Несметные полчища

Тихими июньскими вечерами по берегам рек и озер области, от гранитных откосов Ладоги до песчаных отмелей Луги, танцуют удивительные стройные насекомые с нежными крыльями и длинными передними ногами - поденки. Узнать их нетрудно. У них две пары сетчатых прозрачных крыльев, иногда украшенных бурыми пятнами; передние крылья всегда гораздо крупнее задних (у некоторых поденок задние крылья совсем неразвиты). На вершине брюшка находятся три или реже две длинные тонкие хвостовые нити. Глаза крупные, усики короткие. Их монотонные маятникообразные движения над куртинами трав на фоне опускающегося в воду солнца наполняют весь окружающий пейзаж покоем. Все танцующие насекомые - самцы. Вытянув вверх передние ноги и быстро работая крыльями, они взмывают вертикально вверх, при этом их длинные хвостовые нити вытянуты и направлены вниз. Взлетев таким образом на высоту примерно 1 - 3 м, самец прекращает махать крыльями и, продолжая по инерции двигаться вверх, поворачивается параллельно земле, расставив в стороны крылья и широко разведя хвостовые нити. В таком положении самец медленно парашютирует вниз, при этом из-за сопротивления воздуха кончики его длинных хвостовых нитей загибаются вверх. Опустившись, самец поворачивается головой вверх, вытягивает передние ноги и снова, заработав крыльями, набирает высоту. Такие чередующиеся активные взлеты и пассивные спуски повторяются многократно, составляя танец, в котором всего два па - взлет и спуск. Рядом танцуют другие самцы.

Если осторожно приблизиться к танцующему самцу, то можно различить слабый звук, периодически повторяющийся в ритме танца и отдаленно напоминающий слабый треск двигателя. "Двигатель" расположен в груди самца, а звук издается при взмахах его крыльев. Частота колебаний крыльев у поденок невелика: так, у обыкновенной поденки она составляет около 25 Гц. Поэтому звук, издаваемый их крыльями, значительно ниже, чем, скажем, у шмеля или мухи, крылья которых совершают колебания с частотой более 100 Гц. Мухи и шмели в полете жужжат, а комары, для которых характерна очень высокая частота взмахов крыльев - до 600 Гц, - звенят. Звук, издаваемый в полете самыми мелкими комариками, иначе как "писк" не назовешь.

Количество самцов, участвующих в вечернем танце, различно у разных видов поденок. Для обыкновенной поденки характерны рои, включающие до двух десятков особей. У более мелких видов из семейств грязевых и двухвостых поденок рои состоят из десятков и даже сотен танцующих самцов. Скопление многих насекомых в воздухе на одном месте давно привлекало внимание людей, но лишь сравнительно недавно роение, его механизм, ученые смогли объяснить. Роевое поведение, т. е. стремление собираться в воздухе в ограниченном объеме пространства, свойственно разным группам насекомых, но прежде всего тем, личинки которых развиваются в водоемах: поденкам, ручейникам, двукрылым и в меньшей степени веснянкам. Кроме того, роение характерно для термитов и перепончатокрылых, например для муравьев. Для встречи полов самцы собираются в рой, который привлекает самок. Концентрация самцов в одном определенном месте поблизости от водоема уменьшает разлет насекомых и потому повышает вероятность продолжения вида. Неизменное положение самцов относительно элементов ландшафта - условие встречи полов, т. е. самцы должны концентрироваться в одном месте, которое и находит самка. Концентрация достигается координацией полета многих особей за счет зрительной реакции на какой-то особый, заметный элемент ландшафта, называемый маркером.

Наиболее примитивный характер полета в рое свойствен поденкам и некоторым длинноусым молям. Задачу стационарного положения в пространстве они решают за счет чередования вертикальных взлетов и пассивных спусков. Так как при взлетах все-таки происходит небольшое горизонтальное смещение, самец поденки вынужден время от времени возвращаться на свое место над маркером. Сложнее характер полета при роении у других насекомых. Некоторые ручейники, двигаясь зигзагообразно в нескольких сантиметрах над поверхностью воды, быстро перемещаются от одного края роя к другому. Затем они разворачиваются, перелетают к началу роя и повторяют свой танец, состоящий из мечущихся движений от одного края к другому. Рой в этом случае как бы распластан по поверхности воды. Такие же рои образуют и другие ручейники, траектория полета которых имеет форму петли либо горизонтальной восьмерки. Некоторые двукрылые и перепончатокрылые образуют столбообразные рои. В таком рое насекомые летают по сложной, запутанной траектории, включающей быстрые рывки в стороны с верхушки роя вниз и на периферию, а затем снова по центру вверх.

Ручейник - ближайший родственник бабочек

Роятся очень многие двукрылые: Настоящие комары, толкунчики, мокрецы, слепни, галлицы, комары-долгоножки, зимние комарики, толстоножки, но особенно дружное роение наблюдается у звонцов. По массовости роения они уступают только поденкам. При роении многих двукрылых часто можно наблюдать такую картину: насекомое работает крыльями, но как бы висит на одном месте. Такой полет называется зависающим или стоячим. В роях некоторых толкунчиков (их так называют за то, что в рое насекомые "толкутся" на одном месте) время от времени один из самцов покидает рой, врывается в расположенный рядом рой настоящих комаров (и те и другие часто роятся над одним и тем же маркером, например пнем или кучей мусора), хватает комара и, зажав его в передних ногах, возвращается в свой рой. Теперь он готов к встрече с самкой. Самец со "свадебным подарком" зависает то в одной, то в другой точке роя, чутко реагируя на все, что происходит сверху от него. Время от времени самец поднимается и, удостоверившись, что над ним зависает такой же, как он, самец, возвращается на прежнее место. Но если это оказывается самка, влетевшая в рой, самец вручает ей "свадебный подарок" и тут же в воздухе начинает с ней спариваться. Копулирующая пара быстро по наклонной траектории снижается и садится на субстрат. У некоторых толкунчиков рода эмпис самец в качестве "свадебного подарка" преподносит самке такую же крупную, как он сам, муху. Присевшая на ветку копулирующая пара толкунчиков располагается в три этажа: сверху находится самец, который держится сам, держит самку; та, в свою очередь, держит ногами муху. Пока самка питается, происходит спаривание.

Но вернемся к поденкам. Над маркером - пнем, камнем, кустом - монотонно танцуют самцы. Как мы уже знаем, крылья самца должны работать так, чтобы насекомое находилось в воздухе, но не удалялось от маркера. Основная роль в контроле направления полета принадлежит зрению: самец рассчитывает движения крыльев таким образом, чтобы изображение маркера периодически, через равные промежутки времени, появлялось на сетчатке нижней стороны фасеточных глаз. Амплитуда танца регистрируется при помощи специального органа, которым среди всех насекомых обладают только поденки. В их голове есть своеобразный вестибулярный аппарат, действующий подобно внутреннему уху млекопитающих. Когда самец достигает верхней и нижней точек амплитуды танца, этот аппарат сигнализирует об изменении положения тела в пространстве - вертикальном или горизонтальном.

Спаривание толкунчиков

Но главная роль в контроле за полетом в рое принадлежит у поденки глазам. Устроены они своеобразно. Если рассмотреть фасеточный глаз поденки под микроскопом, то видно, что фасетки верхнего полушария глаза крупнее, чем нижнего. При помощи нижней половины глаз самец определяет свое положение над маркером, а поскольку он все-таки велик, то достаточно мелких фасеток. Гораздо труднее рассмотреть мелкий предмет, особенно быстро перемещающийся в поле зрения. Здесь необходимы крупные фасетки, а поскольку они расположены на верхней стороне глаз, то увидеть самку самец может только в том случае, если она пролетает над ним. У некоторых видов поденок верхние полушария глаз, содержащие более крупные фасетки, отличаются от нижних цветом и формой. Часто верхние полушария вытянуты и приобретают конусовидную или тюрбановидную форму. У самцов двукрылой поденки каждый глаз состоит из двух разновеликих половин; верхняя имеет форму тюрбана, окрашена в ярко-оранжевый цвет и снабжена фасетками только на верхушке. При спуске самца в брачном танце эта часть тюрбана обращена строго вверх; стоит самке в этот момент появиться в поле его зрения, как самец кинется за ней. Но он кинется и на любой другой предмет, случайно попавший в рой: поденку другого вида, веснянку, брошенный небольшой камешек, так как для него любой объект небольших размеров, пролетающий над ним, - самка.

У самок поденок в отличие от самцов все фасетки глаза одинаковых размеров. Скорее всего, она не видит роящихся самцов, а по маркеру отыскивает рой и наугад пролетает через него, меняя высоту после неудачной попытки встретиться с самцом.

Двойные глаза самца двукрылой поденки

Но вот попытка удачная, и сразу же несколько самцов устремляются за самкой. Наиболее сильный и быстрый из них хватает самку своими половыми придатками за вершину брюшка; спариваются поденки в полете, при этом самец располагается снизу. Выполнив предначертанную ему роль в продолжении вида, самец погибает, а самка летит к ближайшему водоему откладывать яйца. В полете она ударяет кончиком брюшка о поверхность воды, взлетает, опускается снова и вновь бьет брюшком о воду. Так длится до тех пор, пока самка не освободится от двух пакетов яиц, из которых затем выйдут личинки, продолжающие вид. Некоторые исследователи считают, что неровная, изломанная траектория полета самки при откладке яиц, напоминающая брачный танец самца, избавляет ее от притязаний самцов, случайно оказавшихся поблизости.

Обыкновенная поденка (сверху вниз): субимаго и имаго

На танцы и спаривание много времени не надо - день - два, от силы неделя. Краткость жизни взрослой стадии (имаго) поденок стала причиной названия этих насекомых. Действительно, редко какая поденка живет более нескольких дней. А вот продолжительность жизни личинок может достигать трех лет. Личинка последнего возраста, с уже отчетливо различимыми зачатками будущих крыльев, поднимается на поверхность воды, ее шкурка лопается, и из нее выходит крылатая поденка. Освободив крылья и подняв их над спинкой, она некоторое время дрейфует на шкурке, как на лодке, а затем низко над водой летит к берегу. Там, вцепившись в травинку, поденка садится и замирает. Кажется, что она ждет своего часа, чтобы с другими, такими же окрыленными поденками закачаться в вечернем танце, но, приглядевшись внимательнее, мы замечаем, что она отличается от тех красавцев самцов, которые танцуют над тростниками. Крылья мутные, оторочены бахромой, передние ноги и хвостовые нити короткие, да и весь облик какой-то тусклый, бесцветный. Перед нами крылатая неполовозрелая стадия, так называемая субимаго. Жизнь субимаго еще короче, чем у имаго, - от нескольких минут до нескольких часов. Вскоре субимаго линяет и становится имаго, которое только и ждет момента, чтобы закачаться в танце.

Среди поденок есть такие, жизнь половозрелой стадии которых длится не более часа. Едва сбросив личиночную шкурку, они устремляются в брачный полет, а поскольку времени им отпущено мало, то появляются из воды синхронно и в таком количестве, что вода буквально "вскипает". Над озером или рекой поднимается живой столб снующих насекомых. Массовый лет поденок давно привлекал к себе внимание грандиозностью зрелища. Люди, которым довелось стать свидетелями массового лета поденок, говорят и пишут о нем как о масштабном явлении, оставляющем неизгладимое впечатление.

Гигантские рои, включающие сотни тысяч особей, характерны главным образом для тех видов поденок, личинки которых развиваются в озерах или широких медленнотекущих равнинных реках с илистым дном. Но именно такие реки страдают от человеческого вмешательства в первую очередь. Крупные реки, такие, как Нева, Волхов, Нарва, Луга, служат транспортными магистралями, на их берегах расположены крупные промышленные предприятия и населенные пункты. В результате загрязнения водоемов пала численность многих видов поденок. Становится все более редким событием одно из самых грандиозных явлений живой природы - массовый лет поденок, бывшее обычным еще 30 лет тому назад. Свидетелем массового лета черноспинной поденки в 1955 году довелось стать энтомологу И. С. Фишскису. Приведем фрагмент из его описания: "Длина полосы, на которой наблюдался массовый лет черноспинной поденки, превышала 14 километров. Максимальное количество поденок наблюдалось в районе населенных пунктов Сертолово, Черная Речка, Каменка; много поденок было отмечено также к юго-западу от этих пунктов, в Левашове и Дибунах. Лет был настолько обилен, что на улицах поденки, ударяясь в лицо, мешали прохожим. Невольно вспоминается сравнение Формозова: "Они ударяли в лицо, как сухой снег"; особенно в сумерки беловатая окраска крыльев носившихся в воздухе насекомых делала их похожими на хлопья снега; иллюзия метели стала еще большей при свете взошедшей луны. Ярко освещенные окна трех- и четырехэтажных домов, расположенных на открытой местности вблизи шоссе, привлекали тучи поденок. В открытые окна влетали рои этих насекомых, облепляли лампы электрического освещения, засыпали столы и мешали работать".

Наиболее широко распространена в области обыкновенная поденка. В июне танцующих самцов можно встретить на берегах различных водоемов: прудов, озер, рек. У более мелкой двукрылой поденки отсутствуют задние крылья, имеются две хвостовые нити. Эти поденки встречаются в июне - июле на берегах прудов и чистых рек. Нет задних крыльев и у грязевой поденки. Три хвостовые нити отличают ее от двукрылой поденки. Личинки грязевой поденки развиваются на илистых и песчаных грунтах мелководий озер и медленнотекущих равнинных рек. Особенно многочисленны они на берегах Волхова и Финского залива. В период лёта, который приходится с мая по август на вечерние часы, эти поденки в больших количествах появляются из воды. За короткий промежуток времени они густо, как снежинки, усыпают любой предмет, попавшийся им на пути. В самых чистых водах развиваются личинки желтой поденки. Самцы образуют небольшие рои, включающие 3 - 5 особей, - характерный элемент прибрежного ландшафта северного Приладожья.

Поденки - одна из самых древних групп насекомых. Они появились более 300 млн. лет назад, в геологический период, именуемый карбоном. Десятки отрядов животных возникли и вымерли за истекшие миллионы лет, а поденки сохранились и донесли до нас многие древние черты, такие, как стадию субимаго и длинные хвостовые нити. Однако эти интересные животные, доставляющие эстетическое наслаждение своими танцами, знакомы немногим. В основном исследователям да рыболовам, которые, используя личинок поденок как наживку, называют их либо мотылем, либо шведами. Роль поденок в природных сообществах определяется тем, что личинками питается молодь многих промысловых видов рыб, в том числе и лососевых. Многие виды поденок чувствительны к присутствию в воде различных посторонних химических соединений и являются индикаторами чистоты воды.