Супермухи. Удивительные истории из жизни самых успешных в мире насекомых - Джонатан Бэлкомб

Такая структура предполагает, что то, что видит насекомое, представляет собой мозаику из взаимосвязанных маленьких изображений. Да, именно так было написано в учебнике по энтомологии для студентов, где приводилась схематичная иллюстрация. Это была довольно расплывчатая картинка в стиле пуантилизма, заставившая меня задуматься о необходимости шлема на случай, если мне придется лететь по жизни с таким плохим зрением. Однако, судя по поведению насекомых, включая мух, кажется, что видят они куда лучше, и сейчас уже достоверно известно, что мозг насекомых интегрирует отдельные сигналы от каждого омматидия в одно целое точно так же, как наш мозг объединяет изображения из наших двух глаз в одно. Сложный глаз насекомого[55] послужил источником вдохновения для исследований и разработки камер видеонаблюдения с датчиком движения, которыми пользуются военные.

У мух есть группы нейронов, работающие согласованно, и они прекрасно справляются с проблемами со зрением на клеточном уровне. Чувствительные к движению нейроны отслеживают оптический поток объектов, перемещающихся в поле зрения мухи, помогая ей поддерживать курс полета. Другой набор нейронов использует оптический поток для контроля самопроизвольных движений. Третий набор нейронов, по-видимому, анализирует визуальное содержание ситуации, например отделяет фигуры от фона путем обнаружения относительного движения среды. Этот процесс называется параллаксом движения. Три однофасеточных глазка, светочувствительных органа, расположенные на макушке головы и полностью отделенные от глаз, улавливают изменения интенсивности света, и муха быстро реагирует на приближение объекта.

У многих мух есть более приземленный способ справиться с потоком зрительной информации, вызванным быстрым полетом: они бросают несколько быстрых косых взглядов. Например, синие падальницы, или синие мясные мухи, перемещают взгляд благодаря быстрым, прерывистым поворотам тела и головы (саккадам), удерживая его более или менее неподвижным между саккадами. (Наши с вами зрительные органы производят подобные саккады[56], когда мы смотрим в окно движущегося автомобиля или бежим; глаза ненадолго фиксируются на ближайшем объекте, затем переходят к другому, при этом глаз совершает быстрое движение из стороны в сторону.) Из-за быстрых движений поток зрительной информации между саккадами проходит почти плавно и поступательно, и муха получает информацию о пространственном расположении объектов окружающей среды. Я помню, как испытал легкое волнение, когда в первый раз заметил, что муха внезапно посмотрела в сторону. Взгляд показался мне таким целеустремленным, я даже не удивился бы, если от ее взгляда проезжающие машины остановились бы как вкопанные.

Исследования плодовых мушек, глаза которых состоят из скромных почти шестисот фасеток каждый, показали, что они используют визуальную систему приоритизации. Статичные объекты остаются размытыми, при этом все движущиеся, независимо от зрительных изменений, вызванных движениями самой мухи, находятся в четком фокусе. Как пишет Питер Воллебен в книге The Inner Life of Animals («Духовный мир животных»): «Можно сказать, что эти крошки видят самую суть вещей, и, конечно, вы не ожидали этой способности от маленьких мух»[57]. Мы делаем почти то же самое. Читая эту книгу, посредством периферийного зрения вы замечаете многое на странице и за ее пределами, но вы не фокусируетесь на этом. Даже слова, находящиеся всего в нескольких сантиметрах от тех, которые вы читаете в данный момент, размыты. То есть наше зрение работает подобно разуму, который в любой конкретный момент может думать только о чем-то одном.

Профессор биоинженерии Калифорнийского технологического института Майкл Дикинсон и аспирант Гвинет Кард рассмотрели изображение плодовых мушек, которых вот-вот должны были прихлопнуть мухобойкой, сделанное в высокоскоростном цифровом режиме. Ученые определили, что крошечный мозг насекомого вычисляет местоположение надвигающейся угрозы, разрабатывает план побега и ставит ноги в оптимальное положение, чтобы отпрыгнуть в сторону. Все это происходит примерно в течение одной десятой доли секунды после того, как муха замечает мухобойку. После тщательно контролируемых экспериментов, снятых замедленной съемкой[58], где использовался черный диск («мухобойка») диаметром 14 см, любопытные ученые отметили, что мухи объединяют визуальную информацию, полученную из обзора практически на 360° с механосерсорными данными от собственных ног, что помогает им уйти от надвигающейся угрозы, толкая среднюю пару ног по направлению к ней. Если муха осознанно переживает подобный опыт (см. следующую главу), можно добавить, что мысль о побеге сопровождается эмоцией страха.

Если вы хоть раз пытались прихлопнуть муху, вы помните, насколько это сложно, и понимаете, как хорошо им служит зрение. Когда я был подростком и дежурил на кухне в летнем лагере, то придумал довольно эффективную технику ловить домашних мух голыми руками. Когда муха сидела на плоской поверхности, такой как столешница или вертикальная деревянная балка, я медленно придвигал руку «со спины» мухи (осторожно, на деревянных поверхностях могут быть занозы!). Как только моя рука оказывалась в 10–12 см от цели, я останавливался, чтобы собраться с духом перед атакой, а затем с максимально возможной скоростью накрывал муху рукой. Чаще всего моя жертва взлетала в воздух до того, как я касался ее ладонью, и тогда у меня не было времени среагировать на ее движения. Но если я действовал достаточно быстро, а муха располагалась удобно, то насекомое оказывалось в ловушке. На пике мне удавалось достичь показателя улова в 60 %, и в редких случаях я даже ловил двух мух за один удар. Мухи увлекали меня всю жизнь, поэтому я выпускал их на свободу, где их ждала лучшая участь, чем липкие полоски, свисающие с потолка. Обычно я чувствовал, как моя пленница мечется в кулаке, но не всегда. Много раз я либо случайно выпускал хитрую муху обратно на кухню, потому что думал, что промахнулся, либо осторожно раскрывал ладонь, но там никого не было.

Говоря о разнице между самцами и самками, важно отметить, что отличия в физических характеристиках между ними обычно имеют отношение к размножению. В соответствии с этим принципом у самцов многих видов мух, как правило, большие глаза, сходящиеся на средней линии. Подобные голоптические глаза обеспечивают практически 360-градусный обзор, что оптимально для поиска самок. Есть особо экстремальные примеры, такие как большеглазки: у них глаза занимают большую часть головы, и она выглядит раздутой. У большинства самок, за редким исключением, дихоптические глаза, и они не соединены вместе. Интересно, выдерживают ли самцы с более продвинутым органом зрения больше нападений хищников, чем самки, или же их визуальное преимущество компенсируется меньшей маневренностью[59].

Если у голоптического зрения и есть еще один недостаток, так это возможное нарушение бинокулярного зрения. Глаза мух-ктырей хорошо разделены, поэтому они обладают бинокулярным зрением, благодаря которому они хорошо воспринимают расстояние. Это имеет решающее значение для координации при атаках летающей добычи и, вероятно, для обнаружения приближающегося хищника и возможности