обтекает его. Выводы решили проверить. В 1958 году работающий в США немецкий инженер Д. Крамер изготовил искусственную «дельфинью кожу». Затем три модели обтянули этой «кожей», а четвертую, гладко отполированную, для контроля оставили без покрытия. И вот когда катер потянул эту четвертую модель, вокруг нее сразу стали образовываться водяные вихри. Модели же, покрытые «дельфиньей кожей», испытывали сопротивление воды наполовину и даже на 60 % меньшее!
Искусственной «дельфиньей кожей» решили обтянуть корпуса катеров.
И они показали несвойственную для них резвость!
На очереди опыты с большими кораблями. Что-то покажут они?
Правда, у ученых и инженеров еще очень много работы: искусственная кожа далека от совершенства, кроме того, скорость движения дельфинов зависит не только от кожи, а еще от многих причин. Но так или иначе, тайна дельфинов приоткрыта и сделаны первые шаги по созданию скоростных кораблей по «патенту» дельфинов.
Но дельфины — не единственные скоростники подводного мира. Меч-рыба развивает скорость до 100 километров в час. Удается ей это благодаря форме хвостового плавника и его способности изменять свою форму.
И вот уже советский инженер А. А. Усов проделал опыт: он вместо гребного винта поставил раму с пластинками, которые совершают колебательные движения и изменяют свою форму. И лодка, на которой была установлена такая рама, развила скорость чуть ли не вдвое больше, чем лодка с обычным гребным винтом.
Проблема скорости, проблема силы двигателей — одна из важнейших проблем: ведь с каждым годом увеличиваются морские перевозки, а значит, должно увеличиваться количество судов. Но экономисты подсчитали, что гораздо выгоднее увеличивать их грузоподъемность. Вот тут-то и поможет дельфин, «научивший» людей преодолевать сопротивление воды, вот тут-то и помогут рыбы, и в частности, рыба-меч и многие другие. А подводникам помогут кальмары, спруты, осьминоги, каракатицы. Особенно интересуют ученых кальмары, имеющие настоящий ракетный двигатель. Всасывая в большой мускульный мешок воду, кальмар с силой выбрасывает ее и мчится подобно ракете. Как считают некоторые специалисты, он может развить скорость до 150 километров в час, причем при большой скорости он прекрасно маневрирует, поворачивается, поднимается вверх или опускается. На всасывание и выталкивание воды ему требуются каждый раз какие-то доли секунды. Когда кальмар, развив скорость, выскакивает из воды, он пролетает (иногда на высоте 10 метров) метров 50–60.
Понятно, что такой идеальный двигатель не мог не заинтересовать инженеров и ученых. Инженер В. С. Дзякевич сконструировал судно с водометным двигателем по принципу «двигателя» кальмара; насосы всасывают воду в камеры, из которых она через сопло с силой выталкивается.
Конечно, водометный двигатель очень далек от «двигателя» кальмара по своему совершенству. Но зато катеру уже не надо ни колес, ни гребного винта, он может двигаться по мелким рекам и почти вплотную подходить к берегам.
А нельзя ли найти еще какой-нибудь способ передвижения по мелководью?
И вот ученые обратили внимание на небольшое насекомое, лихо раскатывающее по воде. Да, не плавающее, а именно катающееся, как конькобежец по льду. Тоненькие ножки этого насекомого, которое называется водомеркой потому, что она то и дело пересекает водоем, будто измеряет его, «обуты» в специальные «ботиночки» — это волоски, смазанные жиром. Благодаря этим «ботиночкам» насекомое, упираясь в водяную пленку, спокойно держится на поверхности воды. Ему-то уж совсем не важна глубина.
Если бы люди могли разгадать секрет ног паука, какие бы они создали аппараты!
Вот бы судно на таких «ногах»! Такому судну никакие мели не страшны!
И ученые всё внимательнее присматриваются к водомерке.
На земле и под землей
А по берегу, тоже на длинных и тонких ногах, ходит другое существо, которое интересует ученых еще больше, чем водомерка. Существо это обладает великой тайной, и разгадать ее вот уже несколько лет пытаются, но никак не могут ученые многих стран.
Существо называется пауком — тем самым пауком, с которым знакомы все с детства, о котором рассказывают множество небылиц и о котором очень немногие знают правду.
Пауки — прекрасные предсказатели погоды, и ученых очень интересуют «барометры» этих животных. Но еще больше инженеров интересуют ноги пауков.
Пауки бывают разные: большие и маленькие, одни тускло окрашены, другие — ярко, третьи меняют цвет, как хамелеоны, есть такие, которые передвигаются очень медленно, есть быстроходы, есть прыгуны — они прыгают вверх чуть ли не на десять сантиметров, хотя сами не больше сантиметра в высоту. Если бы человек мог так прыгать, он бы свободно перепрыгивал пятишестиэтажный дом. Какие же должны быть сильные мускулы для таких прыжков!
А у паука вообще нет никаких мускулов. Его ноги — пустые трубки. В эти пустые трубки поступает кровь. Если кровь будет поступать медленно, ноги-трубки разогнутся медленно. А если поступит сразу и под сильным давлением?
Когда шланг для поливки улиц, лежащий свободно, вдруг сразу и под давлением наполняется водой, он мгновенно распрямляется, становится твердым и упругим. Иногда такой быстро разгибающийся шланг и не удержишь в руках. Примерно то же самое происходит и с ногами паука. Кровь с силой и сразу приходит в ноги-трубки, они сразу распрямляются, и паук делает шаг или прыжок. Через мгновение давление крови понижается, и нога паука свободно сгибается. Еще через мгновение все повторяется.
Секрет ходьбы и прыжков люди разгадали. Но как паук умудряется молниеносно повышать свое кровяное давление и так же молниеносно понижать его, этого люди до сих пор понять не могут. А понять очень хотелось бы! Ведь какую машину можно было бы сконструировать с такими ногами!
У паука восемь ног. Может быть, и у шагающей машины будет восемь ног? А может быть, четыре. А может быть, и двадцать или тридцать — это уж решат инженеры. Им виднее. Есть сторонники всяких проектов. И многоножка, как один из объектов, не обойдена вниманием. Повозка на многих ногах уже сконструирована советскими инженерами. Эта «сороконожка» показала прекрасные результаты при испытаниях — она легко перебиралась через овраги, ее не останавливали болотистые места — шагает себе и шагает!
Между прочим, идея шагающих механизмов, шагающих машин не такая уж новая. Еще в прошлом веке замечательный русский изобретатель П. Л. Чебышев предложил конструкцию шагающей, или, как он сам ее называл, «стопоходящей машины». Ноги у этой машины были опять же «позаимствованы» у животного — они явились точной копией ног кузнечика.
Может быть, секрет устройства паучьих ног пригодится не только инженерам, но и медикам.
Не позаимствовали ли люди и эту конструкцию у пауков?
«Стопоходящая машина» Чебышева не нашла своего применения, но вот автомобиль-кенгуру, над которым работают современные ученые, безусловно будет встречен с радостью и автолюбителями, и транспортниками, и геологами, и путешественниками. Этому автомобилю не нужна дорога — он пройдет всюду. И не только сам пройдет — он проведет за собой прицепы, протащит груз.
Кенгуру — замечательные прыгуны.
Машина-паук и автомобиль-кенгуру еще только разрабатываются. А вот машина, построенная благодаря «подсказке» пингвинов, уже существует.
На севере нашей страны, где нет ни дорог, ни даже тропинок, глубокие снега позволяют передвигаться лишь на оленях или собаках. Мощные же вездеходы проходят не всюду, да и двигаются они медленно. Аэросани тоже проходят не всюду и не приспособлены для перевозки крупногабаритных и тяжелых грузов.
Давно уже необходима машина, которая могла бы легко и быстро передвигаться по снегу, перевозить людей и грузы.
Но как сделать такую машину? У кого поучиться?
Как-то инженеры и ученые обратили внимание на способ передвижения пингвинов. Ходят пингвины, как известно, на двух ногах, очень медленно, переваливаясь с боку на бок. Лишь в воде они ловкие и быстрые. Ну, а как поступает пингвин, если надо поторопиться на суше, спасаясь от опасности, например? Оказывается, в этих случаях пингвин не пользуется ногами — он ложится на живот и изо всех сил отталкивается ластами.
А что, если попробовать скопировать пингвина?
Горьковчане-ученые и конструкторы попробовали. Они сделали снегоход, которому не нужны дороги, не страшны метели и заносы, который не боится рассыпчатого снега. Эта машина лежит днищем на снегу, а колесные плицы, расположенные сбоку, двигают ее, заставляя скользить. Ни дать ни взять пингвин. Недаром же эту машину так и прозвали — «Пингвин».
Вот так в случае опасности пингвины передвигаются по суше.
Живыми моделями пользуются ученые и конструкторы для проектирования не только наземных машин. Людям еще предстоит освоить земную глубину, заглянуть туда, куда заглядывали до сих пор лишь писатели-фантасты. А для этого нужны будут специальные машины. Впрочем, они нужны и сейчас. Сколько, например, тратится сил, времени, денег для того, чтоб проложить на городской улице новый телефонный кабель, сменить водопроводные трубы или исправить повреждение электросети. Иногда приходится взламывать асфальт на большой площади, а потом заново асфальтировать улицу. А нельзя ли сконструировать какую-нибудь землеройную машину? Ведь сколько животных прокладывают себе ходы под землей. Как они это делают?
Конечно, и над этим думают ученые, внимательно приглядываясь к насекомым и их личинкам, живущим в земле. Пока одной из наиболее подходящих и пригодных для копирования живых моделей люди считают маленького червячка, в сантиметр-полтора длины, — приапулида. Этот червяк прокладывает ходы во влажном грунте на дне моря. У червя мускулистое тело, заполненное жидкостью и снабженное приспособлениями, удерживающими его тело в грунте. Упираясь в грунт, червяк сжимает, а затем выпрямляет свое тело и хоботком, усаженным полутора тысячами шипов, пробивает небольшой тонкий ходик. Затем из тела в хоботок с силой поступает жидкость, хоботок расширяется и обжимает ход. При этом червяк поворачивает хоботок под углом, еще более расширяя ход. Затем подтягивает тело, а хоботок втягивает в себя. Укрепившись на новой позиции, приапулида вновь с силой посылает вперед хоботок-бур, делает новый тоненький ход, расширяет его, обжимает, и снова все повторяется.
Действия приапулиды заслуживают всяческого внимания. Но разве крот — не объект для наблюдения и изучения именно с точки зрения подземно-проходческой машины? Конечно же, объект. И его тоже изучают. И даже уже сконструированы «железные кроты», которые прошли испытания.
Есть и другие животные, которых ученые, возможно, используют, когда будут создавать роющие и землепроходные машины. Но гораздо больше хлопот с летающими животными — ведь летает одна треть всех живущих на Земле! Только вот кого выбирать для изучения?
Конечно, птиц! — скажут одни.
А может быть, насекомых? — спросят другие.
Птицы или насекомые?
Если человек стремится усовершенствовать передвижение по воде и под водой, по земле, под землей и даже по снегу, то почему бы не усовершенствовать средства передвижения по воздуху?
Это может показаться несколько странным: уж где-где, а в воздухе человек добился колоссальных успехов, причем в очень короткий срок. Ведь еще несколько десятилетий назад он только лишь мечтал подняться в воздух, а сегодня уже летает со сверхзвуковой скоростью!
Но человек — существо беспокойное, его не удовлетворяет достигнутое, он многим недоволен. И каждый день ему приходится решать новые технические проблемы.
Вот например: чем самолет больше или чем он быстролетнее, тем большая посадочная площадка ему нужна. Для сверхзвуковых истребителей она должна быть не меньше трех с половиной километров. Это человека не устраивает. Его вообще не устраивает величина аэродрома.
Еще совсем недавно полет казался чудом, а теперь уже нас не устраивают аэродромы — велики!
Из-за их размеров авиация играет в жизни людей меньшую роль, чем могла бы играть. Например, как без аэродрома доставить людей и грузы в горные районы? Конечно, существуют вертолеты. Но у них другие недостатки. А вот птицы…
Ах, птицы! — усмехнется скептик. Ну да, конечно, птицы. Они могут и садиться и взлетать без разбега. Но ведь уже пробовали подражать птицам и отказались — ничего не вышло. Ничего не вышло, верно. А вот насчет того, что люди отказались от подражания им, это не так: отказались временно, потому что не были достаточно подготовлены, потому что не могли понять до конца тайну птиц, тайну их полета, тайну их крыла. Сейчас для изучения птиц используется новейшая техника, новейшие достижения науки. Но птицы еще продолжают хранить свои тайны.
До сих пор человек не может понять, как птицы совершают свои многотрудные перелеты. Ведь иногда им приходится летать над морем или над пустыней, где нельзя приземлиться, отдохнуть, пополнить «запас горючего» — поесть.
А маневренность птиц? Да разве какой-нибудь летательный аппарат может сравниться с фигурами высшего пилотажа хотя бы ласточки или стрижа, которые они проделывают на огромной скорости? А уж о колибри, которая весит-то всего граммов 5, но способна летать и вперед головой, и вперед хвостом, и висеть над цветком, как вертолет, делая при этом по 50 взмахов крыльями в секунду, и говорить нечего!
А подъемная сила птиц? Ведь птицы по сравнению с самыми мощными самолетами могут нести в воздухе груз в десятки раз больший (в соотношении к их весу, конечно).
Ну и, наконец, скорость полета. Современный самолет делает примерно 1000 километров в час. Почтовый голубь—60 километров. Кажется, о чем тут говорить? Но если сравнить величину самолета и величину голубя и соответственно их скорость, то самолет останется далеко позади.
Итак, подъемная сила, маневренность, скорость, способность взлетать и садиться — эти и многие другие вопросы не дают людям покоя, заставляют в сотый, в тысячный раз браться за расчеты, наблюдать за птицами в полете и в клетках, изучать, сравнивать, моделировать. Уже имеются пробные модели «птицелетов», или, как их называют, орнитоптеров, но от моделей до настоящих машин еще очень далеко. Предстоит решить тысячи проблем, открыть множество птичьих тайн, прежде чем будет создан летательный аппарат с машущими крыльями.
А пока люди лишь мечтают об этом и с завистью смотрят на чудо из чудес — птиц.
Отличный летун буревестник!
Но, собственно, почему только на птиц, — могут спросить энтомологи, — ведь есть не менее прекрасные и удивительные летуны — насекомые?
Энтомологи правы.
Начнем со скорости. Если сравнить скорость самолета «ТУ-104» (900 километров в час) со скоростью голубя (60 километров в час), то за одно и то же время, допустим за минуту, самолет пролетит расстояние в 1500 раз больше своей длины, голубь — в 5000 раз, а неуклюжий шмель — в 10 000 раз больше собственной длины. Напоминаю: речь идет не об абсолютной, а об относительной скорости. А что же говорить о некоторых видах стрекоз, которые делают по сто и больше километров в час? Значит, они в минуту пролетят расстояние примерно в 20–30 тысяч раз больше собственной длины! Если бы самолет летел с такой скоростью, он бы за час раз двадцать — тридцать облетел земной шар по экватору. Итак, в скорости насекомые не только могут соперничать с птицами, но и явно опережают их.
Если говорить о дальности перелетов, то и тут насекомые не отстанут. Недавно стало известно о межконтинентальных перелетах бабочек, о тысячекилометровых перелетах божьих коровок и таких же многокилометровых перелетах стрекоз. И опять, если сравнить их с перелетами птиц — даже в абсолютной длине, — многие насекомые не уступят птицам. Что же говорить об относительной длине пути!
Ученые считают крыло птицы чудом техники. И действительно, какая машина, какой аппарат может сравниться с крылом маленькой птички, которая за один лишь перелет делает без перерыва почти миллион взмахов? Но если птица летит 40–50 часов без остановки и все время машет крыльями, то насекомые так долго без остановки не летят. Правда, известны случаи, когда некоторые виды бражников за сутки совершали и совершают перелеты в тысячу и больше километров — с берегов Черного моря к берегам Балтийского или в Москву. Но это исключительные случаи, как и перелет стрекоз над морем на расстояние полутора тысяч километров или перелет саранчи через Красное море.
Обычно же насекомые, летая, время от времени присаживаются отдохнуть. Но даже на коротких отрезках пути они делают во много раз больше взмахов крыльями, чем птицы. Если, допустим, птица делает в среднем 4–6 взмахов крыльями в секунду, то в минуту это будет 240–360 взмахов. Шмель же в секунду делает 240 взмахов крыльями, комнатная муха — 330–350, комары, в зависимости от вида, — и 600 и 800, а некоторые виды — до 1000 взмахов в секунду. Какой же прочности должны быть крылья, чтоб выдержать такую нагрузку — 60 000 взмахов в минуту!
Теперь о маневренности. Есть, конечно, среди трети миллиона летающих насекомых и плохие летуны, и насекомые с плохой маневренностью. Но есть и настоящие мастера высшего пилотажа.
Тот, кто наблюдал за стрекозой-коромыслом или стрекозой-дозорщиком, безусловно видел, как она охотится. Вот стрекоза летит прямо, затем круто сворачивает, пикирует или резко взмывает вверх. И снова — вираж, поворот, пикирование. А ведь ее жертва — это обычная муха — тоже проделывает такие же фигуры. Кстати, мухи, да, обыкновенные мухи, как и стрекозы, — одни из самых непревзойденных летунов и по способности выполнять фигуры высшего пилотажа, и по маневренности — им доступен любой поворот, — и по способности некоторых мух висеть неподвижно в воздухе. А взлет и посадка? Вот по стене ползает муха. Раз! — и нету ее, она уже взлетела. Взлетела свободно с пола, и так же свободно с потолка, по которому ходит вниз спиной.
Нечего и говорить, что мухам, как и другим насекомым, не нужна никакая взлетно-посадочная полоса.
А способность некоторых ночных бабочек неподвижно висеть над цветами, ловко выбрасывая хоботки, точно попадая ими в цветок и высасывая нектар, — разве это не заслуживает внимания?
Наконец, подъемная сила насекомых. Опытами установлено, что у некоторых насекомых она во много раз больше, чем у птиц, и, уж конечно, во много раз больше, чем у самолетов даже самой новейшей конструкции.
Что ж, насекомые — вполне достойные соперники птиц. И неизвестно, кто из них станет «прообразом» летательного аппарата. Может быть, и те и другие? Может быть, ученые возьмут кое-что у одних, кое-что у других? Может быть, открыв тайны и птиц, и насекомых, создадут совершенно новый, ни на что не похожий летательный аппарат?
В 1907 году человек попробовал взлететь с помощью вот такого планера.
Все может быть. И будет. Но путь к этому будущему летательному аппарату очень труден.
Животные нелегко расстаются со своими секретами. Уж, казалось бы, как известен и изучен майский жук. Мы знаем, что, прежде чем взлететь, он накачивает в специальные мешки воздух, что и он сам и его личинка — опасные вредители, что они губят листья и корни деревьев, что десять личинок майского жука способны уничтожить всю растительность на квадратном метре, мы знаем, когда он летает и когда откладывает яички. А вот как летает, до сих пор непонятно!
Так в чем же секрет птичьего крыла?
По всем расчетам, для того чтоб летать так, как он летает, майский жук должен был бы иметь по крайней мере в два-три раза большую подъемную силу, то есть его «мотор» должен был бы быть в два-три раза мощнее. Но майский жук, не зная ни о каких расчетах ученых, почему-то летает вопреки всякой логике!
И опять — птицы или насекомые?
То, что птицы улетают зимой в теплые края, а весной возвращаются обратно, сейчас уже ни у кого не вызывает сомнений. Из 100 миллиардов птиц (такое количество их примерно живет на Земле) приблизительно 1/5 часть ежегодно отправляется в путешествие и возвращается обратно.
Сначала люди не могли поверить в сам факт перелетов, а убедившись, что это действительно так, стали выяснять, куда же улетают на зиму птицы из холодных краев.
Долго не могли найти способ, как выяснить это, пока в 1899 году датский учитель Мартене не предложил кольцевать птиц — надевать на лапку пойманной птицы колечко из легкого металла. На таком кольце много не напишешь, да и не надо: достаточно лишь названия города, куда следует отослать найденное кольцо, номера и буквы, означающих серию. А уж ученые по номеру сами установят, где и когда окольцована эта птица.
За семьдесят с небольшим лет — с того дня, как датский учитель надел на лапку птицы первое кольцо, — помечено уже около 10 миллионов птиц. Благодаря этому люди узнали, где зимуют птицы, узнали их маршруты и трассы перелетов, сроки, скорость и высоту полета воздушных путешественников. Но чем больше люди узнавали, тем больше загадок задавали им птицы.
У муравьев можно бы научиться многому.
Выносливость, экономичность полета, сила крыльев — все поражало людей, и над выяснением этих вопросов работают ученые сейчас.
Но, пожалуй, больше всего ученых занимает вопрос, который можно было бы сформулировать так: каким образом птицы находят дорогу?
О том, что птицы легко находят нужное направление, точно прилетают в определенное место, было известно очень давно: ласточек и голубей для передачи сообщений люди использовали еще пять тысяч лет назад. Использовали их и египтяне, и римляне, и древние греки. Уезжая, они брали с собой пойманных недалеко от дома на гнездах птиц. Заранее договорившись с друзьями или близкими о значении условных знаков (например, красная ленточка — успех, синяя — неудача), они затем привязывали к лапе птицы соответствующую ленточку, и через некоторое время птица приносила домой весть об успехе или неудаче.
Со временем условные знаки уступили место запискам, вложенным в специальные капсулы, прикрепленные к лапкам. Однако с развитием современной связи голубиная почта прекратила свое существование. Прекратила… на время: прошло несколько десятков лет, и теперь, в век спутников и космических средств связи, люди вновь вернулись к голубиной почте, найдя ее в ряде случаев более удобной. Например, в годы второй мировой войны только в английской армии «служило» более 200 тысяч почтовых голубей. Некоторые зарубежные телеграфные агентства и сейчас используют голубей для передачи коротких сообщений — считают это наиболее надежным, быстрым и выгодным средством.
Долгое время думали, что голуби так быстро и точно возвращаются благодаря своей удивительной памяти: запоминают дорогу с первого взгляда. Но что значит запомнить дорогу? Ведь для того, чтоб запомнить дорогу, надо ее хотя бы видеть. Голубей же, как правило, перевозили в закрытых корзинах или ящиках. Но факт остается фактом — голуби возвращаются, куда бы их ни увезли.
Одна из теорий, пытавшаяся объяснить, как голуби находят обратную дорогу, заключалась в том, что птицы якобы механически запоминают все повороты и отклонения от первоначальной точки. Чтоб проверить, так это или нет, птиц везли в ящиках, установленных на вращающихся патефонных дисках, и даже усыпляли. И все-таки птицы возвращались, если в дороге с ними не приключалась беда. Значит, дело тут не в памяти — ведь никакая память не поможет усыпленной птице восстановить маршрут, по которому ее везли.
У орнитологов есть термин — «хоминг» (от английского слова, означающего «дом»). У птиц действительно очень сильно развито чувство дома, и голуби тому пример. Да и не только голуби: опыты показали, что к дому, к родному гнезду возвращаются и увезенные от него многие другие птицы. Но ведь птицы летят не только к дому, но и от него, когда отправляются на зимовки.
После поражения «теории памяти» появилась новая — «теория спирали». Суть ее заключалась в том, что птицы летят на зимовки и обратно не по прямой, а спиралями, кругами. Круги эти всё расширяются и расширяются, пока птица наконец не увидит знакомые признаки, которые помогут выбрать правильный маршрут.
У сторонников «теории спирали» были доказательства. Например, прекрасное зрение птиц. Установили, что с высоты 200 метров птица видит на 50 километров, а с 2 тысяч метров радиус ее обзора уже составит 160 километров. Еще один аргумент сторонников «спирали» — длительность перелета птиц. Ведь некоторые птицы затрачивают на перелет иногда по нескольку месяцев, в то время как стриж, например, делающий по 1000–1200 километров в день, может совершить все путешествие за неделю. Сторонники «спирали» объясняли это именно тем, что птицы летят не прямо, а кругами.
Но эта теория тоже оказалась несостоятельной. Стало известно, что длительность полетов птиц зависит от других причин — они в полете отдыхают, кормятся, пережидают непогоду. Было доказано, что, пролетая над океаном, птицы не могут найти подходящих ориентиров. Наконец, увидеть и узнать эти ориентиры можно лишь во время повторного полета, а ведь молодые летят на зимовку в первый раз.
На смену «теории спирали» пришло утверждение, что молодых ведут старики. Эта теория жила долго, и опровергнуть ее было трудно. Тем более, что у некоторых птиц старики действительно иногда летят вместе с молодыми. Однако сейчас ученые установили, что, как правило, для выбора маршрута молодые птицы не нуждаются в помощи старых. Если бы это было не так, молодые скворцы не улетали бы раньше старых, кукушки, не знающие своих настоящих родителей, не могли бы улетать на юг, а они это делают, причем улетают в одиночку. Мало того: молодые кукушки, впрочем как и многие другие птицы, зимуют не там, где старики. Ученые проделали множество опытов, провели огромное количество наблюдений и убедились: мнение, что старики показывают дорогу молодым, не верно.
В середине прошлого века русский ученый академик А. Ф. Миддендорф выдвинул теорию магнитной ориентации птиц. По этой теории птицы чувствуют не только, в каком направлении находится магнитный полюс, но и магнитные отклонения. Чтоб проверить эти утверждения, было снова проделано множество опытов: птицам надевали магниты, создавали вокруг них магнитное поле, которое должно было сбить их с пути, завозили их в такие точки земного шара, где силы вращения Земли должны были помешать птице выбрать направление, если действительно дело в магнитном поле. Но… все напрасно.
Тайну птичьих перелетов помогают выяснить кольца, тысячи которых ежегодно надеваются на лапки птиц.
Кольца расскажут, куда птицы улетают и откуда прилетают, где вьют гнезда.
Правда, у магнитной теории есть приверженцы до сих пор, но существует и много других теорий. Такие, как, например, «тепловая ориентация», по которой птица, благодаря своей сверхчувствительности, улавливает самые слабые потоки теплого воздуха, идущего с юга. Однако и эта теория не подтвердилась.
Теории возникали и опровергались одна за другой. И опровергались они главным образом опытами, которые основывались на «методе завоза». Он заключается в том, что птицу ловят на гнезде или перехватывают на пути пролета и куда-нибудь увозят. Затем метят и отпускают.
Долгое время это был единственный метод проверки скорости и верности перелетов. Метод этот доказывал несостоятельность многих теорий, но сам не мог дать ответ на интересующие ученых вопросы. А наука шла вперед, появились новые приборы, открылись новые возможности. Их-то и использовал немецкий ученый Густав Крамер, начавший серию опытов по методу «круглой клетки» и получивший удивительные результаты.
Люди давно заметили: с наступлением весны или осени птицы, находящиеся в неволе, тоже начинают волноваться — хлопают крыльями, летают по клетке. Но полеты эти отличаются от обычного порхания птиц — они имеют строго определенное направление. И даже когда птица сидит на жердочке, голова ее обращена в определенную сторону. Эти наблюдения и дали толчок к опыту.
В круглую клетку, закрытую со всех сторон, поместили скворца. Сама клетка находилась в круглом павильоне, тоже закрытом со всех сторон. Лишь в потолке было сделано восемь окошек, сквозь которые скворец видел небо. И вот когда небо было затянуто тучами, скворец летал по клетке как угодно, садился на любые жердочки. Но стоило в одном из окошек появиться солнцу, как поведение птицы менялось: она начинала ориентироваться на солнце.
Чтоб проверить, действительно ли солнце указывает скворцу путь, с помощью зеркал стали менять направление лучей. И скворец, не чувствуя, конечно, обмана, неуклонно следовал за светилом.
Это было великим открытием, перевернувшим все представления о способе ориентировки птиц. Крамер, а затем и другие ученые проделали множество опытов с разными птицами. При помощи зеркал и механизмов они изменяли «скорость» солнца, «останавливали» его, всячески пытаясь сбить птиц, обмануть их. И каждый раз опыты подтверждали — путь птицам указывает солнце.
Но когда это было доказано, встал другой, не менее сложный вопрос. Солнце движется. И если птицы выбирают путь по солнцу, то почему все-таки не сбиваются с пути?
И тут обнаружились еще более поразительные «способности» птиц. Человек, умеющий ориентироваться, может по солнцу найти правильное направление — он знает, что утром солнце бывает на востоке, днем на юге, вечером на западе. Имея под руками часы, он может при помощи солнца довольно точно определить направление. Но ведь у птиц нет часов, чтоб делать «поправки» на движение солнца и точно определять направление.
Оказывается, есть! И не только у птиц. Часы, которые называются физиологическими или биологическими, есть и у человека, и у насекомых, и у растений.
Мы привыкли считать, что часы — это какой-нибудь предмет, прибор, в общем, какая-то вещь. Биологические часы — это не предмет, а явление. Неизвестно, где эти часы находятся, их нельзя увидеть. Но живые организмы чувствуют их присутствие постоянно и обойтись без них не могут. Вот два самых простых примера. Человек летит на самолете из Москвы в Иркутск. Разница во времени — 5 часов. В Москве он привык ложиться в 12 часов ночи, а вставать в 7 утра. 12 часов ночи в Иркутске наступает тогда, когда в Москве 7 часов вечера. И москвич долго будет ворочаться с боку на бок, безуспешно пытаясь заснуть: свои ручные часы он переставил на 5 часов вперед, а биологические еще идут по московскому времени. То же самое произойдет утром: в 7 часов утра москвичу в Иркутске будет очень трудно проснуться — в Москве в это время 2 часа ночи. С иркутянином в Москве произойдет обратное — в 7 часов вечера он захочет спать, а в 2 часа ночи проснется. Пройдет несколько дней, пока биологические часы настроятся по местному времени.
Второй пример. Ранней весной можно срезать несколько веточек и поставить их в воду. И хоть на улице еще холодно, на веточках набухнут почки, а потом появятся листья. А зимой, даже если в комнате будет очень жарко, ничего подобного не получится: «часы» растений «заведены» на определенное время. Они дают команду просыпаться весной и засыпать осенью, по биологическим часам начинается весеннее сокодвижение и опадают листья.
Биологические часы управляют жизнью животных: утром будят дневных, вечером — ночных; биологические часы «заставляют» животных впадать в зимнюю спячку, перелетных птиц — улетать на юг, они «подсказывают», когда надо рыть норы или вить гнезда, и так далее. Нельзя сказать, сколько этих часов в организме; неизвестно, разные часы управляют разными поступками животных или одни. Но факт есть факт: такие часы существуют. И то, что они помогают птицам ориентироваться по солнцу, тоже факт, уже установленный.
Итак, солнце — ориентир, указывающий направление; биологические часы — «прибор», помогающий делать «поправки» на движение солнца и не сбиваться с курса. Но, оказывается, и этого мало: ведь птицы летят не только в определенном направлении, но и в совершенно определенное место. А для этого недостаточно уметь лишь правильно определять сторону света. Многие птицы совершенно точно находят места, затерянные в океане, другие, совершив многотысячекилометровые перелеты, возвращаются не только в родные края, но буквально на то же место, где свили гнездо в прошлом году (а нередко — и в это же гнездо). Молодые возвращаются на то же место, где появились на свет, и устраивают свое гнездо поблизости от «родного дома». Что помогает птицам лететь с такой точностью, что это за удивительный «прибор», не дающий им сбиться с пути, если учесть к тому же, что на пути птиц и ветер, и воздушные потоки, и множество других сил, которые невозможно предугадать и которые очень мешают полету?
Но все это верно по отношению к птицам, которые летят днем: они ориентируются по солнцу и солнце помогает им выбирать направление.
А ведь очень много птиц летит ночью. Что помогает им тут?
Одни ученые считают, что звезды. Малиновок и славок выпускали в планетарии, и птицы по звездам выбирали направление. Но вот менялась звездная карта неба, и птицы сразу же меняли маршрут. Да, это бесспорное доказательство того, что птицам помогают звезды.
Однако другие опыты показали, что и птицы, летящие ночью, способны ориентироваться по солнцу. Они как бы засекают положение заходящего солнца, и это дает им возможность выбирать направление ночью.
Но пока разрабатывались теории, делались опыты с птицами, ученый мир взволновали новые открытия — открытия межконтинентальных перелетов насекомых и, в частности, бабочек.
Перелеты бабочек, так же как и птиц, люди наблюдали очень давно. Старинные книги и летописи донесли до нас сведения о многих случаях, когда бабочки «затмевали солнце» над городами Европы, моряки не раз видели тучи бабочек за сотни километров от берега, но никто не мог объяснить, что значат тучи бабочек над городами или появление их в открытом море. Лишь лет 25–35 назад стало точно известно о перелетах бабочек через моря, с материка на материк. Узнали о бабочке номофиле ноктуэлле, которая перелетает из Англии в Северную Африку и обратно, узнали о бабочке монархе, которая направляется зимовать из Канады во Флориду или даже на Новую Зеландию, пролетая при этом чуть ли не четыре тысячи километров. Сейчас ученые знают, что и среди наших бабочек есть страстные «путешественники» — такие, как адмирал, капустница, репейница. Капустницы и репейницы летят стаями, причем огромными, адмирал же предпочитает путешествовать в одиночку. Известна теперь и высота полета некоторых бабочек во время путешествия (обычно — два-три метра над землей) и скорость полета. У капустницы, например, в тихую погоду скорость 7—14 километров в час, по ветру — 30–35.
Даже совершенный вертолет не может соперничать с бабочкой бражником.
Известно уже немало и других подробностей перелета бабочек. Но, к сожалению, не главные. На главные вопросы еще предстоит ответить.
Вот, например: птицам ветер не страшен, разве что сильный. Но при сильном ветре они не летят. Для бабочек же чувствителен, казалось бы, любой ветерок, и даже слабый может снести их с трассы. Но, однако, ветер им не мешает, не сбивает с пути. Видимо, у них есть какой-то неизвестный людям «механизм», направляющий их полет. Люди заметили: чем больше сила ветра, тем больше угол поворота бабочек. Но как они определяют силу ветра? Да и вообще, как бабочки узнают о ветре? Узнать о ветре просто нам, стоящим на земле. В воздухе же очень трудно ориентироваться. А бабочки, как теперь выяснено, не только ориентируются, но и используют потоки воздуха.
Факт перелета бабочек на такие колоссальные расстояния — уже сам по себе удивительная загадка. Ведь крылышки этих насекомых кажутся такими слабыми. А вот переносят же своих «хозяев» с одного материка на другой!
И, наконец, главный вопрос: как бабочки находят дорогу? Тут уж не может быть и речи о какой-то памяти или о том, что молодым дорогу указывают старики: одни летят огромными стаями, другие — поодиночке, одни летят туда и обратно, другие только в один конец. Прилетев, откладывают яички и умирают. В обратный путь летят уже молодые. Очевидно, во всех этих и многих других случаях у бабочек срабатывают какие-то «аппараты», «механизмы». Но какие — вот великий вопрос!
Путешествуют не только бабочки: на большие расстояния перелетают и стрекозы, и божьи коровки, и некоторые жуки. Как они ориентируются? И вот тут, изучая насекомых, люди снова столкнулись с непризнанной, но существующей магнитной теорией. Птицы, считает большинство специалистов, не имеют «магнитного чувства», а насекомые, как показали опыты, имеют. Например, муха почти всегда, садясь на горизонтальную поверхность, располагается либо строго в направлении север — юг, либо запад — восток. Это наблюдалось и у некоторых других насекомых.
Итак, теория магнитного поля не может быть целиком отброшена, хотя бы в отношении ориентации насекомых. Правда, о «магнитных чувствах» бабочек пока данных нет, но ведь мы еще очень о многом не имеем данных.
А иметь эти данные люди должны. Мы даже представить себе не можем, какие удивительные тайны хранят птицы и насекомые. Изучение только одних перелетов и то дает нам многое.
Так, например, зоологи считают, что, зная птичьи трассы, места зимовок, места отдыха, можно организовать охрану полезных птиц.
Но птичьими перелетами и перелетами насекомых интересуются также инженеры и конструкторы. Еще бы! Ведь они, птицы и насекомые, имеют необыкновенные компасы, необыкновенные приборы, которые безошибочно ведут их по курсу, самостоятельно делают поправки, без чьей-либо помощи прокладывают курс.
Как этот компас или не компас, а какой-то другой прибор нужен людям!
Да только ли этот!
Эхолокаторы
Несмотря на то что тайна летучих мышей открыта сравнительно недавно — первые опыты проведены в 1938 году, — об этих зверьках уже написано очень много. И не удивительно: о летучих мышах издавна рассказывали всяческие жуткие истории, они были окружены тайнами и легендами, им приписывалась и кровожадность и даже служение дьяволу. Но все, включая самые необыкновенные свойства, самые необыкновенные качества, придуманные человеком, оказались ничтожными по сравнению с теми чудесами, которыми действительно располагают летучие мыши.
Человек всегда относился к летучим мышам плохо. Виноват в этом и таинственный ночной образ жизни зверька, и его странная внешность. Немного подобрел человек к летучим мышам, узнав, что они очень полезны, что они уничтожают большое количество вредных насекомых, в том числе и малярийных комаров. Но все равно «реабилитация» была не полная. У противников летучих мышей имелись веские доказательства того, что существа они «нечистые», и то, что они ловят насекомых, пусть даже вредных, тоже говорит не в их пользу. Да, ловят. Но как? На лету и часто в полной темноте! Как это им удается без помощи дьявола?
Сторонники летучих мышей ничего не могли сказать в их защиту, хотя и старались. Старались давно — еще в 1794 году итальянец Лацааро Спалланцани пытался понять, как же летает и видит в темноте этот зверек. Он доказал, что летучая мышь, даже ослепленная, прекрасно ориентируется в темноте, а потерявшая слух становится сразу беспомощной. Стоило же удалить из ее ушей затычки, и она снова начинала летать нормально, не натыкаясь на предметы. Спалланцани сделал вывод, что летучие мыши «видят» ушами, однако дальше он пойти не сумел, вернее, не мог: ведь для того чтоб открыть тайну летучих мышей, потребовалось развитие многих отраслей науки, в особенности физики.
Почти через 150 лет ученые повторили опыты итальянца. Но теперь в их распоряжении были аппараты, способные улавливать звуки, не воспринимаемые человеческим ухом. Тогда удалось узнать, что летучие мыши воспроизводят звуки высокой частоты.
Звук — это колебание воздуха. Струна гитары, если ее тронуть, будет колебаться. Колеблясь, она заставит колебаться и окружающий ее воздух. Колебания воздуха в нормальной обстановке распространяются со скоростью 300 метров в секунду и, достигнув барабанной перепонки человеческого уха, заставляют ее колебаться. Сигналы эти через нервы передаются в мозг, и мы слышим звук. Однако не всякий звук. Частота колебаний струны (или другого предмета, создающего колебания воздуха) в секунду называется частотой звука. Частота бывает разная. Человеческое ухо воспринимает звуковые колебания с частотой от 16 до 20 тысяч в секунду. Меньшее количество колебаний и большее мы не воспринимаем. А они ведь существуют: то, что лежит ниже нашего восприятия, называется низкочастотными звуками, выше — высокочастотными.
Летучие мыши издают звуки высокой частоты. Есть летучие мыши, издающие звуки, частота которых 150 тысяч колебаний в секунду! Другие издают звуки с меньшим числом колебаний, но все равно они за пределами человеческого восприятия. И именно благодаря этим звукам летучие мыши могут ловить в любой темноте насекомых. Летучие мыши-рыболовы, летая над водоемами, звуками «нащупывают» рыбу в воде, плодоядные летучие мыши, пролетая между деревьями, благодаря этим звукам отыскивают плоды.
Значит, летучие мыши ориентируются при помощи звука. Вот почему они оказались такими беспомощными, когда им заклеивали уши.
Оказывается, крикнуть — издать звук — недостаточно, надо еще этот звук услышать, точнее, услышать его отраженным.
Каждый человек знает, что такое эхо. Достаточно даже негромко крикнуть хотя бы в пустой комнате, как через мгновение звук, стукнувшись о стены, вернется обратно. Правда, вернется несколько искаженным.
Искажение зависит от многих причин, в том числе и от расстояния, и от материала, из которого сделаны стены.
Именно на этом и основана звуковая ориентация, или, как еще ее называют, эхолокация летучих мышей.
В принципе это выглядит так. Летучая мышь издает звуки высокой частоты, посылает их в пространство. Звуковые волны летят свободно, пока не наткнутся на какое-то препятствие. Наткнувшись, возвращаются обратно, и зверек, у которого уши способны воспринимать высокочастотные звуки, слышит их. По тому, как скоро вернулся звук, зверек узнает, на каком расстоянии находится предмет.
Кажется, не так уж и сложно. Но вот люди начали разбираться более подробно и поняли, до чего великолепный эхолокатор у летучей мыши!
Начнем с того, что какой-то необыкновенный измерительный прибор по скорости вернувшихся сигналов молниеносно измеряет расстояние от летучей мыши до препятствия, на которые эти сигналы наткнулись. Другой необыкновенный аппарат или прибор автоматически направляет полет. Именно автоматически, потому что сознательно затормозить, повернуть или поступить как-то еще в такой короткий срок просто невозможно.
Дальше. Летучая мышь в секунду издает 10–20 серий высокочастотных звуков-разведчиков. «Заинтересовавшись» же чем-то, она издает уже до 250 серий и столько же воспринимает, тотчас же реагируя на них. А как реагирует, можно увидеть, наблюдая за полетом и охотой летучей мыши: ведь все ее повороты и «нырки» возможны лишь благодаря выпущенным и вновь воспринятым звукам, которые, отражаясь от насекомых, возвращаются и руководят полетом зверька.
Чтоб выяснить быстроту реакции, ловкость и точность летучих мышей, было проделано много опытов. Один из них показал, что при обилии насекомых летучие мыши способны в среднем поймать 160–170 комаров в час.
Но это еще не все. Летучие мыши различают не только, на каком расстоянии находится предмет, не только, какой он величины, но даже узнают, съедобный он или нет. Во время опытов зверькам подбрасывали предметы, по форме и величине похожие на мучных червей. Мучных червей летучие мыши моментально подхватывали и поедали, а на несъедобные предметы не обращали внимания.
Самый чувствительный «нос» вот эти усики.
Однако это не значит, что зверьки «ощупывают звуком» только съедобные предметы. Иначе они постоянно натыкались бы на стволы деревьев и на крыши домов, да и вообще давно все разбились бы. В том-то и дело, что звук и его отражение помогают летучим мышам не только успешно охотиться, но и прекрасно ориентироваться в пространстве. Опыты показали, что они способны «почувствовать» натянутую проволоку толщиной в человеческий волос!
Как надо было бы человеку иметь такой аппарат! Сколько людей, лишенных зрения, вновь стали бы почти совершенно полноценными! Правда, кое-что уже сделано — опытная модель эхолокатора для слепых, изготовленная на основе изучения эхолокатора летучих мышей, уже есть. Но она еще очень далека от совершенства. Люди надеются, что летучие мыши помогут сделать ее и удобнее и лучше.
А может быть, помогут не только летучие мыши? В природе существуют и другие животные, обладающие эхолокацией. Например, козодой гуакаро, живущий в Южной Америке, или стрижи-саланганы, знаменитые тем, что их гнезда употребляются для изготовления супов — изысканного блюда для гурманов.
Замечательным эхолокатором обладают некоторые рыбы, киты и дельфины. Вот уж действительно эти животные — клад для изучения, для копирования уникальных приспособлений: и эхолокатор, и кожа, и еще много удивительного есть у дельфинов. Недаром же почти во всех странах мира категорически запрещена охота на этих животных!
«Химики» и прочие
Животными, как живыми моделями природы, интересуются не только инженеры и конструкторы. Той же самой обыкновенной мухой, которую ненавидят врачи, справедливо считая ее разносчиком заболеваний, и которой, за ее способность маневрировать, взлетать вниз спиной, так восхищаются авиаконструкторы, интересуются и химики.
Да, конечно, химики придумывают различные препараты, средства для уничтожения мух — носителей заразы, но и сами они не прочь кое-чему поучиться у мухи. Крошечные волоски на лапах мух — это удивительная химическая лаборатория. Чтоб узнать, какими свойствами обладает предмет, получить данные о его составе, мухе не надо ни химических реактивов, ни лабораторных анализов: достаточно дотронуться лапкой до предмета — и анализ готов, муха уже получила все интересующие ее сведения.
Пауки тоже занимают не только конструкторов. Впрочем, внимание текстильщиков пауки привлекли гораздо раньше — еще лет двести с лишним назад люди попытались использовать паутину паука. Из нее были даже сотканы перчатки и чулки — их преподнесли французскому королю Людовику XIV.
Каждый глаз насекомого — тысячи маленьких глазков. И каждый хорошо видит!
У многих насекомых крылья служат не только для полета, но и для сигнализации.
Такие же перчатки получила жена германского императора Карла VI. Лет 50 назад во Франции создали специальную паучью ферму, чтоб получать паутину — паучий шелк. (Ведь разводят же бабочек-шелкопрядов!) Но ферма существовала недолго: невозможно было прокормить этих прожорливых существ — надо было бы создать еще десятки ферм, чтобы выращивать мух, комаров и прочую живность, которой питаются пауки. Да, с искусственным разведением пауков не вышло. А очень уж заманчиво было бы получить паутину для тканей. Ведь она прочнее стали, а о легкости ее можно судить по тому, что нить, которой можно было бы опоясать по экватору весь земной шар, весила бы не больше 350 граммов.
С фермой не получилось, но может быть, помогут химики и, изучив, как образуется паутина у паука, создадут такую искусственно?
Химиков интересует еще одно насекомое — жук-бомбардир. При опасности он подгибает передние ножки, поднимает конец брюшка и дает залп — выбрасывает струю жидкости, которая сразу же превращается в облачко газа. Изучив анатомию жука, люди установили: в двух «камерах» у жука вырабатываются вещества, которые при опасности быстро поступают в третью «камеру», смешиваются, и в результате химической реакции происходит выделение кислорода. Кислород с силой выталкивает жидкость, которая на воздухе превращается в газ. Само по себе это очень любопытно. Но этого мало: при выбрасывании «заряда» температура в теле жука достигает 100 градусов. И жук при этом не только не сваривается, но даже не обжигается.
У химиков среди проблем, которые они решают, есть проблема хранения перекиси водорода. Этот химический препарат обычно быстро разлагается. А в одной из «камер» бомбардира имеется перекись водорода. Но она не разлагается. Ученые считают, что организм жука вырабатывает какое-то вещество, препятствующее разложению перекиси водорода.
Какое же это вещество и как его жук «вырабатывает»?
Интересуют химиков (ну и, конечно, конструкторов тоже!) «носы» насекомых. Когда говорят о хорошо развитом обонянии, всегда вспоминают собак: «чутье, как у собаки». Но никому даже в голову не придет сказать: чутье, как у бабочки, или чутье, как у мухи. А ведь чутье насекомых в десятки, а то и в сотни раз тоньше, чем у других животных. Например, самцы некоторых бабочек чувствуют появление самок на расстоянии нескольких километров. Как важно было бы для химиков узнать секрет такого «аппарата» и построить подобный. (Правда, чутье рыбы, пожалуй, не уступит чутью насекомых — несколько килограммов краски, растворенной в Аральском море, рыба легко почувствует.) Конечно, химики готовы «забрать» себе и насекомых, и рыб, и многих других животных. В том числе и птиц. Химиков интересуют птицы, обладающие «опреснительным аппаратом». Конечно, химикам без биологов и конструкторов не обойтись, но, безусловно, им помогут все: ведь вопрос пресной воды — вопрос очень серьезный. На Земле становится все меньше и меньше чистой пресной воды, а потребности в ней всё возрастают. И люди уже давно задумываются над тем, как опреснять соленую воду морей и океанов. Уже созданы различные опреснители. А в природе они созданы очень давно.
Морские птицы часто лишены возможности получить пресную воду — ведь долгими месяцами они живут в открытом море и только во время вывода птенцов прилетают к берегу. Но и на берегу часто не бывает пресной воды. Может быть, они и не нуждаются в воде, получая достаточно жидкости из пищи? Так и думали люди долгое время. Но вот выяснилось: многие морские птицы пьют горько-соленую морскую воду, однако организм их получает прекрасную, очищенную от солей и примесей пресную. Морская вода проходит через специальные железы (клубок трубочек, расположенных на клюве вблизи глаз), соль отделяется и выводится наружу, а пресная вода остается в организме.
«Опреснители» есть не только у птиц. Долгое время существовала легенда, что крокодилы — очень жалостливые или лицемерные животные (это уж кто как понимал). Во всяком случае, очевидцы утверждали, что крокодил, поедая какое-нибудь животное, часто плачет (отсюда, кстати, и пошло выражение «лить крокодиловы слезы»). Но легенду рассеяли ученые, доказав, что крокодил не лицемер и не жалостливый, что он вообще не плачет и что вообще никаких слез у него нет. Зато есть опреснитель. Почки крокодила часто не справляются с излишними солями, которые попадают в организм, и тогда на помощь приходят железы, расположенные у глаз. Через них-то и выходят соли, разбавленные водой.
Можно назвать еще множество животных — от крошечных мушек до гигантских китов, — которые интересуют ученых и инженеров, конструкторов и изобретателей.
Можно рассказать об изобретенных и сконструированных аппаратах, идею которых «подали» животные. Но даже постигнув некоторые тайны животных, человек еще не в совершенстве владеет ими.
Вот лишь три примера. Изучение локации летучих мышей позволило создать модель аппарата для людей, лишенных зрения. Но сейчас этот аппарат еще не пригоден для использования — он слишком большой и слишком тяжелый. А летучая мышь вся весит 7–8 граммов.
Долгое время люди не могли понять, для чего у некоторых видов американских и азиатских змей на морде углубления, похожие на пару дополнительных ноздрей. Смысл их оставался неясен до тех пор, пока ученые не проделали такой эксперимент. Змею лишили всех известных нам органов чувств и поднесли к ее морде электрическую лампочку. Пока лампочка не была включена, змея не реагировала на нее. Но стоило включить ток и лампочка стала нагреваться, как змея бросилась на нее. И несмотря на то что змея не видела лампочки, бросок ее был очень точный.
Стало ясно: углубления на морде змеи — отверстия очень чувствительного прибора, термолокатора.
Благодаря этому термолокатору она, хотя и видит плохо, и слышит плохо, да к тому же и охотится ночью, легко находит себе добычу (ведь все живое излучает тепло).
Секрет змеи люди не только разгадали, но и сделали подобный же термолокатор. И если термолокатор змеи улавливает тепло в одну тысячную градуса, то теплолокатор, сконструированный людьми, улавливает разницу в температуре в пять десятитысячных градуса. И все-таки термолокатор змеи совершеннее. Да, он слабее в два раза, но зато в десятки раз меньше!
И, наконец, еще один пример. Разгадав секрет дельфина и сделав искусственную «дельфинью кожу», человек не достиг еще той скорости, какую развивают дельфины.
Конечно, все эти и многие другие аппараты и приборы будут совершенствоваться, будет увеличиваться их чувствительность, их мощность, и одновременно уменьшатся их размеры. Без этого, как ни странно, невозможен прогресс техники.
И помогут человеку животные. И те, самые обыкновенные, которые всегда рядом, «под рукой», и те, которых он спасет, сбережет для людей будущего, для науки.
Книга, которую ты прочитал, — первая из двух книг, написанных Ю. Дмитриевым под общим названием «Человек и животные». Она рассказывает, в основном, об отношении людей к природе, к диким животным, вторая (она сейчас готовится к печати) — к животным домашним. Темы разные, но обе книги посвящены актуальнейшим вопросам нашего времени — охране и сохранению фауны Земли.
История отношений людей и животных насчитывает не одно тысячелетие. Однако только в XX веке вопрос охраны животных стал особенно остро.
В нашей стране с первых же дней существования Советского государства охране природы уделялось особое внимание. И с каждым годом внимание это возрастает. «Не только мы, но и последующие поколения должны иметь возможность пользоваться всеми благами, которые дает прекрасная природа нашей Родины», — говорится в Отчетном докладе ЦК КПСС Двадцать четвертому съезду партии.
Именно поэтому Верховный Совет СССР в сентябре 1972 года на Четвертой сессии восьмого созыва признал охрану природы одной из важнейших государственных задач.
Именно на это направлено постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «Об усилении охраны природы и улучшении использования природных ресурсов».
Однако для того чтоб стать другом и защитником природы, надо ее знать, а главное, надо понимать, в чем смысл и основные принципы отношения человека к природе, к животному миру, который является частью окружающей среды. И в этом тебе помогут книги Юрия Дмитриева.