Мир насекомых дает каждому школьнику обильный и доступный материал для биологических наблюдений. Насекомые встретятся нам не только на загородных экскурсиях, но и в черте города — на пришкольных участках, среди зелени садов, в пригородной рощице и даже на незастроенных пустырях, где еще уцелело несколько кустиков и пышно разрослись бурьян и крапива.
Правда, здесь мелкие шестиногие существа не так многообразны, как на лесных полянах и опушках или на цветущих лугах, но зато
в этих местах на первых порах в них легче разобраться, легче научиться их наблюдать и, таким образом, приобрести исследовательские навыки, необходимые каждому натуралисту в его дальнейшей работе среди природы.
* * *
Итак, выходим на участок, который мы выбрали для наших «полевых исследований», и приступаем к наблюдениям над жизнью его шестиногих обитателей. При этом мы не касаемся насекомых — вредителей сада и огорода, которым в томе «Сельское хозяйство» посвящена отдельная статья.
Под камнями или старыми досками можно найти укрывающихся там жужелиц —проворных жуков с металлическим отливом или со смолисто-черной блестящей окраской. Схваченная жужелица пытается укусить преследователя и выделяет жидкость с очень своеобразным острым запахом.
Жужелица — пример наземного хищника, своего рода «волк среди насекомых»: у нее длинные бегательные ноги и устремленная вперед голова с сильными челюстями (сравни с коровообразной фигурой «мирного» майского жука или блестящей бронзовки, «пасущейся» на цветках шиповника).
Найдя интересную гусеницу, начинающий натуралист помещает ее в какую-нибудь оказавшуюся под рукой коробку, а если он вспомнит, что гусенице нужны воздух и пища, то с помощью гвоздя, шила или острозубой вилки он продырявит в стенках коробки отверстия для вентиляции и положит для гусеницы ветку с листьями ее кормового растения.
Однако такой «садок» никуда не годится: непрозрачные стенки не позволят наблюдать за жизнью и развитием гусеницы, корм будет быстро вянуть, и вообще гусеница окажется в ненормальных и неблагоприятных условиях. Поэтому для содержания гусениц и других личинок, для наблюдения за ними и для вывода из них взрослых насекомых необходимы специальные садки.
Часто для садков применяют обыкновенные стеклянные банки: на дно банки ставят пузырек с водой и веточкой кормового растения, а верх обвязывают марлей. Однако такой примитивный садок имеет много недостатков: он плохо вентилируется, воздух в нем становится сырым, со дна банки трудно удалять испражнения гусениц, которые намокают, загнивают и покрываются плесенью. Понятно, что в таких антисанитарных условиях гусеницы плохо развиваются и часто гибнут.
Чтобы приспособить стеклянную банку для устройства садка, нужно удалить у нее дно. Держа банку горизонтально, опоясывают ее нижнюю часть толстой ниткой, смоченной керосином или спиртом (одеколоном), причем оба конца нитки должны свешиваться вниз; эти концы поджигают и, когда нитка сгорит по всей окружности, банку быстро опускают в таз с холодной водой. В результате этого нижняя часть банки по линии опоясывания ниткой отколется.
Охота за насекомыми — увлекательное занятие не только для юных натуралистов, но и для взрослых любителей природы. Те, кто во время летнего отдыха не наблюдал за насекомыми, не коллекционировал их, даже не подозревают, как это интересно. Странствуя по лужайкам и лесным опушкам, любитель-энтомолог ловким взмахом сачка захватывает легкокрылую добычу. На стволах деревьев он находит затаившихся ночных бабочек и усатых жуков, а среди зеленой листвы обнаруживает невидимку гусеницу, из которой, может быть, впоследствии выведется бабочка. Обработка и просмотр собранных коллекций позднее живо напомнят летние экскурсии и углубят знания об окружающей нас природе.
Отправляясь на охоту за насекомыми, энтомолог должен позаботиться о снаряжении и прежде всего изготовить сачок. Основа сачка — прочный обруч из толстой проволоки (годится для этого и старая матрацная пружина). На проволоке длиной около 120 см отмеряют от одного конца 12 см, а от другого — 8 см, остальную часть сгибают кольцом. Самые концы проволоки загибают под прямым углом и заостряют напильником — эти острия нужны, чтобы прикрепить обруч к палке.
Кисейную или марлевую сетку пришивают не прямо к обручу, а к более прочной материи (полотну, бязи), которая узким чехлом должна охватывать обруч. Мешок сачка делается глубиной в 55—60 см. Как скроить сачок, показывает рисунок. Материю сачка лучше окрасить в темно-зеленый цвет, иначе он будет пугать насекомых. Палка должна быть не длиннее 130 см.
Летящее или присевшее на цветок насекомое ловят, подводя к нему сачок сбоку. Поймав добычу, быстро поворачивают сачок так, чтобы нижняя часть мешка перехлестнула обруч и прижалась к нему, закрывая выход.
Изготовление гербария
Ни словесные описания, ни рисунки, ни ботанические определители не могут дать такого полного представления о растительном мире, как непосредственное изучение его. Но если сорвать растение и принести его в комнату, оно быстро завянет. А ведь растение можно сохранить надолго! Для этого нужно его засушить, положив между листами бумаги. У любителей ботаники скапливается целая коллекция таких засушенных растений. Чтобы коллекция сохранилась дольше и чтобы ею удобно было пользоваться, она должна быть хорошо и правильно оформлена, снабжена этикетками. Называется такая коллекция гербарием.Для изучения разнообразных форм и видоизменений органов у растений собирают морфологический гербарий. Растения в гербарии могут быть подобраны по биологическим или хозяйственным признакам либо на
определенную тему, например: «Сорные травы», «Лекарственные растения» и т. п.,— это гербарии тематические. Если же собраны представители всех видов растений одного района, области, страны, острова, то это флористический гербарий.
В систематическом гербарии виды растений группируются по родам, а они в свою очередь — по ботаническим семействам. Семейства располагаются в определенной последовательности, согласно принятой в науке системе.
Вы нашли интересное растение. Может быть, вы встречаете его первый раз, и возможно даже, что это растение исчезающее. (Ведь почти исчез в Подмосковье из-за хищнического сбора красавец анемон лесной. Исчезает и перелеска, и рябчик обыкновенный, а в других местах — шпажник, саранка и др.) Вам захочется узнать все, что имеется в литературе об этом растении. И это легко сделать, если вы знаете правильное название растения.
Каждый интересующийся растениями должен прежде всего научиться узнавать их названия, т. е. определять растения.
Расскажем, как надо работать с определителем. Вначале следует попрактиковаться определять знакомые вам растения, например лапчатку гусиную, лютик едкий, ромашку, папо-
ротник, тимофеевку, ель, сосну. А затем уже переходить к более сложным заданиям.
При определении полезно запоминать научные названия растений и не смешивать их с местными названиями. Так, например, растение дельфиниум консолида в разных местностях называют по-разному: живокость, рогатый василек, шпорник, сокирка, секиры, топорики. А научное название по всему миру одно — дельфиниум (бутон его напоминает фигуру дельфина).
На первых страницах определителя вы найдете вполне понятные указания, как пользоваться им для определения растений. Но одного определителя недостаточно, надо также вооружиться совочком, пинцетом и хорошей лупой (она совершенно необходима при рассматривании строения завязи цветка, рыльца, пыльников и т. п.).
В книгах известного путешественника по Дальнему Востоку В. К. Арсеньева не раз говорится об охотнике Дерсу Узала, сопровождавшем экспедиции Арсеньева. Это был искусный следопыт и большой знаток природы.
Арсеньева всегда поражала необыкновенная наблюдательность старого охотника, его умение замечать все мелочи и по ним воссоздавать картину события, которое уже произошло или еще произойдет. Когда однажды В. К. Арсеньев выразил свое восхищение искусством Дерсу
Узала и спросил, почему у других его спутников так не получается, тот ему просто ответил: «Глаза есть, а посмотри нету».
То же самое можно сказать многим нашим читателям, которые, бывая в лесу или на лугу, не видят вокруг ничего особенного, а между тем если они как следует «посмотри», то заметят очень много интересного и даже загадочного.
Одни из этих загадок решаются легко, стоит лишь внимательно посмотреть и немножко подумать; другие требуют длительных наблюдений. Объектов для наблюдений можно найти великое множество и в любом месте, где вам доведется побывать.Представим себе, что во время туристского похода вы оказались в поле. Вокруг вас много разнообразных растений, и все они интересны для наблюдения.
Вот злаки. Вероятно, вы заметили, что тонкие, длинные листья пшеницы, ржи, овса и других злаков всегда несколько закручены по своей продольной оси (от одного до четырех оборотов), а такие же длинные, но толстые листья хорошо знакомого вам садового ириса не закручены. Почему? Какая может быть от этого польза растениям?
Для того чтобы найти объяснение, проведите следующий опыт. Отрежьте две полосы писчей бумаги длиной в 20—25 и шириной в 0,8 см. Одну из них закрутите на круглой палочке, например на карандаше, а потом снимите — полоска эта теперь будет иметь форму спирали.
Попытайтесь удержать обе полоски в вертикальном положении, защемив нижние концы их пальцами. Вы заметите при этом, что закрученная полоска хорошо, прочно удерживается. У нее, как говорят инженеры, более «жесткая конструкция». А незакрученная полоска склоняется, будто надломленная. Вот вам и ответ на поставленный вопрос.
На колхозном поле вы видите хорошо раскустившиеся всходы злаков. Они уже «вышли в трубку», но еще не колосятся. Какой это злак? Пшеница, рожь, ячмень или, может быть, овес?
Распознать их как будто и трудно. Но это лишь на первый взгляд.
Какой богатый мир раскрывается перед нами, когда мы слушаем учителя биологии, читаем книги о растениях и животных! Мы предпринимаем экскурсии в зеленые луга, в цветущий сад, тенистый лес, полный птичьего щебетания, в поле, дремлющее под горячим солнцем. И всюду природа открывает нам свои тайны.
Вот школьники подошли к маленькому водоему. Небольшой тритон с оранжевым брюш-
ком медленно всплывает на поверхность и, захватив ртом воздух, скрывается в глубине, производя плавные — извилистые движения широкой лопастью своего плоского хвоста. Где-то рядом из той же глубины вынырнул жук-плавунец. На поверхности кружатся мелкие блестящие жуки-вертячки. Длинноногие водомерки бегают по воде и не тонут. А нет ли еще чего-нибудь в этом подводном царстве? Если запастись крепким сачком, то можно получить необычный улов. Сколько здесь различных моллюсков: катушки, прудовики, лужанки. А это личинка жука-плавунца (и сам он попался), личинки стрекоз, клоп-гладыш, водяной скорпион. Для того чтобы все это унести с собой, надо иметь специальные ведерки, а в школе предусмотрительно приготовить большие и малые аквариумы. При этом следует позаботиться, чтобы хищные животные разместились отдельно. Нельзя, например, жука-плавунца помещать с рыбками. Необходимо даже закрыть его банку сеткой или стеклом, иначе он ночью переберется в аквариум с рыбками и причинит им большой урон. (Об устройстве и содержании аквариумов прочитайте статью «Аквариум и террариум».)
Рядом с аквариумами нужно разместить коллекцию под названием «Животный мир водоема». Как ее изготовить? Чтобы представить водоем «в разрезе», на лист фанеры размером 30x40 см наклейте изображающую воду синюю бумагу. В верхней части листа поместите голубую полосу шириной около 10 см — это воздух над водой. Нижнюю часть листа намажьте клеем, а на него насыпьте мелкого песка. Присохнув, он изобразит дно. Затем наклейте загербарированные водные растения и, наконец (тоже клеем), прикрепите засушенных животных водоема. Мелкими гвоздиками приколотите лист к рамке. Рамку надо остеклить.
Вирусы
Большинство микробов, в том числе возбудители чумы, холеры и других страшных болезней, прекрасно размножается в искусственной питательной среде. Они годами сохраняют свои смертоносные свойства. Но до сих пор подобным образом ни одному микробиологу не удалось размножить в питательных средах возбудителя гриппа, оспы, бешенства или возбудителя мозаичного заболевания табака.
Наряду с многочисленными болезнетворными бактериями и плесневыми грибами существуют и другие возбудители заразных болезней человека, животных, растений и даже самих микробов. Они называются фильтрующимися вирусами или просто вирусами. Одна из отличительных особенностей вирусов заключалась в том, что их никак не удавалось размножить вне живой ткани. Поэтому для приготовления различных вакцин приходится культивировать возбудителя оспы на коже живых телят, возбудителя бешенства — в мозгу кроликов, а вирус гриппа — в тканях куриного зародыша.
Многие вирусы человека, животных и растений оказалось возможным размножить на отделенных от организма кусочках тканей, которые годами с особой тщательностью выращиваются в специальных прозрачных камерах. Это поистине великое искусство — выращивать и пересеивать растущие ткани в стерильных условиях, т. е. так, чтобы ни один микроб туда не проник.
За последнее время эта техника достигла необычайных успехов. Стало возможным, например, выращивать отдельные клетки высших растений, а потом из одной-единственной такой клеточки снова вырастить целое растение. Исследователи вирусов немедленно использовали это достижение для того, чтобы выяснить характер взаимоотношений клеток хозяина и вирусов, определить, где, в какой части клетки, при каких условиях происходит возникновение вирусных частиц.
Вирусы обладают многообразными свойствами. Некоторые из вирусов очень заразны. Один из основоположников русской микробиологии — Н. Ф. Гамалея рассказывал о таком случае из своей практики: «В одной больнице лет 50 назад на втором этаже находились больные оспой, а под ними, на первом этаже,— хирургические. Было лето. Для проветривания палат окна открывались настежь.
“Подопытные” микробы
Во всех космических полетах непременно участвуют бактерии, дрожжи, плесневые грибы, вирусы, бактериофаги. Выяснение влияния космической радиации, невесомости, вибрации, ускорения и т. д. на рост, размножение и наследственные свойства микробов — все это обязательная часть космических исследований. Небольшие размеры, сравнительная легкость обеспечения условий жизнедеятельности, быстрая смена поколений микробов создают благоприятнейший материал для сложнейших космических испытаний.
Изумительно остроумны и просты конструкции биоэлементов АМН-1. С помощью такого прибора можно на Земле получать информацию о жизнеспособности бацилл на протяжении самых длительных полетов спутников и ракет. Этот прибор приводится в действие по сигналам с Земли или от программирующего устройства на борту спутника.
Биоэлемент представляет собой металлический резервуар, состоящий из двух камер. В одной из них (объемом 1 см3) находятся маслянокислые бациллы, которые в виде спор могут храниться годами. Соседняя камера (объемом в 10 см3) загружается питательной средой. По команде с Земли перегородка между камерами разрушается, и споры, попав в питательную среду, быстро прорастают, образуя активные бациллы. Затем автоматически включается термостат, где поддерживается температура, благоприятствующая развитию и усиленному газообразованию культуры маслянокислых бактерий. Газы давят на гибкую мембрану, при этом на Земле замыкается электрическая цепь. По системе телеметрии поступает сигнал: бациллы в космосе чувствуют себя нормально.
Советскими микробиологами создаются новые типы биоэлементов, способных автоматически регистрировать не только газообразование, но и другие проявления жизнедеятельности микробов. Эти биоэлементы в недалеком будущем получат забирающее устройство, которое сможет взять с планеты образцы грунта. И тогда, наконец, наступит долгожданный момент: будет сделан автоматический посев проб, взятых с планет. Если в пробе окажутся живые существа, то на поверхности питательной среды вырастут их колонии. Изображение колонии и, что тоже весьма вероятно, отдельных микробов при помощи специального космического микроскопа может быть передано на Землю.
“Живые консервы”
В 1958 г. состоялся Международный конгресс микробиологов. На нем рассказывалось много интересного об искусственном приготовлении «живых консервов» .
Известно, что зародыши в утробе матери не содержат микробов. Если их извлечь со всеми предосторожностями и выращивать в дальнейшем изолированно, то можно получить организмы, полностью застрахованные от встречи с микробами. В специальных камерах, куда подаются пища и воздух, лишенные микробов, где автоматически удаляются нечистоты, могут годами выращиваться, жить, питаться и размножаться различные насекомые, мыши, куры, кролики, кошки, крысы, собаки и даже обезьяны. Одна мышь, например, беззаботно прожила в безмикробном мире 1000 дней. Четырнадцать поколений крыс просуществовали, не соприкасаясь с микробами.
Следовательно, в случае нужды на Луну или на другую планету всегда можно послать любое животное, не зараженное микробами, т. е. в виде своеобразных «живых консервов». Что касается самих космонавтов, то они также не занесут на другие планеты земных микробов, потому что их герметизированный костюм может быть легко простерилизован.