Заклинание дождевых червей

Черви покидают свои норы не из-за звука, а из-за вибраций от трения пластины о колышек, которые передаются в землю.

Подумайте, кого могут опасаться дождевые черви.

Метод заклинания червей требует двух инструментов: деревянного колышка и длинного бруска из стали или железа. Колышки могут быть разного размера и формы, но чаще они 4–8 см в диаметре и 30–60 см в длину, сужены с одного конца, чтобы их можно было вбить в землю. Бруски также бывают разного размера и формы, но обычно их длина не менее 40 см, ширина 4–8 см, толщина может быть разной — главное, чтобы была плоская поверхность, которой можно натирать деревянный колышек.

После того как кол вбит в землю, заклинатель трет металлический брусок о вершину колышка. При правильном выполнении движений трение между двумя материалами вызывает низкочастотные прерывистые колебания (около 80 Гц), которые распространяются через почву, одновременно производя слышимый «хрюкающий» звук.

Но не на звук реагируют дождевые черви, а на возникающие в результате этого трения вибрации (рис. 2). В ответ на вибрации, производимые в течение 1–2 минут, выползают черви в радиусе до 12 метров от места расположения колышка. Черви воспринимают вибрации всем телом благодаря многочисленным осязательным рецепторам, расположенным в эпидермисе.

Рис. 2. «Выхрюкивание» червей. A — профессиональный сборщик приманки Гэри Ревелл демонстрирует свои навыки по заклинанию червей на ежегодном фестивале в Сопчоппи 12 апреля 2008 года. B — инструменты заклинателя червей: деревянный колышек и плоский кусок железа. C — двухсекундная запись вибраций, производимых при трении металла о дерево, зарегистрированная с помощью геофона (см. Geophone) на расстоянии пяти метров. D — дождевой червь Diplocardia mississippiensis. E — улов дождевых червей. Фото из статьи K. C. Catania, 2017. Behavioral pieces of neuroethological puzzles

Похожие вибрации производят при рытье тоннелей кроты, когда с силой перемещают почву, царапают и рвут когтями находящиеся по пути корни растений. По соседству с миссисипскими дождевыми червями как раз обитают восточноамериканские кроты (Scalopus aquaticus). Черви имеют ярко выраженную реакцию побега от кротов: они быстро покидают свои тоннели и выбираются на поверхность почвы, затем быстро, насколько это возможно для червяка (со средней скоростью 30 см в минуту), ползут подальше от места, где они почуяли крота. Люди неосознанно подобрали методику, позволяющую создавать вибрации, схожие с вибрациями от продвигающихся в почве кротов.

Идею о том, что дождевые черви реагируют на вибрации, чтобы избежать желающего полакомиться ими крота, высказывал еще Чарльз Дарвин в своей работе о дождевых червях. И судя по всему, он не был первым. Однако Дарвин не смог доказать это экспериментами. Зато смог биолог Кеннет Катания (Kenneth C. Catania), изучающий сенсорные системы и поведение кротов-звездорылов (см. картинку дня Чувствительный нос звездоноса), водяных землероек, дождевых червей, змей и других животных. Он наблюдал за работой профессионального сборщика червей Гэри Ревелла в Национальном лесу Апалачикола (Apalachicola National Forest) во Флориде и провел ряд нехитрых экспериментов. Гэри и его жена Одри всю жизнь занимаются таким методом сбора червей и выступают на фестивале в Сопчоппи, обучая людей технике и рассказывая местную историю, у них есть свой магазин рыболовных приманок. Гэри — сборщик червей в четвертом поколении!

Катания взял небольшой контейнер (20×25×19 см), заполненный землей на высоту 15 см, поместил туда 50 добытых Ревеллом дождевых червей и подсадил пойманного крота в контейнер через трубку в нижнем углу. Поймать крота было несложно: его можно было отследить на поверхности почвы по следам уползающих червей.

Черви быстро появлялись на поверхности почвы, спасаясь от крота, ползали по стенкам контейнера. Это эффективно, так как для кормления восточноамериканские кроты не выходят на поверхность почвы. После того как черви покидали свои тоннели, они двигались с максимальной скоростью, постепенно ее снижали и начинали искать подходящий участок, чтобы снова зарыться в землю (рис. 3). Некоторых червей на поверхности съедали муравьи, змеи, ящерицы и жуки. Катания повторил эксперимент в более крупной открытой арене площадью 1,2 кв. м, куда поместил крота и 300 червей, черви тоже скрывались от крота на поверхности, когда тот приближался к ним на расстояние 5–10 см, иногда 20 см.

Рис. 3. Схема экспериментов. A — малая арена. B — гистограмма, иллюстрирующая число червей, вылезающих на поверхность почвы при имитации дождя, копании крота и в контроле. C — большая арена. D — относительное количество осадков во время грозы 1 апреля 2008 года. E — число червей, вылезающих на поверхность почвы при дожде, копании крота и в контроле. F — число червей, вылезавших на разном расстоянии от крота. G — направление движения уползающих от крота червей. Красная стрелка — средний вектор. Изображение из статьи K. C. Catania, 2008. Worm Grunting, Fiddling, and Charming—Humans Unknowingly Mimic a Predator to Harvest Bait

Катания предполагает, что для червя побег на поверхность почвы стоит риска быть съеденным другими, а вот для крота погоня за обедом на поверхность почвы не стоит затраченных усилий.

Восточноамериканский крот (рис. 4) обитает на большей части востока Соединенных Штатов, и это единственный крот, обнаруженный во Флориде. Благодаря прекрасно развитому обонянию он находит в почве дождевых червей и других беспозвоночных, которыми питается. В неволе он в день может съедать по 23 червя, которые весят как сам крот — около 40 грамм.

Рис. 4. Восточноамериканский крот. Фото © Kenneth Catania с сайта en.wikipedia.org

Люди не первые, кто придумал, как выманить дождевых червей из своих норок. Так же поступают лесные черепахи (Clemmys insculpta): они топают по земле передними лапами с периодичностью один раз в секунду, выманивая червей. Также топчутся на месте серебристые чайки (Larus argentatus). Вот что писал об этом знаменитый нидерландский этолог и лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине Николас Тинберген в своей книге «Мир серебристой чайки»: «При топтании ноги поднимаются поочередно. Птицы вассенарской колонии, где я в основном вел наблюдения, постоянно искали корм на лугах, сразу за прибрежными дюнами, и подолгу занимались там топтанием. Считается, что таким способом они выгоняют наружу земляных червей (как я уже упоминал, именно земляные черви составляют их основную пищу)».

«Однако, наблюдая эту повадку у других чаек, я пришел к выводу, что топтание может иметь двоякое назначение. Во-первых, оно имеет своей целью выгонять на поверхность земляных червей, у которых, по-видимому, существует врожденная реакция на вибрацию почвы, помогающая им спастись от заклятого врага — крота. Во-вторых, когда я наблюдал топтание у обыкновенных чаек на морском берегу, они обязательно стояли в мелких и мутных лужицах. И тут, мне кажется, назначение этой повадки — взбаламучивать ил, чтобы прячущиеся в нем мелкие животные задвигались и тем выдали себя».

Тинберген упоминает и топтание других птиц: «Топтание чаек на траве имеет интересную аналогию с поведением некоторых других птиц. Чибисы и другие кулики выгоняют червей из земли, делая вибрирующие движения только одной ногой. Птица вытягивает ногу под углом вперед и быстро ею потряхивает. Я наблюдал такое поведение только на лугах и ни разу не видел, чтобы чибис проделывал это на илистом берегу».

Однако Тинберген всё же сомневался в том, что птицы выманивают именно дождевых червей и что черви спасаются от кротов на поверхности: «Очень интересно было бы установить, действительно ли земляные черви являются объектом топтания всех этих птиц. Мне это кажется весьма сомнительным; ведь в таком случае земляного червя поджидало бы на поверхности почвы очень много врагов и было бы странно, что крот вынуждает червей искать спасения в куда более опасном месте. Право, трудно решить, кто тут представляет наибольший интерес — червь, птица или крот!»

Наверняка вам также приходилось слышать версию о том, что черви выползают на поверхность при вибрациях из-за того, что эти вибрации напоминают стук капель дождя. Ведь действительно часто после дождя мы видим множество дождевых червей на поверхности почвы или даже на асфальте. Кеннет Катания решил проверить эту версию. Он провел эксперимент по имитации дождя, в результате которого только несколько червей вышли на поверхность, а оставшиеся никак не пострадали, хотя на поверхности почвы стояла вода. Также он выставлял открытую арену с червями на улице под дождем, результат был такой же. То есть черви не вылезают массово на поверхность почвы, чтобы не быть затопленными.

Однако как объяснить, что дождевые черви всё-таки наблюдаются на поверхности после сильных дождей? Возможно, наиболее очевидным объяснением является то, что некоторые виды дождевых червей в различных местах обитания на самом деле в теории могут утонуть после продолжительных дождей. Тайваньские ученые исследовали потребление кислорода и поведение на поверхности двух видов дождевых червей и обнаружили, что один вид (Pontoscolex corethrurus) потреблял меньше кислорода и никогда не покидал почву после сильного дождя. Другой (Amyntas gracilis) нуждался в большем количестве кислорода и поэтому выползал на поверхность после сильного дождя. Таким образом, некоторые дождевые черви могут быть более чувствительны к истощению кислорода во влажной почве, чем другие. Но важно отметить, что в условиях, имитирующих сильный дождь, среднее время до появления червей A. gracilis на поверхности составляло 10 часов, и обычно они выползали уже в темноте. Это согласуется с общим наблюдением, что дождевые черви часто наблюдаются на поверхности утром после сильного дождя. И показывает, что у этих дождевых червей нет кратковременной реакции на начало дождя, которая может быть вызвана вибрациями.

Впрочем, дождевые черви выползают не только из-за вибраций. К примеру, в Великобритании ловцы червей используют другую тактику: вбивают в землю вилы и раскачивают их взад-вперед. При этом почва сдавливается на небольшом расстоянии вокруг вил, и черви выползают на поверхность. В отличие от вибраций, возникающих во время «выхрюкивания» и распространяющихся на многие метры, при движении вил вибрации, по-видимому, распространяются меньше чем на метр. Поэтому такой метод выманивания червей дает менее драматические результаты. А какая связь с кротом? Дело в том, что кроме вибраций крот во время копания продуцирует звуки локального сдавливания почвы передними конечностями. Они более низкочастотные, распространяются на меньшее расстояние и указывают на то, что крот находится особенно близко.

Удивительно, что на разных континентах были разработаны два разных метода выманивания червей, использующих разные сигналы. В Великобритании в коммерческих целях червей не выманивают, но проводят свои чемпионаты: World Worm Charming Championship в деревне Уилластон (Willaston) графства Чешир и International Festival of Worm Charming в деревне Блэкатон (Blackawton) графства Девон. Обратите внимание, что в Великобритании червей не выхрюкивают, а заклинают (charming).

В Национальном лесу Апалачикола во Флориде в 1960-х и 1970-х годах существовала целая индустрия по сбору червей: тысячи людей выманивали их для продажи: для кого-то это был дополнительный доход, для кого-то — основной. Но поскольку местные дождевые черви — эндемики, в дальнейшем сбор начал регулироваться Лесной службой США, и теперь для этого требуется ежегодно получать разрешение. Также запрещены методы создания вибраций, подразумевающие использование цепных пил и других работающих от электричества приборов. Можно полагаться лишь на деревяшку, металл и ловкость рук.