Жужжание насекомых

ЖУЖЖАНИЕ  НАСЕКОМЫХ 

                  Почему насекомые часто издают жужжащие звуки? В большинстве случаев у них вовсе не имеется для этого никаких особых органов; жужжание, слышимое только при полете, обусловлено просто тем, что, летая, насекомые взмахивают крылышками несколько сотен раз в секунду. Крылышко — это колеблющаяся пластинка, а мы знаем, что всякая достаточно часто (чаще 16 раз в секунду) колеблющаяся пластинка порождает тон определенной высоты.

               Теперь вы поймете, каким образом удалось узнать, сколько именно взмахов делает в секунду при полете то или иное насекомое. Для этого достаточно лишь определить по слуху высоту издаваемого насекомым тона, потому что каждому тону отвечает своя частота колебаний. С помощью “лупы времени”  удалось установить, что частота взмахов крыльев у каждого насекомого почти неизменна; регулируя полет, насекомое изменяет лишь величину взмаха (“амплитуду” колебаний) и наклон крыльев; число взмахов в секунду увеличивается лишь под влиянием холода. Вот почему и тон, издаваемый насекомым при полете, остается неизменным...

              Найдено, например, что комнатная муха (издающая при полете тон F) делает в секунду 352 взмаха крылышками. Шмель взмахивает 220 раз в секунду. Пчела, издающая тон A, взмахивает крыльями 440 раз в секунду, когда она летит свободно, и всего 330 раз (тон В), когда летит нагруженная медом. Жуки, порождающие при полете более низкие тона, движут крыльями менее проворно. Напротив, комар делает крылышками 500 — 600 колебаний в секунду. Для сравнения заметим, что пропеллер самолета делает в среднем около 25 оборотов в секунду.

                   Роль звуков велика в жизни насекомых, хотя изучена слабо. Большой вклад в её изучение внесли биоакустики Е. К. Еськов, А. В. Попов, Р. Д. Жантиев.

                    Поскольку насекомые имеют малые размеры и не обладают единым развитым дыхательным трактом, в котором мог бы разместиться источник звука (гортань), они задействуют другие способы звукоизвлечения. Например, трение задней ноги (имеющей специальные бугорки) об надкрылья, как саранча, или надкрылий между собой (где левое обычно исполняет роль смычка), как у кузнечиков и сверчков. Звуки некоторых представителей последних могут разноситься на расстояние до полутора километров. Цикады используют специальную звуковую мембрану, приводимую в колебание мышцами. Получающийся металлический звук резонирует в специальных полостях внутри тела, достигая большой громкости. Южноамериканская цикада способна издавать звук, похожий на свист паровоза. Термиты при опасности в большом числе бьют головами о субстрат (материал термитника), создавая барабанный бой и оповещая таким образом других термитов. 

             Медоносные пчёлы издают звуки, заставляя вибрировать часть торакса путём частых мышечных сокращений. Звук усиливается крыловыми пластинами. В отличие от многих насекомых пчёлы способны издавать звуки разной высоты и тембров, что позволяет им передавать информацию посредством разных характеристик звука.

             Жужжание насекомых – это звук их работающих крылышек. Некоторые насекомые машут крылышками медленно,  например бабочки (8–12 взмахов в секунду), поэтому звук не возникает. Другие же насекомые, например комары, бьют крылышками очень часто. У комаров, делающих крыльями 600 взмахов в секунду, жужжание напоминает вой на высоких нотах.

               Жужжащих и поющих насекомых на земле насчитывают миллионы. Впрочем, никто точно не знает, сколько их, так как почти каждый день ученые открывают все новые виды. Роль звуков в жизни насекомых бесспорно велика, хотя еще до конца не изучена. Всем известны певчие птицы, но, оказывается, есть и певчие насекомые.

               Совершенным способом издавания звука обладают медоносные пчелы. Они поют, заставляя вибрировать часть своего корпуса – торакса – путем частых мышечных сокращений. При этом звук усиливается крыловыми пластинами, как диффузорами. В отличие от многих других насекомых, пчелы могут издавать звуки разной высоты и разных тембров. Это уже говорит о возможности использования пчелами данных изменений звука для передачи какой-либо информации.

                  Учеными было установлено, что пчела-разведчица сообщает о месте медосбора другим пчелам с помощью своеобразного танца. Она описывает восьмерку, средняя линия которой направлена на место медосбора. Дальность же расстояния до взятка пчела сообщает своим сестрам характерными «танцевальными» движениями – вилянием брюшком: чем медленнее танец, тем дальше мед.

                 Считалось, что танец является у пчел единственным способом передачи информации о дальности медосбора. Впоследствии было доказано, что пчелы пользуются еще и звуковыми сигналами. Во время танца, они издают серии ритмических звуковых импульсов, следующих с частотой 33 Гц, в которых и заключена информация о дальности медосбора. Чем дальше мед, тем больше длительность каждого пакета и число составляющих его импульсов.

                 Старые пчеловоды давно заметили, что пчелиная семья в улье жужжит по-разному, в зависимости от того, в каком физиологическом состоянии они находятся: холодно ли, голодно ли или семья решила роиться.

                 Пчелы используют жужжание — равно как и движение, или «танец», — для передачи информации. Ученые выделили десяток отчетливых звуков, издаваемых пчелами, часть из которых напрямую связана с конкретными видами пчелиной деятельности.  

               Наиболее явной из областей применения является «обдувка». Она служит для охлаждения улья. Звук этот громкий и ровный, примерно 250 колебаний в секунду, — к тому же он усиливается самим ульем. Громкость жужжания возрастает и когда надо передать сигнал об опасности (любой, кто приблизится к улью, непременно заметит изменение в тоне). Когда опасность миновала, следует серия всплесков с интенсивностью 500 колебаний в секунду — это означает, что «все чисто», и улей утихомиривается.

                Особенно богат звуковой диапазон у пчелиной матки. Когда проклевывается новая матка, она издает очень высокий стрекот, напоминающий писк рожка. Ее сестры (все еще скрючившиеся в своих ячейках) отвечают на зов особого рода «карканьем». С их стороны это большая ошибка: царица в улье может быть только одна. Используя «карканья» в качестве ориентира, вылупившаяся матка обходит конкуренток по очереди, разрывает их ячейки и либо жалит соперниц насмерть, либо отрывает им головы.

                 Слышат пчелы лапками: все звуковые «сообщения» в улье передаются путем вибрации разной интенсивности. Однако самые последние исследования показывают, что кроме выполнения функции химических рецепторов, необходимых для «обоняния», усики пчелы могут также использоваться в качестве «ушей». Как выяснилось, пчелиные усики сплошь покрыты крошечными пластинками, похожими на барабанные перепонки. Это объясняет, почему рабочие пчелы касаются грудки танцующей пчелы-разведчицы усиками, вместо того чтобы «вилять» брюшком во время так называемого «виляющего танца»: они скорее слушают инструкции о направлении, в котором находится источник нектара, чем видят их. Тем более что в улье темно.

                  Вопрос о том, чем пчела жужжит, — гораздо более спорный. До недавнего времени основной версией считалась следующая: пчела использует четырнадцать дыхательных отверстий (так называемых «дыхальцев»), расположенных у нее по бокам, — примерно так, как трубач управляет звуком своего инструмента с помощью губ.

                   Тем не менее совсем недавно была выдвинута новая гипотеза, которая говорит о том, что жужжание отчасти вызывается вибрацией пчелиных крылышек, слегка усиливаемой грудкой пчелы. Если обстричь крылышки, жужжание не прекратится, но его тембр и интенсивность заметно изменятся.