Окраска и подражание в мире животных
Как разнообразна, а часто и очень красива окраска различных животных Нельзя не залюбоваться яркими, многоцветными бабочками, жуками или удивительной расцветкой оперения многих птиц. А другие животные окрашены в более скромные — зеленые, желтые, бурые цвета.
Какое же значение имеет различная окраска в жизни животных? Почему одни животные, например многие попугаи, окрашены в яркие цвета? Почему у тигра шкура покрыта чередующимися желтыми и темными полосами? Почему у другого хищника, тоже из семейства кошек,— у льва однотонный желтовато-серый цвет шерсти? Замечательно то, что, при всем разнообразии окраски животных в природе, животные одного и того же вида имеют одинаковую окраску или очень незначительно отличаются друг от друга. Значит, определенная окраска не безразлична для данною вида животных, она имеет какое-то биологическое значение в их жизни.
Чтобы понять это явление, посмотрим, как выглядят различные животные в естественной обстановке, среди окружающей их природы.
Скрывающая окраска
У многих животных—насекомых, ящериц, птиц — зеленая, желтовато-зеленая или буро-зеленая окраска. Эти животные обитают среди луговых растений или скрываются в зеленой листве деревьев. В окружающей их среде они очень мало заметны. Таковы, например, многие кузнечики и другие насекомые луга, зеленые попугаи и древесные змеи тропических лесов, многие виды лягушек и ящериц.
Совсем иначе выглядят животные пустыни. Они, как правило, окрашены в песочно-серые и бурые цвета. Достаточно вспомнить окраску «кораблей пустыни» — верблюдов или дикой лошади Пржевальского. В цвета пустыни окрашены многие грызуны, птицы, змеи и ящерицы. Окраска большинства животных пустыни сливается с ее общим природным фоном.
Многие животные ледяных пустынь Арктики и тундры имеют белую окраску. Таковы белый медведь, полярная сова, белая куропатка и др. У некоторых полярных животных, например у песца, зимний белый наряд сменяется летом на темный, буроватый. Подобная смена окраски происходит и у типичных грызунов Арктики — леммингов.
Все эти примеры показывают, что окраска очень многих животных соответствует окружающей их природной обстановке и животные в ней благодаря этому мало заметны. Такую окраску называют покровительственной или, правильнее, скрывающей окраской.
Но скрывающая окраска может иметь различное значение. Для большей части животных она служит действительно покровительственной, у нее защитное значение. Благодаря ей животное не заметно другим животным — хищникам. Так, полярные куропатки мало заметны для полярных сов, охотящихся за ними. Многие насекомые луга или леса благодаря их зеленой окраске спасаются от своих врагов. Но скрывающая окраска свойственна также и многим сильным хищникам. Вряд ли белому медведю или царю пустыни — льву защитная окраска нужна, чтобы спасаться от врагов. Однако и им необходима скрывающая окраска: она облегчает хищникам охоту, позволяет им незаметно подкрасться и внезапно овладеть добычей.
Зимняя шуба и летняя одежда
Немало животных, имеющих скрывающую окраску, меняет ее посезонно. Это преимущественно животные северной зоны и северной части умеренной зоны.
Заяц-беляк широко распространен начиная от лесостепной зоны и дальше на север — в таежной и тундровой зонах. Зимний белый мех этого зайца сменяется на лето мехом буровато-серым на спине и боках. У песца летом бурая или голубовато-бурая окраска, а на зиму он становится совсем белым. Обыкновенная белка летом покрыта рыжей шерстью, а на зиму одевается в светло-серую шубку, скрывающую ее на фоне зимнего пейзажа.
Сезонная смена скрывающей окраски еще больше указывает па ее приспособительное значение.
Пестрая и расчленяющая окраска
Однако не всегда легко решить, какое значение имеет окраска. Бросающаяся в глаза пестрая окраска многих животных может показаться нам бесполезной, если мы внимательно не изучим животное и его поведение s природной обстановке.
В военное время старались специальной окраской сделать незаметными машины, танки, а также различные сооружения и дома. Еще первой империалистической войне применялась как защитная желтовато-зеленая окраска В годы Великой Отечественной войны предметы, которые надо было скрыть, окрашивались беспорядочным сочетанием темных и светлых полос и пятен.
Такая расчленяющая окраска выгодна тем, что она скрадывает форму и очертания танка или сооружения, как бы расчленяет его на части и потому гораздо лучше маскируй Этот принцип человек заимствовал из природи. Оказывается, очень многие животные имеют подобную раскраску.
У тигров яркая полосатая расцветка. Охотники и натуралисты, наблюдавшие в Уссурийской тайге или в джунглях юга Азии рассказывают, что тигра очень трудно заметить среди зарослей именно благодаря черным и желтым полосам на его теле. Это дает возможность тигру близко подкрадываться к своей жертве.
Все знают большого пестрого дятла наших лесов. У него очень пестрая черно-белая расчлененная окраска. Однако не так-то легко его заметить на стволе дерева.
У некоторых рыб очень причудливая расцветка. По светлому фону расположены темные вертикальные полосы. Одна из таких рыб — птерофиллум разводится часто в аквариумах. Ее родина—Южная Америка. Если наблюдать эту рыбку среди водных растений в аквариуме, нормально освещенном сверху, ее трудно заметить. Она кажется плоской, разделенной на части.
Подобных примеров можно привести много. Окраска тигра, ягуара, зебры представляет собой тип расчленяющей окраски. Она более выгодна и тем, что лучше скрывает животное при передвижении в различно окрашенной среде.
Животные с меняющейся окраской
Еще интереснее животные, которые. могут более или менее быстро изменять окраску тела в соответствии с изменением окраски среды. Окраска среды прежде всего меняется при передвижении самого животного, а также при различных стихийных явлениях, изменяющих обстановку, например при лесном пожаре. Многие животные способны в таких случаях изменять окраску—одни медленно, другие очень быстро. Разумеется, это невозможно у птиц и млекопитающих: у них окраска связана с перьями или шерстью, и изменение ее возможно только при линьке животного.
Опыты некоторых ученых показали, что гусеницы многих бабочек (крапивницы, капустницы и др.) могут изменять окраску в зависимости от фона окружающей среды, а при окукливании получаются различно окрашенные куколки. Очень быстро изменяет окраску промысловая морская рыба камбала. Она много времени проводит на дне, лежа на боку. Тело ее сильно сплющено с боков. Одна сторона тела, на которой камбала лежит, имеет светлую окраску; другая, обращенная наружу, чаще всего зеленовато-серая с коричневыми пятнами. Опыты показывают, что камбала со сравнительно темной окраской, перемещенная на светлый грунт (песок), за несколько минут приобретает светлую и однотонную окраску, почти неотличимую от цвета песчаного грунта.
Изменение окраски наблюдается у многих рыб: бычка, форели, ската и др. Изменяет окраску и наш обыкновенный золотистый карась. Но по сравнению с камбалой изменение окраски у этих рыб происходит значительно медленнее (обычно — за несколько часов пли даже дней).
Исключительно быстрое изменение окраски происходит у различных рыб, живущих среди коралловых рифов. «Заросли» кораллов представляют собой многоцветный и яркий фон. Так же ярко окрашены и многие рыбы, обитающие среди кораллов, и другие животные — иглокожие, мелкие осьминоги. Быстро передвигаясь среди кораллов, рыбки мгновенно и многократно меняют свою окраску.
Сравнительно быстро изменять окраску способны также некоторые ящерицы. Хамелеон — древесная ящерица Африки — хорошо приспособлен к жизни на деревьях, там он и охотится на насекомых с помощью своего длинного, липкого языка. Конечности хамелеона приспособлены охватывать тонкие ветки деревьев, зато на ровном месте хамелеон совершенно беспомощен.
Пигментные клетки способны изменять форму: то они становятся плоскими, и поверхность их увеличивается, то они образуют отростки, то, наоборот, сжимаются в комочек. При быстром изменении окраски внешней среды, воспринятом зрением животного, одни клетки в его коже прикрывают другие и в разных сочетаниях дают различную окраску кожи.
Изменение окраски происходит под влиянием раздражений из внешней среды, которые воепринимаются главным образом органами зрения и передаются через нервную систему кожным клеткам. Если у такого животного перерезать зрительные нервы, то оно перестает изменять свою окраску.
Обманчивое сходство
Есть немало и таких животных, которые, имея скрывающую или расчлененную окраску в то же время обнаруживают сходство внешним видом и формой с различными предметами окружающей среды: с листьями, с сучками, с корой деревьев и с растущими на ней лишайниками, с птичьим пометом и т. п. Особенно часто это наблюдается у насекомых. Многие бабочки, когда они сидят со сложенными крыльями, похожи на листья или кору деревьев. Часто встречается бабочка – синяя ленточница; она замечательна тем, что ее задние крылья окрашены в синий цвет (у других видов ленточниц задние крылья красные), а на передних крыльях есть рисунок, похожий на кору деревьев, на которую обычно садится бабочка. У сидящей бабочки передние крылья прикрывают задние. Когда ленточница летит, она хорошо заметна. Но вдруг бабочка исчезла. Она села на ствол ближайшего дерева и стала совершенно незаметной.
У некоторых бабочек сходство крыла с листьями, и формой и рисунком, поразительно. На цветной таблице изображена крупная тропическая бабочка каллима, живущая на юге Азии (Индия, Индонезия). Летающая бабочка обращает на себя внимание довольно яркой окраской крыльев. Но бабочка, сидящая среди листьев, совершенно от них неотличима: до такой степени ее форма, окраска крыльев, даже имитация системы жилок на листе, соответствуют листьям тех деревьев, на которые обычно садятся каллимы.
Предостерегающие знаки
Способы защиты животных, приспособляющихся окраской и формой к окружающей среде, очень разнообразны. Из описанных примеров видно, что такими приспособлениями обладают главным образом съедобные животные. Однако этим не исчерпывается разнообразие приспособлений животных в окраске.
На лугах и лесных полянах часто встречаются бабочки пестрянки. У них темные крылышки с ярко-красными пятнами. Они медленно порхают и потому хорошо заметны и в полете иногда присаживаются на цветки.
На старых пнях в лесу часто можно наблюдать большие скопления клопов-«солдатиков».
Они обращают внимание своей окраской — красной с черным рисунком. Они тем более заметны, что сидят на пнях не в одиночку, а целыми «стадами».
Все знают полезных жучков — божьих коровок. Их много видов, и у всех у них заметная, яркая расцветка. Так же заметны своей яркой окраской гусеницы многих бабочек.
Довольно ярко окрашены, например, гусеницы обыкновенной капустницы. На листьях капусты они особенно заметны еще и потому, что обычно сидят не поодиночке, а группами в несколько десятков.
Таких примеров можно привести много. Животные с яркой окраской, как правило, не прячутся, всегда остаются на виду среди белого дня.
Все дело в том, что эти животные несъедобны для других животных, например для птиц, питающихся насекомыми: они ядовиты, или противны на вкус. Возьмите в руки божью коровку. У жучка на местах сочленений ножек появятся капельки жидкости, издающей едкий запах. Кроме божьих коровок, очень ядовиты многие жуки.
Яркая окраска несъедобных животных служит им защитой. Такая окраска предупреждает, что их нельзя есть. Птица, раз-другой схватив клювом такое насекомое, бросит его и больше не берет ярко окрашенных насекомых. Это значит, что у птицы быстро вырабатывается условный рефлекс на яркую окраску (см. ст. «Поведение животных»). Таким образом, несъедобные насекомые защищаются тем. что они неприятны на вкус или ядовиты, а яркая окраска предостерегает птиц.
Подражательное сходство – мимикрия
Мы уже знаем, что часто животным служит защитой подражание в форме и окраске другим предметам природы. Еще более интересно, когда два различных вида животных подражают друг другу многими внешними признаками. Такого рода факты были открыты впервые английским зоологом Бэтсом в 862 г. на берегах р. Амазонки. Эти факты были тщательно изучены также Уоллесом на островах Малайского архипелага.
Изучая бабочек во время путешествия rt тропической части Южной Америки, Бэте обнаружил, что два вида бабочек, принадлежащие к различным семействам, поразительно похожи друг на друга размером,
формой и окраской. При этом оба эти вида живут в одной и той же местности и летают в одно и то же время года. Один из двух сходных видов значительно более многочислен, чем другой.
Исследование показало, что бабочки более многочисленного вида неприятны на вкус, т. е. несъедобны. Значит, яркая, хорошо заметная окраска бабочек этого вида может быть отнесена к предостерегающим окраскам. У бабочек другого, менее многочисленного вида такая же окраска, но эти бабочки вполне съедобны. Бэте первый высказал предположение, что съедобный вид подражает несъедобному. Сходство с бабочками несъедобного вида служит защитой Бэте, Уоллес и другие ученые описали много случаев такого рода мимикрии у различных бабочек и других насекомых, в том числе и у животных умеренной зоны.
В наших лесах часто встречаются бабочки стеклянницы (см. цветную таблицу). Так называют целую группу бабочек, внешне мало похожих на другие виды. У стеклянниц совершенно прозрачные крылья. Форма и окраска брюшка делают бабочку очень похожей на осу: на брюшке у нее чередующиеся черные и ярко-желтые полосы. Поэтому стеклянницу, похожую на осу, называют стеклянницей-осовидкой. Осы — жалящие, хорошо защищенные, несъедобные насекомые. Подражающая им стеклянница — съедобная бабочка.
Многие мухи, из тех, которые посещают цветки, также подражают ядоносным перепончатокрылым насекомым: муха-пчеловидка-пчеле, другие мухи — шмелям.
Распознавательные знаки
Большое значение имеет также распознавательная окраска. Такая окраска — в виде заметных издали пятен или рисунков — особенно характерна для стадных млекопитающи, например газелей, антилоп. Благодаря е животные одного виг, л распознают друг друга.
Распознавательная окраска есть у многих птиц, особенно у совершающих дальние перелеты. Имеет она значение также в период размножения птиц и других животных. Впрочем, особи одного и того же вида распознают друг друга не только но окраске. Большую роль играет при этом обоняние (особенно у млекопитающих и насекомых) и слух. Издаваемые животными звуки, особенно пение птиц, хорошо различаются животными того
Насекомые, обитающие большими семьями в гнездах, называются общественными. В одну семью их объединяет забота о потомстве. Этим они отличаются от других насекомых, которые только откладывают яйца на приготовленный для личинок корм и больше о потомстве не заботятся.
В гнезде любого вида общественных насекомых живут различные группы особей. Таких групп обычно три: самки, самцы и рабочие: и каждая группа выполняет свои, строго определенные «обязанности». Например, самки откладывают яйца, рабочие особи ухаживают аа самкой и личинками, делают гнезда и т. д. Самцы, самки и рабочие различны своим строением и иногда совершенно непохожи друг на друга. Это явление называется полиморфизмом, т. е. многоформием. В одном гнезде могут обитать десятки, тысячи, а иногда и сотни тысяч насекомых, причем основное население гнезда — рабочие особи, а группируется вся сложная семья вокруг самки-матки.
К общественным насекомым относятся пчелы, которым в этом томе посвящена отдельная статья, осы, шмели, муравьи и термиты.