В основании усиков насекомых, между вторым сегментом и прочей частью усиков, находятся особые джонстоновы органы. Главное их назначение — контроль за полетом: регистрация скорости и направления. Но у некоторых насекомых, у комаров например, джонстоновы органы воспринимают и звук. Усик вибрирует в унисон со звуковыми колебаниями определенного тона. Джонстонов орган возбуждается и передает в мозг соответствующие сигналы.
Наиболее специализированные органы слуха насекомых — тимпанальные. Они построены по типу нашей барабанной перепонки, колебания которой передаются слуховым нервам. Обычно тимпанальные органы располагаются по обеим сторонам брюшка сразу за тораксом (то есть грудкой) или на нем самом. Это у многих бабочек и мотыльков, у цикад, саранчи и некоторых водяных клопов. Но у кузнечиков и сверчков — на голенях передних ножек. Поворачивая в сторону звука одну или обе ножки, наделенные «ушами», они могут быстро и точно определять, в каком месте расположен источник звука.
Слуховой орган кузнечика (на голени передней ножки). Щель ведет во внутреннюю довольно обширную полость, в которой расположен так называемый тимпанальный орган. Он построен по типу нашей барабанной перепонки, колебания которой передаются слуховым нервам
Клетки, ощущающие изменение окружающей температуры, располагаются на разных местах тела насекомых. У таракана, например, чувствующие тепло волоски — на лапках. У клопов — на усиках. Если посадить голодного клопа в банку и снаружи прижать к ней палец, он довольно быстро почувствует тепло, подползет и попытается через стекло уколоть хоботком ваш палец. С отрезанными усиками ничего подобного он уже не сделает: тепла не почувствует.
Вкусовые органы, которые, как и наш язык, различают сладкое и соленое, горькое и кислое, располагаются у насекомых во рту, а кроме того, и на усиках (например, у муравьев, пчел, ос), на ножках — у многих мух, бабочек, пчел. К сахару, скажем, эти распознающие вкус ножки насекомых в 200, а по некоторым данным — и в 2000 раз более чувствительны, чем наш язык.
По-видимому, личинки некоторых общественных насекомых не обладают чувством вкуса. Корм для них выбирают взрослые насекомые. С осами делали такие опыты. Взрослым и личинкам дали съедобные продукты (мясной и фруктовый сок, сахарный сироп) и несъедобные (раствор аммония, формалин, стрихнин). Взрослые, естественно, брали только все съедобное, а личинки — все, что им предлагали.
Наконец, органы очень тонкого обоняния располагаются у большинства насекомых на усиках и щупиках. Чувствительность насекомых к запахам много выше, чем у человека. Пчелы, например, обнаруживают метилгептанон при концентрации в 40 раз меньшей, чем та, при которой его начинаем чувствовать мы.
А где находятся органы, позволяющие некоторым насекомым чувствовать земной магнетизм и электрическое поле, и какие они, пока неизвестно. Но они его чувствуют; так показали опыты с термитами, майскими жуками, мухами. Подопытные насекомые в подавляющем большинстве случаев располагались на горизонтальной поверхности так, что продольная ось их тела была повернута либо с востока на запад, либо с севера на юг.
Низшие, или первичнобескрылые, насекомые
Немало есть насекомых, бескрылых от рождения до смерти, на всех стадиях своего существования. Вши, например, блохи, пухоеды. Однако доказано: их дальние предки крылья имели.
Первично бескрылые насекомые, у предков которых никогда не было крыльев, составляют четыре самых примитивных отряда: бессяжковые (протура), ногохвостки (коллембола), вилохвостки, или двухвостки (диплюра), и, наконец, щетинохвостки (тизанура). Первые три отряда систематики выделяют в особый подкласс скрыточелюстных либо вообще исключают из класса насекомых. Скрыточелюстными их называют потому, что ротовые части у этих насекомых втянуты в головную капсулу. Все прочие насекомые, в том числе и четвертый отряд первичнобескрылых — щетинохвостки, относятся к подклассу открыточелюстных, или настоящих, насекомых.
Отряд первый — протура, или бессяжковые. Единственный «безусый» отряд среди насекомых. Нет у них, кстати сказать, и глаз. Передняя пара ножек заменяет им отсутствующие усики: ходят на четырех ногах, а передние две, вытянув вперед, употребляют как осязательные сяжки. На концах они острые, как стилеты, ими и хватают протуры мелких насекомых, например ногохвосток. Прежде полагали, что только ногохвостками они и кормятся. Но сравнительно недавние работы молодого немецкого исследователя Г. Штурма доказали, что ротовые органы протур, превращенные эволюцией в колюще-сосущие «щетинки», легко протыкают гифы («корни») грибов, соками которых протуры в основном и питаются.
Мало кого способны поймать и съесть слепые бессяжковые: очень уж они малы (0,5–2 миллиметра — их рост). Крохотные, бесцветные, медлительные жители сырых мхов и пней, верхних слоев земли, они настолько малоприметны, что были открыты лишь в 1907 году итальянским зоологом Ф. Сильвестри. Это была немалая сенсация для науки. Позднее нашли протур во многих частях света.
У бессяжковых насекомых нет усиков — единственное исключение среди насекомых. Передняя пара вытянутых вперед ножек заменяет им усики. Нет у бессяжковых и глаз
«Протуры должны, очевидно, рассматриваться лишь как деградирующая, рано возникшая боковая ветвь группы насекомых» (профессор Герман Вебер).
В отряде бессяжковых около 220 видов.
Второй отряд первичнобескрылых — ногохвостки (коллембола) — известен науке тоже по существу недавно. Хотя и упоминались они в сочинениях некоторых натуралистов XVII и XVIII веков как «снежные черви» или «падающие со снегом насекомые», первое значительное описание появилось лишь в 1871 году.
Ногохвостки, самые древние из насекомых, известны с девона. Они же и самые мелкие: обычный размер — 0,2–6 миллиметров. Это значит, что самые крохотные ногохвостки ростом меньше, чем некоторые… инфузории. В то же время это и самые многочисленные из насекомых: в почве их до 45 000 на квадратном метре, а на гектаре поля (например, в Англии) — до 625 миллионов!
Ногохвостки — самые древние из насекомых. Появились они еще в девоне, приблизительно 400 миллионов лет назад. Это и самые маленькие из насекомых — 0,2–6 миллиметров
Где только не живут ногохвостки! Во всевозможных почвах на глубине до двух метров и больше. Даже в цветочных горшках и в парниковых компостах по непонятной причине порой собираются такими плотными комками — размером сантиметров десять, что в каждом ногохвосток больше, чем людей в столичном городе. Живут ногохвостки и под корой деревьев, в гнездах птиц, на цветах и листьях, на снегу и глетчерных полях высокогорий (питаясь здесь, очевидно, приносимой ветром пыльцой растений), на поверхностной пленке пресных, а некоторые и морских вод, на выброшенных морем водорослях литорали и даже в «лужах» соленой воды, оставленных приливом. Это одни из немногих морских насекомых. Трупы людей, животных и растений ногохвостки быстро превращают в перегной и гумус. Не только они, разумеется, этим занимаются. Однако роль ногохвосток в почвообразовании очень велика. Местами на каждом квадратном метре они производят 175 кубических сантиметров гумуса.
Кормятся в основном спорами грибов, водорослями, лишайниками, простейшими одноклеточными и пыльцой высших растений. Некоторые едят и зеленую мякоть стеблей, листьев и корней и тем приносят вред полям. Крохотный зеленый сминтур, завезенный в Австралию вместе с люцерной, стал злейшим губителем урожаев: «люцерновой блохой» называют его здесь.
Некоторые ногохвостки светятся: одни за счет съеденных бактерий и грибков, но у других собственная биолюминесценция.
Два особых органа помогают многим ногохвосткам передвигаться на манер блохи — скачками на дистанцию до 10 сантиметров! Это «прыгательная вилка», тонкий, раздвоенный конец брюшка. Подгибая его под себя и резко, пружиной, разгибая, ногохвостка отталкивается от земли (или от поверхности воды!) и летит вперед. Даже если приземлится на гладкий лист или скользкое стекло, не упадет, а тут же прилипнет. «Вентральная трубка» — похожий на хоботок вырост снизу на брюшке — выделяет вязкую капельку, она ногохвостку и «приклеивает». Из-за этой «трубки» ногохвостки и получили свое научное название «коллембола», что означает приблизительно «клейкий шпенек».
«Ногохвостки „приклеиваются“ своей вентральной трубкой, кроме того, через ее тонкую кожу они воспринимают кислород, в сухой среде ею же всасывают и воду, а некоторые виды, у которых вентральный „шланг“ особенно длинный, могут им даже чиститься» (Фридрих Шаллер).
Описано более 1250 видов ногохвосток (по другим данным, более 2000). Распространены они по всему свету, дальше многих других насекомых проникают в Арктику и высокогорья. Этих крохотных шестиногих созданий в последнее время активно изучают почвоведы, физиологи, экологи, даже этологи и генетики (в слюнных железах ногохвосток — гигантские, как у дрозофил, хромосомы). Время самых интересных открытий среди представителей отряда коллембол еще впереди.
Двухвостки (диплюра), третий отряд первичнобескрылых, или древних, насекомых, узнаются по двум длинным «усикам» на конце хвоста, а щетинохвостки (тизанура) — по трем подобным придаткам, образующим словно бы трехвильчатый хвост (у ногохвосток нет никаких «усовидных» выростов на конце тела, бессяжковые, как известно, безусые и спереди).
Двухвостки, пожалуй, самые крупные насекомые среди первичнобескрылых — до 5 сантиметров длиной. Узнать их можно по двум длинным щетинкам на конце тела, которые порой длиннее усиков
А у щетинохвосток на конце тела три «усика»
Двухвостки более крупные шестиногие животные, чем ногохвостки и протуры, — от 2 до 50 миллиметров, обычно около сантиметра. У представителей одного из их семейств хвостовые «усы», которые нередко длиннее настоящих усиков на голове, и функционируют так же: удирая задом вперед, двухвостка ощупывает ими возможные пути отступления. У второго семейства короткие и крепкие хвостовые придатки действуют как клещи: хватают добычу, разных мелких членистоногих, затем, изогнув над собой зад тела, подносят ко рту пойманное насекомое и едят его.