Реакции на электрические факторы
Электростатический заряд поверхности и градиенты потенциала.
Электростатические заряды возникают на поверхности различных предметов в результате их трения друг о друга или о воздух. Эти местные заряды могут достигать сотен вольт. Кроме того, значительная разность потенциала постоянно имеет место между поверхностью земли с находящимися на ней предметами и верхними слоями атмосферы и облаками. В ясную устойчивую погоду возникающий градиент потенциала у поверхности земли равен 100—130 В/м (вольт на метр), а при приближении грозы он увеличивается до десятков тысяч.
Тело движущегося насекомого в результате трения о субстрат и воздух приобретает электрический заряд, подобно любому движущемуся предмету. Этот заряд зависит скорее от подвижности насекомого, чем от размеров его тела, и варьирует как по знаку, так и по абсолютной величине. Измерения зарядов тела рабочих муравьев дали очень изменчивую величину в пределах от ±10_и до 5- Ю-10 К. Не исключено, что различные острые выросты на теле насекомых (щетинки, шипы и рога) способствуют стоку избыточного заряда в воздух.
При движении насекомого (особенно при его полете) благодаря такому электрическому заряду возникают также и слабые переменные электромагнитные поля (аурополя), частота которых равна частоте взмахов крыльев.
Заряд тела насекомого взаимодействует с зарядами окружающих предметов. Возникающие механические силы прямо пропорциональны произведению взаимодействующих зарядов и в некоторых случаях могут быть достаточными для того, чтобы их восприняло насекомое. Эти силы препятствуют движению насекомых вплоть до их прилипания к заряженной поверхности, а также приводят к налипанию на тело мелких пылевых частиц. Можно видеть, как у дрозофил в искусственном поле слегка расходятся крылья, подобно листочкам электроскопа. В очень больших по напряженности полях бабочки платяной моли буквально прилипают крыльями к заряженным поверхностям. Если заряжены только определенные участки пластиковой поверхности, то мелкие осы-наездники при движении по ней, подходя к заряженной зоне, замедляют бег и усиленно ощупывают антеннами дорогу перед собой. По той же причине ловушки из полиэтилена, процеживающие воздух, собирают значительно меньше насекомых, если эти ловушки по каким-то причинам оказываются заряженными.
Заряд поверхности можно снять, если предмет поместить в садок, обтянутый металлической заземленной сеткой (клетка Фара-дея). Кроме того, клетка Фарадея будет препятствовать наведению потенциала на поверхность предметов верхними слоями атмосферы. Можно ожидать, что если заряды поверхностей как-то мешают насекомым, то условия внутри клетки Фарадея окажутся для них более благоприятными. Действительно, внутри клетки Фарадея наездники откладывают больше яиц. Накрывание кустов можжевельника металлической сеткой приводило к заметному возрастанию численности насекомых на этих кустах. Аналогичным образом, если накрывать поверхность почвы клетками Фарадея, то в поверхностном слое почвы оказывается в 1,5 раза больше мелких почвенных членистоногих, чем на участках, покрытых сеткой из изолятора. Особенно заметно возрастает численность некоторых ногохвосток и клещей.
Поведение насекомых между пластинами заряженного конденсатора также показывает тормозящее влияние электрического поля. При подаче на пластины потенциала, создающего поле, близкое или несколько большее по напряженности, чем атмосферное поле в грозовую погоду, мухи-дрозофилы перестают бегать. Сходным образом, но менее отчетливо реагируют на поле некоторые жуки-кожееды. Бабочки же платяной моли при включении поля нередко приходят в возбуждение, а потом останавливаются. Реакция насекомых совершенно не зависит от того, контактируют ли они непосредственно с токопроводящей поверхностью. По-видимому, чем меньше насекомое, тем резче выражена его реакция на поле. Интересно, что дрозофилы заметно реагируют даже на относительно слабое электрическое поле, вплоть до 200 В/м (примерно такое поле возникает при прохождении облака над головой), хотя и очень быстро адаптируются к такому полю.
Отметим, что, несмотря на очевидность реакции дрозофил и других насекомых на электрическое поле, она отличается плохой воспроизводимостью. Зимой дрозофилы, как правило, вообще не реагируют на поле. Летом же уровень их реакции при, казалось бы, строго одинаковых условиях варьирует от 13 до 93%. Реакцию на поле редко удается наблюдать в городской лаборатории и значительно чаще в сельской местности. Есть основания предполагать, что чувствительность дрозофил, пчел, а возможно, и других насекомых к электрическому полю уменьшается с повышением влажности, а также инфразвукового и вибрационного фона. Инфразвуки же возникают по многим причинам: при приближении атмосферного фронта, от гроз, магнитных бурь, ветра; транспорт и промышленные установки также нередко генерируют инфразвуки.