Другую группу химических рецепторов условно называют дистантными. У некоторых животных они обладают феноменальной чувствительностью. Самец тутового шелкопряда ощущает присутствие самки, если в 1 000 000 000 000 000 молекулах воздуха содержится одна молекула выделяемого ею пахучего снадобья. Это позволяет крылатым кавалерам реагировать на готовую к размножению самку, находясь от нее за несколько километров, а потом и отыскать ее. Рекорд по дальности обнаружения – 11 километров!
Есть абсолютно достоверные наблюдения, что по следам, оставленным на земле, четвероногие кавалеры умудряются обнаруживать дам на более значительных расстояниях. Один лисовин не поленился сбегать на свидание за 40 километров. Совершенно очевидно, что это не рекорд. Отыскать по запаху подругу, когда у лисиц наступает время свадеб, совсем нетрудно: самки не полагаются на надежность следов и добавляют множество пахучих меток. Однажды ранней весной я с десяток километров прошел по следу небольшой, видимо, молоденькой лисички, которая педантично, через каждые 2—3 метра оставляла на снегу капельку мочи, обладающей сильным и стойким запахом.
У позвоночных животных обонятельные рецепторы располагаются в слизистой полости носа. Обычно эта часть внутренней оболочки содержит специальный пигмент, который придает ей желто-коричневый цвет, поэтому обонятельную выстилку нетрудно отличить от необонятельного эпителия. Ее размер и общее количество рецепторных клеток дают достаточно точную информацию о развитии и совершенстве обоняния. У людей площадь обонятельной выстилки равна 3—5 квадратным сантиметрам и содержит около 6 миллионов рецепторных клеток, а у собак достигает 100 квадратных сантиметров и располагает 220 миллионами воспринимающих элементов. В результате собачий нос в миллион раз чувствительнее человеческого.
Обонятельные рецепторы млекопитающих лежат на дне желобоватых ямок. Это длинные колбочкообразные клетки с булавовидной вершиной, на которой находятся жгутики или пальцевидные выросты, погруженные в слой слизи, которая покрывает обонятельный эпителий. Существует представление, что каждая рецепторная клетка предназначена для обнаружения какого-то определенного типа молекул пахучих веществ.
Считается, что человек владеет 7—14 типами приемников. Различные комбинации посылаемой ими в мозг информации позволяют обонятельно одаренным людям узнавать более 10 тысяч запахов. Это недалеко от обонятельного «потолка». Расчеты показывают, что 14 типов воспринимающих устройств могут обеспечить идентификацию 16 384 запахов. Кролик, вероятно, располагает 24 типами приемных устройств, а собака – 25—35. Нет никакой уверенности, что все 24 кроличьих индикатора есть у собаки. Ведь растительные запахи ее не интересуют. Большое количество обонятельных рецепторов не всегда сочетается с разнообразием типов приемников. У некоторых самцов насекомых до 2/3 воспринимающих клеток нужны, чтобы обнаружить пахучие вещества, выделяемые самкой.
К специфическим приемникам относятся гигрорецепторы, предназначенные для обнаружения воды. Поиски пищи происходят по обобщенным признакам, присущим всем ее видам. Комары-кровопийцы находят свои жертвы, «принюхиваясь» к углекислому газу, выделяемому любым животным, или к таким аминокислотам, как лизин, непременно входящим в состав белков позвоночных животных.
У насекомых обонятельные органы имеют вид волосков, щетинок и тонкостенных выростов со множеством пор в оболочке, а иногда представляют собою неглубокую ямку. Они могут располагаться на различных частях тела, но чаще всего на антеннах. Число обонятельных органов и количество рецепторных клеток сильно варьирует не только у различных видов животных, но и у самцов и самок одного вида. У рабочей пчелы на каждом из ее маленьких усиков умещается до 6 тысяч обонятельных пластинчатых органов. У самки бабочки сатурнии полифем по 14 тысяч чувствительных органов, имеющих до 35 тысяч рецепторных клеток, а у самца 70 тысяч органов и 150 тысяч клеток!
Число воспринимающих элементов, конечно, сказывается на чувствительности. Важны и особенности расположения рецепторов. У. летающих насекомых, самцы которых по запаху разыскивают самок, они располагаются на больших перистых усиках. Этими ажурными сооружениями самцы как бы облавливают воздух, что и позволяет. им «находить» молекулы пахучего вещества. Даже если в воздухе их совсем немного, рецепторные клетки выловят до четверти всех прошедших сквозь сито. Соответственно усики самцов гораздо внушительнее, чем самок. Такими антеннами владеют китайская дубовая павлиноглазка и другие настоящие шелкопряды, а из живущих на территории нашей страны – большой ночной павлиний глаз и грушевая сатурния, самая крупная бабочка отечественной фауны, с размахом крыльев до 18 сантиметров.
Обонятельный анализатор в некотором отношении менее надежен, чем другие органы чувств. В противоположность свету, распространяющемуся практически мгновенно, и звуку, тоже преодолевающему пространство с большой скоростью, запах разносится медленно. К тому же интенсивность запаха в значительной степени зависит от движения воздуха, следовательно, весьма непостоянна. Совершенно очевидно, что самец сатурнии, отправившийся на свидание к невесте, находящейся от него на расстоянии нескольких километров, даже преодолев 3—5 десятков метров пути, не способен определить, стал ли запах слабее или сильнее. Он просто летит против ветра, а если сильно отклонится в сторону и выйдет в зону, где запах дамы становится слабее, совершает челночные полеты, пока снова не попадет в воздушную струю, несущую ее ароматные «призывы». Так же он поступает, когда окажется в непосредственной близости от самки.
С помощью обоняния примитивные четвероногие не способны определить, где находится дичь, но если пахнет сильно, понимают, что где-то близко и упорно ведут поиск, пока не обнаружат добычу. Сильный запах вызывает более сильное возбуждение, а следовательно, более активный поиск. И только когда расстояние окажется меньше сантиметра, маленькая саламандра точно определит местоположение добычи.
Высшие четвероногие ориентируются по запаху лучше, особенно если идут по следу. Пробежав 2—3 десятка метров, они отчетливо замечают, конечно, если след не слишком старый, усиливается запах или слабеет. Это позволяет им выбрать направление преследования. Ну а если по дороге след будет потерян, его стараются обнаружить с помощью челночного прочесывания местности. Точно так же ведут себя хищники, уловившие верхним чутьем присутствие затаившейся дичи. И только в непосредственной близости обоняние работает безупречно.
Для общения животные вырабатывают специальные биологически активные вещества. Их называют феромонами. Пахучее вещество самки, обнаружив которое, крылатые кавалеры готовы лететь на край света, относится именно к ним. В зависимости от того, для чего они предназначены, пахучие вещества вырабатываются круглогодично или только в определенные периоды жизни. Половой феромон бабочек начинает синтезироваться, когда у самки созревают половые продукты и она готова приступить к размножению. У многих четвероногих, в первую очередь у млекопитающих, самки распространяют специальные ароматы. Пахнуть могут женские половые гормоны или специальные вещества, вырабатывающиеся под их воздействием, по которым самцы безошибочно узнают готовых к размножению самок.
В зависимости от смысла передаваемой информации используемые для общения пахучие вещества обладают различной степенью прочности. Но даже самые нестойкие действуют гораздо дольше, чем, например, звуковые сигналы. Запах бабочки сатурнии, способный распространяться на расстояние нескольких километров, должен сохраняться не менее часа. Обычно подобные феромоны обладают значительно большей стойкостью.
Если провести аналогию между человеческими способами общения и формами коммуникации у животных, обонятельные сигналы уместно сравнить с письменной речью. Действительно, запаховые метки, сохраняющие свой аромат несколько дней, используются как своеобразные объявления. А если требуется продлить срок действия извещений, животные их систематически обновляют. Они, как правило, адресованы представителям того же вида, но обычно понятны большинству животных, проживающих по соседству, если те обладают развитым обонянием. Запаховые метки в равной степени интересны как для врагов, так и для потенциальных жертв хозяев объявлений.
Чаще всего для долгосрочных объявлений используют мочу и кал. Однако у многих животных есть специальные железы. У антилоп они находятся около глаз, у индийских слонов – впереди уха, у хищников около вибрисс, у козлов и серн – за рогами, у верблюдов – на шее, у кроликов – под подбородком, у шимпанзе и горилл – под мышками, у даманов – на спине, на подошвах – у соболя, около хвоста – у лисиц и барсуков, на бедре – у утконоса, на лбу – у летяги. На границах своего участка животные (чуть не сказал – ставят) превращают с помощью пахучих веществ пни, камни, кусты и деревья в пограничные столбы. Пахучая метка сохраняется несколько дней. Соболь метит только охотничьи тропки, которыми постоянно пользуется, а бегемоты абсолютно всю площадь своих владений, рассеивая по ней помет.
