Представьте себе самку мотылька, порхающую в ночи и призывающую к себе самцов. Ближайший самец ее вида может находиться на расстоянии километра – по человеческим меркам, с учетом разницы в размерах тел, это примерно 80 км. Следовательно, половой феромон должен обладать очень сильным запахом, что и подтвердили опыты ученых. Например, самец амбарной огневки устремляется к самке, даже если количество ее феромонов в воздухе составляет всего 1,3 млн молекул на кубический сантиметр. Читателю может показаться, что 1,3 млн – это очень много, но на самом деле этот объем исчезающе мал. Для сравнения: в одном грамме аммиака (NH3) содержится 1023 (сто миллиардов триллионов) молекул. Молекула феромона должна обладать не только способностью привлечь нужного самца, но и редкой структурой или другими отличительными признаками, гарантирующими, что на нее не клюнут самцы других видов или, того хуже, хищники, поедающие бабочек. Половые аттрактанты ночных бабочек так тонко дифференцируются, что феромонные молекулы близкородственных видов бабочек могут отличаться всего одним атомом, либо наличием двойной связи, либо ее расположением в молекуле, а могут просто быть изомерами.
Поскольку феромоны бабочек настолько неповторимы, самцу оказывается очень непросто найти нужную самку. Для этого он должен влететь в призрачное активное пространство и следовать к точке на теле бабочки. Это пространство образует эллипсоид (веретенообразной формы) и, постепенно сужаясь, сходит на нет. Как правило, самцу не удается встретить вожделенную самку, просто перемещаясь из области с едва уловимым запахом туда, где концентрация феромона увеличивается, подобно тому как мы принюхиваемся на кухне в поисках источника запаха. Мотылек пользуется иным, не менее эффективным методом. Учуяв поток феромонов, он летит ему навстречу, пока не достигает призывающей его самки. Если самец случайно покидает активное пространство (что случается довольно часто, так как ветер постоянно искривляет пахучий след), то он петляет из стороны в сторону по ломаной линии, пока вновь не попадет в облако феромонов.
Значение мощного обоняния в животном мире не вызывает сомнений. Cамцы гремучих змей находят готовых к спариванию самок по феромонному следу. И самки, и самцы беспрестанно выбрасывают и втягивают свои языки, чтобы чувствовать запах почвы, а, приблизившись к бурундуку, действуют так же безотказно, как пуля охотника, выслеживающего крякву.
Столь безошибочное обоняние повсеместно распространено в животном мире, именно по запаху животные улавливают самые тонкие различия. Например, среди млекопитающих – в том числе людей – матери могут по запаху отличать своих детей от чужих. Муравьи способны отличать «своих» от «чужих» за десятые доли секунды, для этого им достаточно провести усиками по телу опознаваемой рабочей особи.
В ходе эволюции структура активного пространства менялась, позволяя передавать, помимо сигналов, связанных с функциями размножения и распознавания, много другой информации. Так, сторожевые муравьи выделяют «тревожные» вещества, предупреждая собратьев о приближении врагов. Эти химические соединения гораздо проще по составу, чем половые и следовые феромоны. Они выделяются в больших количествах, их активные пространства быстро распространяются на обширные области. Никакой секретности не требуется. Напротив, очень хорошо, если их учуют и враги, и друзья – чем быстрее, тем лучше. Задача таких феромонов – оповестить колонию об опасности и донести призыв к действию, чтобы как можно больше собратьев по муравейнику его восприняли. Крепкие муравьи-солдаты стремглав несутся на поле боя, почувствовав запах тревожного феромона, в свою очередь, муравьи-няньки уносят молодняк поглубже в гнездо.
Интересная комбинация феромонов и алломонов используется американскими муравьями-рабовладельцами в качестве «средства пропаганды». Эксплуатация – довольно распространенная практика среди муравьев, населяющих умеренные широты Северного полушария. Ею промышляют стаи муравьев-рабовладельцев, регулярно выдвигающиеся на охоту за невольниками (другими муравьями). Рабочие особи таких рабовладельческих видов у себя в муравейнике живут праздно, редко занимаясь каким-либо хозяйственным трудом. Но они, подобно закаленным спартанским воинам, умеют яростно сражаться. У некоторых видов муравьев такие налетчики вооружены мощными изогнутыми челюстями, которыми легко прокусывают тела врагов. Когда я занимался изучением муравьиного рабства, мне удалось обнаружить один вид, который порабощает своих жертв совершенно иным способом. У охотников этого вида на брюшке (на заднем из трех сегментов его тела) имеется своеобразный резервуар, напоминающий мешок с железистым секретом. Он заполнен тревожным феромоном. Врываясь в муравейник своих жертв, охотники в огромных количествах распыляют этот феромон по камерам и коридорам. Этот алломон (точнее – псевдоферомон) повергает защитников муравейника в смятение, панику и бегство. Мы испытали бы схожую панику, если бы со всех сторон вдруг оглушительно завыли сирены. Сами же захватчики реагируют на этот феромон совершенно иначе. Он их привлекает, и охотники могут без труда утащить из гнезда куколки рабочих особей. Когда пленники вылупляются из куколок, уже будучи в рабстве, они считают себя «младшими сестрами» в муравейнике хозяев и покорно служат рабовладельцам до самой смерти.
Муравьи – настоящие феромонные гении нашей планеты. У них на усиках находится больше обонятельных и прочих чувствительных рецепторов, чем у какого-либо иного вида насекомых. Кроме того, муравьи вооружены целым арсеналом экзокринных желез, каждая из которых выделяет строго специализированные виды феромонов. Особые феромоны регулируют жизнь в гнезде, у разных видов муравьев насчитывается от десяти до двадцати таких веществ. Каждый феромон обладает определенным значением, но на этом все интересное только начинается. Так, разные феромоны могут выделяться одновременно, образуя более сложные сигналы. Когда они испускаются в разное время или в разных местах, смысл меняется как-то по-другому. Еще больше информации можно передать, регулируя концентрацию молекул. Как минимум у одного вида американских муравьев-жнецов, которых мне доводилось изучать, при едва уловимой концентрации феромон привлекает внимание рабочих особей и заставляет их двигаться к источнику запаха. При более высокой концентрации вещества муравьи начинают обеспокоенно рыскать туда-сюда. Наконец, в непосредственной близости от сигнальщика, где содержание феромона в воздухе зашкаливает, муравьи яростно бросаются на любой чужеродный органический объект, находящийся в пределах досягаемости.
Некоторые виды растений также обмениваются информацией при помощи феромонов. Как минимум они могут улавливать «дискомфорт» растущих рядом представителей своего вида и реагировать на это. Если на растение нападает опасный враг – например, бактерии, грибы или насекомые, то оно выделяет вещества, угнетающие агрессора. Некоторые из этих субстанций летучи. Уловив их, соседние растения также включают химическую защиту, даже если в данный момент их никто не атакует. Существуют растения, которые страдают от сокососущих тлей, особенно распространенных в умеренных широтах Северного полушария и способных причинять серьезный вред. Выделяемые растениями летучие пары не только стимулируют окружающих собратьев защищаться, но и привлекают мелких ос, которые питаются тлями. Иногда встречается у растений и другая защитная стратегия. Сигналы передаются от растения к растению по грибницам грибов-симбионтов. Грибницы опутывают корни растений и служат своеобразными проводами.
