Все в мире насекомых удивительно – и разнообразие видов, и гигантская численность, и образ жизни, и непостижимое по сложности и целесообразности строение организмов, и порой необъяснимое поведение отдельных особей, семейств, колоний. Насекомым принадлежит важнейшая роль и в многозвенной экологической цепи и в ее тончайших, едва уловимых нитях.
Это самая богатая видами группа животных. Она насчитывает около миллиона только описанных видов насекомых, и открытия продолжаются. Ученые полагают, что насекомых на Земле не менее двух – трех миллионов видов. Это гораздо больше, чем всех прочих животных и растений вместе взятых. Причем каждый вид насекомых имеет свои особенности строения, процессов жизнедеятельности и поведения. По словам одного известного энтомолога, от одного вида насекомого до другого зачастую не ближе, чем от мухи до слона. А поскольку вид представляет собой качественно обособленную форму живого, то все его представители взаимно скрещиваются с образованием потомства. В то же время межвидовые скрещивания никогда не дают полноценного потомства, способного к продолжению рода и передаче «разновидовых» признаков. Здесь срабатывает заложенная в организмах генетическая система защиты чистоты каждого вида.
Насекомые составляют 29 отрядов. Среди них: прямокрылые – кузнечики, саранча, сверчки, медведки, таракановые, богомолы, термиты, стрекозы, поденки, вши; равнокрылые (членистохоботные) – цикады, червецы, тли; полужесткокрылые (или клопы); жесткокрылые (или жуки); чешуекрылые (или бабочки); двукрылые – мухи, комары, москиты, мошки, блохи; перепончатокрылые – пчелы, осы, муравьи, наездники и другие.
Насекомые – это многогранное чудо живой природы, имеют на Земле свое особое предназначение, которое трудно переоценить. Они являются прекрасными опылителями, почвообразователями, санитарами природы, и что важно для человека – насекомые улучшают плодородие почвы, сдерживают чрезмерное распространение многих сельскохозяйственных вредителей, производят мед и лекарственные вещества, красители сочных цветов, шелк. Более половины нашего питания составляет растительная пища. И 15% ее обязана своим урожаем насекомым-опылителям. Они опыляют и большинство растительных кормов для животных. Кроме того, нам доставляет наслаждение любование красотой причудливых форм, рисунков и расцветок тела, а также грациозностью движений. Только малая часть (около 1%) насекомых, приносит невольный ущерб деятельности человека. Но это ничто по сравнению с той важной ролью, которую они играют в жизни людей и в поддержании природного экологического равновесия.
Насекомые щедро одарены всем необходимым, чтобы активно жить и воплощать свое предназначение на Земле. Они имеют совершенные органы и системы, а также мозг и своеобразное сердце. Нервная и сенсорная (связанные с органами чувств) системы позволяют насекомым ощущать и воспринимать окружающий мир, органы движения – перемещаться в пространстве и осуществлять все действия, связанные с жизнедеятельностью, а системы координации и управления целенаправленно руководят всеми процессами и структурами организма, а также поведением насекомых.
При всем богатстве форм и окрасок, совершенстве строения организма, отдельных устройств, систем и взаимосвязанных физиологических процессов, поведение насекомых отличается не меньшим разнообразием. Как генетически заложенное инстинктивное поведение, так и приобретенный индивидуальный опыт поражают своей сложностью, целесообразностью и уникальностью. Не существует двух видов насекомых, которые вели бы себя одинаково. Представителя каждого вида можно узнать по врожденной стратегии добывания пищи, строительной деятельности, по тем позам, звукам, выделяемым химическим веществам, которые ему присущи при пищевой, репродуктивной, защитной, социальной и других формах поведения.
Современная энтомология не видит принципиальных оснований для противопоставления поведения насекомых и так называемых «высших» позвоночных животных. Ведь у насекомых некоторых видов в поведении участвуют такие сложнейшие психические процессы, как воображение, абстрактное мышление, символизация, память, способность к обучению и выработке условных рефлексов, собственный «язык» и даже элементарная рассудочная деятельность. Мир насекомых, куда входят эти удивительнейшие и совершенные создания, хрупок и неповторим во всех своих многообразных проявлениях. Его следует не только любить, но и обязательно беречь.
Для насекомых – этого необычайно многочисленного класса маленьких существ, характерно то, что они успешно живут и размножаются практически повсеместно – от Заполярья до изнывающих зноем пустынь, и отсутствуют только в глубине океана. Буквально кишит насекомыми почва. Мириады их носятся в воздухе, и даже на высоте до 2 километров эти существа образуют гигантский слой планктона, который служит пищей для птиц.
Насекомые каждого вида занимают только тот ареал и способны выдерживать именно те условия окружающей среды, для которых предназначен их организм, «настроены» врожденные механизмы жизнедеятельности и поведения. Благодаря этому насекомые могут обитать в самых суровых условиях, даже в холодной арктической тундре и на снежных горных вершинах, в солнечных саваннах и пустынях, во влажных тропических лесах и тайге, в жилищах людей и на животных. Например, бабочки, казалось бы, совсем хрупкие создания, обитают на земном шаре почти повсеместно. Их активная жизнедеятельность возможна благодаря особой целесообразности типа организма, который условно можно назвать «южным», «северным», «тропическим», «универсальным». Так, универсальный организм бабочек одних видов обеспечивает их распространение по многим районам с самыми разнообразными природными факторами. А организм других – предназначен только для конкретного местообитания, как, например, у бабочек, живущих исключительно в Альпах, выше линии снегов при средней температуре -10оС. Или, к примеру, у одного из обитателей пустыни – жука-чернотелки некоторых видов специфичное устройство организма обеспечивает активную жизнь именно в этой среде. Насекомое хорошо переносит жару и утоляет жажду, конденсируя живительную влагу ночных туманов.
Особенности организма насекомых некоторых видов позволяют: сохранять жизнь после замерзания и оттаивания; населять горячие источники с температурой воды +50оС; долгое время жить без воды за счет окисления запасенных питательных веществ; выживать в глубоком вакууме и часами находиться в чистом углекислом газе; жить в солевом рассоле, сырой нефти и т.д. Конечно, в холодных и сухих районах, а также в таких критических для жизни условиях проживают представители немногих видов насекомых. Однако именно они своим примером с наглядностью демонстрируют, какими поистине феноменальными возможностями наделены, казалось бы, совсем беззащитные существа. Больше того, как и многие другие животные, насекомые именно не «выживают» в такой сложной и суровой среде, а живут в ней той полноценной жизнью, особенности которой внесены в их генетическую программу. Рассмотрим это на некоторых примерах.
Некоторые насекомые относятся к покорителям и постоянным обитателям горных вершин. В седловине Эльбруса на высоте 5300 метров можно увидеть стрекоз и крапивниц. А оседло живущие мухи, жуки, тли бабочки, саранчовые обнаружены в Гималаях даже на высоте 6000 метров над уровнем моря. Питаются они пыльцой растений и органическими остатками, которые приносят горные бризы. Живут насекомые под камнями, в почве, в редких пятнах высокогорных растительных ковров и даже в снегу. Но особенно много их у кромки тающего льда, где большая влажность и легче найти корм, приносимый талой водой. Для нормальной жизни и воспроизводства сверчки одного из видов обязательно поселяются именно на горной местности, покрытой снегом, так как устройство их организма рассчитано только на среду обитания с пониженной температурой. А проживающая в северных широтах и высоко в горах бабочка желтушка наделена удивительным свойством живорождения, что очень озадачило в свое время энтомологов, поскольку для бабочек это не характерно. Предполагается, что живорождение помогает ее потомству завершить развитие в течение короткого лета этих мест.
Блоха изотома обитает исключительно на поверхности вечных снегов. Каждую ночь организм этого крошечного насекомого подвергается самым жестоким испытаниям, однако насекомое снова и снова демонстрирует великолепную способность жить в предельно суровых условиях. Оно полностью замерзает, как только заходит солнце, но благодаря своей темной окраске также быстро оттаивает в теплых утренних лучах. Ожив, блоха изотома продолжает заниматься всеми насущными жизненными проблемами, осуществляя реализацию своей наследственной программы, которую и передаст потомкам. Недавно энтомологи обнаружили, что комары-дергуны некоторых видов тоже способны жить и продолжать свой род в таких экстремальных условиях, которые, казалось бы, несовместимы с жизнью. Они обитают в трещинах и тоннелях ледников на высоких склонах Гималаев. Это насекомое наделено таким превосходным организмом, что прекрасно чувствует себя и не замерзает при -16оС. А самка комара даже проявляет активность в зимний период, когда в горах свирепствуют морозы. Как дергуны живут и продолжают род при столь низких температурах, и каковы физиологические особенности их организма комаров этого вида пока ученым не ясно.
Около 40 видов насекомых (комары, шмели, жуки, дневные и ночные бабочки) живут за Северным Полярным кругом – там, где есть цветковые растения. Благодаря северному типу организма комары некоторых разновидностей играют особо важную роль в холодных арктических пустынях и зоне тундры. Их самцы и самки, перелетая от цветка к цветку, питаются нектаром и попутно опыляют растения. Ведь в тундре и тайге практически нет пчел. В Заполярье опылением цветков заняты и шмели. Их организм хорошо оснащен для работы в холодных краях. Активная работа мышц и лохматая теплая шубка шмеля обеспечивают нагрев его тела до +37оС при наружной температуре воздуха 0оС. Это тепло образуется во время полета за счет химических реакций, происходящих в мускулах.
Организм не только жителей высокогорий, но и обитателей мхов и лишайников антарктических островов, например жуков определенных видов, способен не разрушаться при быстром охлаждении почти до -40оС. Их генетическая программа управляет уникальным минипроизводством глицеринового масла и других особых веществ, действие которых подобно действию известного автомобильного антифриза. Такими же спасительными веществами наделены некоторые виды земноводных и других холодоустойчивых представителей животного мира. А жуки и мухи, обитающие на Аляске, наделены замечательной способностью выдерживать даже температуры до -60оС. Насекомые, конечно, замерзают, но их организм обустроен таким образом, что кристаллы льда образуются только снаружи, не повреждая клеток, органов и тканей.
Для несметного количества насекомых экологической нишей служат тропические леса, занимающие немалую часть земной поверхности. Ветви деревьев, начиная с высоты не ниже 15 метров, так тесно переплетены между собой и плотно обвиты лианами, что сквозь образуемую крону почти не пробивается свет. Полог леса, толщина которого порой составляет 30 метров, заселен такими животными, как обезьяны, птицы, мыши, лягушки, насекомые и даже земляные черви (!). Здешние обитатели тут рождаются, растут, живут активной полноценной жизнью и умирают. Причем многие из них за всю свою жизнь никогда не касаются земли. А насекомые обитают на всех «этажах» леса: в земле, листовой подстилке, в стволах деревьев, в глубине тропического полога и на самом верхнем ярусе леса – на ветвях и листьях этой так называемой «крыши мира».
Насекомые составляют и значительную часть жителей пустынь. Больше всего там муравьев, москитов, комаров, жуков-чернотелок и красивых златок, особенно черно-золотистого цвета. Все они прячутся от дневного зноя в глубоких норках, а выбираются на охоту только с наступлением темноты. Великолепные возможности организма и поведения демонстрируют жуки-чернотелки некоторых видов, обитающие в самых жарких и безводных районах пустыни. Благодаря инстинктивным поведенческим механизмам они отправляются ночью на вершины песчаных дюн, чтобы «испить влагу туманов». Опустив голову, жук поднимает брюшко кверху и поворачивается навстречу влажному ветру с моря. Влага, конденсируясь на его особой ребристой спинке, стекает насекомому прямо в рот.
Представители большинства видов насекомых обитают на суше, но немало их проживает в самых разнообразных водных средах, в том числе и нетрадиционных. Так, особое устройство организма личинок некоторых видов комаров позволяет им прекрасно развиваться в горячих гейзерах, где могут еще жить лишь бактерии. Такую же способность проявляют зеленые стрекозы, молодые особи которых являются обитателями гейзеров с температурой воды +40оС. Личинки комаров в массе способны размножаться и в солоноватых прибрежных водах Каспийского моря. А такие насекомые, как, например клопы некоторых видов, обладают всеми возможностями для нормальной жизни в океанах – Атлантическом и Тихом.
Как ни удивительно, но существует калифорнийская нефтяная муха, местообитание и вся жизнедеятельность которой связана исключительно с густой сырой нефтью. Согласно наследственной программе она питается попавшими туда и прилипшими насекомыми и даже производит в нефти свое потомство. В ее организме все «предусмотрено» для этого. Кишечник мухи заселен бактериями-симбионтами, которые расщепляют парафин нефти и способствуют его усвоению. Муха может свободно бегать на своих тонких ножках по нефтяной пленке, не прилипая к ней, однако прикосновение к пленке любой другой частью тела для мухи губительно. Организм личинок этой мухи, которые развиваются в сырой нефти и питаются прилипшими насекомыми, тоже обеспечен всем необходимым. Так, программа инстинктивного поведения заставляет этих малышей, подобно водным личинкам, держать кончики специально изготовленных организмом дыхательных трубок над поверхностью нефти, чтобы дышать кислородом воздуха.
У жуков вида Coccotrypes dactyliperda, являющихся вредителями финиковой пальмы, самцы гаплоидны (имеют одинарный набор непарных хромосом), а самки – диплоидны (обладают парными хромосомами). Процесс размножения начинается с того, что неоплодотворённая самка путём партеногенеза откладывает яйца, из которых вылупляются только самцы. Затем она спаривается со «старшим сыном», съедает его и остальных, и производит вторую очередь потомства, в котором присутствуют уже особи обоих полов.
Фаэтончик красный – это вид обитающих в Сахаре муравьёв, кормящихся умершими от жары другими насекомыми. В поисках добычи они убегают далеко от своих нор и периодически замеряют угол направления на Солнце, чтобы вернуться обратно кратчайшим путём. Также эти муравьи каким-то образом умеют считать свои шаги, что актуально в условиях пустыни, где запахи быстро исчезают. Учёные подтвердили это в эксперименте: одним фаэтончикам приделывали к лапкам своеобразные ходули, из-за чего на обратном пути к норе они, отмеряя заданное число шагов, забегали слишком далеко. Другим же лапки укорачивали, и они не доходили до своего убежища.
Обитающие в Новой Зеландии и Австралии грибные комары рода Arachnocampa в личиночной фазе обладают свойством биолюминесценции. Прикрепляясь к потолку пещер, они вырабатывают и свешивают вниз липкие нити. В них попадаются другие насекомые, которые летят на свечение как мотыльки к фонарю.
Комары и другие кровососущие насекомые производят укус не одним хоботком, а целым арсеналом средств. Кончик хоботка используется в начальной фазе для поиска хорошего места на коже жертвы, причём точный механизм этого процесса пока не ясен. Дальше в дело идут две мандибулы, которые прокалывают кожу и используются в качестве распорок, и две максиллы с зубцами на концах, служащие для расширения раны путём пиления. Затем настаёт черёд двух полых игл: через гипофаринкс вводится слюна с антикоагулянтом, препятствующим свёртыванию крови, а через лабрум происходит непосредственное всасывание крови.
Количество точек на божьей коровке никак не связано с её возрастом, а говорит только о её виде. Самой распространённой в мире, обитающей на всех континентах, является семиточечная божья коровка. Максимальное число пятен среди известных видов имеет дальневосточная 28-точечная коровка, наносящая большой вред посевам картофеля путём поедания его листьев. Существуют и бесточечные виды божьих коровок, а также другие жуки с точками, не имеющие отношения к данному семейству.
Некоторые виды чешуекрылых распространённого в Америке рода Грета обладают почти полностью прозрачными крыльями, и самый известный пример – бабочка Грета Ото. Такой эффект достигается благодаря наличию особых наноструктур в тканях крыла, сильно понижающих светоотражающую способность. Вкупе с низкими показателями поглощения и рассеяния проходящего через крыло света это и обеспечивает прозрачность.
Самки богомолов откусывают головы самцов далеко не при каждом спаривании. А вероятность каннибализма гораздо выше в стрессовых для самки условиях, будь то в лаборатории или в дикой природе, но при явном наблюдении учёных. В эксперименте американских энтомологов 1984 года половая жизнь тридцати пар богомолов снималась камерами без участия человека. Самцы демонстрировали сложные брачные ритуалы и во всех случаях остались живыми.
Осы и шершни обычно наиболее активны ранним утром, но восточный шершень является исключением – его пик активности приходится на полдень. Учёные изучали его строение, пытаясь понять, как это насекомое может использовать дневной свет. Оказалось, что внешняя текстура коричневых и жёлтых полос их панцирей, а также содержащиеся в них пигменты способствуют эффективному поглощению солнечной энергии. Более того, между внешним и внутренним слоями жёлтой полосы существует разность потенциалов, увеличивающаяся при воздействии света, то есть можно предположить способность восточного шершня к преобразованию солнечной энергии в электричество. Как именно оно используется телом насекомого, пока неясно – или напрямую увеличивает мышечную активность, или запасается днём и тратится на метаболические процессы в тёмное время суток.
Обитающих на Мадагаскаре муравьёв вида Adetomyrma venatrix за специфичный образ питания прозвали «муравьями-дракулами». Из-за особенностей анатомии взрослые особи не могут усваивать твёрдую пищу, поэтому принесённую в колонию добычу поедают и переваривают личинки. А взрослые муравьи затем прокусывают кожу личинок и пьют их гемолимфу (аналог крови у насекомых).
Спаривание трутня и пчелиной матки происходит высоко в воздухе, примерно в 10-40 метрах над землёй. Сам процесс длится не более 5 секунд и завершается взрывообразной эякуляцией – настолько мощной, что она может быть услышана человеком с земли. После этого пенис трутня остаётся в матке, а сам он погибает.
Узор на крыльях мух вида Goniurellia tridens семейства пестрокрылок напоминает жучков с различимыми лапками, антеннами, головой и брюшком. Зачем именно мухи обзавелись таким узором, точно неизвестно. По одной гипотезе, он сбивает с толку хищников, по другой – делает муху более привлекательной для особей другого пола. Некоторые учёные и вовсе считают, что данный узор не несёт никакой смысловой нагрузки, а различение в нём жучка – лишь одно из проявлений парейдолии, психологического феномена, который заставляет нас видеть знакомые фигуры в облаках или человеческое лицо в марсианском холме.
У насекомых рода Neotrogla отряда сеноедов, обитающих в бразильских пещерах, обнаружено инвертированное внешнее строение половых органов. Самки имеют так называемую гиносому, которая выглядит как пенис самца у других подобных насекомых и имеет на конце отверстие канала для хранения спермы, полученной от самца. В процессе спаривания самка садится сверху и вводит гиносому в «вагину» – углубление на конце брюшка самца, забирая оттуда сперму.
Обитая на растении, тли способствуют формированию на листьях или других органах патологических наростов под названием галлы, которые служат насекомым укрытием. Если по какой-то причине галл повреждается, тли вида Nipponaphis monzeni ремонтируют его буквально своими телами. Насекомые продуцируют особую клейкую жидкость и теряют до двух третей своего веса, вследствие чего многие умирают от истощения. Другие погибают, увязнув в этой жидкости и став частью «заплаты». Таким образом колония галла выживает в целом, жертвуя частью своих членов.
Клей, которым пауки покрывают нити паутины, не просто удерживает пролетающих насекомых. Благодаря своим электростатическим свойствам он способствует ещё и тому, что нити паутины сами вытягиваются к насекомым, которые в процессе полёта и трения о воздух накопили на себе статический заряд (неважно, положительный или отрицательный). Нити могут отклоняться до 2 мм, но с огромной скоростью – 2 м/с. Также было обнаружено, что клейкие спирали паутины деформируют электростатическое поле Земли на расстоянии нескольких миллиметров. Могут ли насекомые, например, пчёлы, заблаговременно чувствовать эту деформацию и корректировать свой курс, чтобы не стать жертвой паука, ещё предстоит выяснить.
Паразитические наездники вида Hymenoepimecis argyraphaga способны парализовать пауков и откладывать яйца на их брюшко. Вылупившись, личинки паразита начинают сосать кровь паука, который продолжает привычную жизнь. Однако перед окукливанием личинки впускают в тело жертвы химикаты, меняющие поведение паука таким образом, что он начинает строить сильно укреплённые нити своей паутины в несколько слоёв. Превратившись в куколку, наездник убивает паука ядом и формирует кокон, для удержания которого на весу и необходимы усиленные нити.
Медоносные пчёлы для переноса пыльцы из цветов в улей используют волоски на своём теле, которые растут даже из глаз. У пчёл, как у многих других насекомых, сложные фасеточные глаза. Из промежутков между составляющими их глазками и растут волоски.
Пчёлы во время полёта из-за трения воздуха о волоски на теле накапливают на себе положительный заряд, а цветы обычно имеют отрицательный заряд. Уже давно известно, что благодаря такой разнице пыльца с цветка буквально перелетает на тело пчелы. Но недавние эксперименты помогли обнаружить, что пчёлы и шмели могут извлекать из характеристик электрических полей полезную для себя информацию. Например, изменённое поле растения после визита одной пчелы может сообщить другой, что новой порции нектара в цветке ещё нет.
Австралийские термиты вида Cryptotermes secundus живут в колониях по 50-100 особей, во главе которых стоят «король» и «королева» – только эта пара занимается размножением. Когда главный термит умирает, несколько рабочих особей заявляют свои права на первенство. Иногда они выясняют отношения прямым столкновением, и проигравших в схватке съедают другие термиты. Однако чаще борьба за власть происходит гораздо более мирно: претенденты на престол действуют на манер встречающихся с избирателями политиков, тратя много времени на контакт усиками с обычными рабочими термитами и кормя их дополнительными порциями пищи. В конце концов колония выбирает новую королевскую пару с минимальным количеством жертв.
В строении задних ног личинок цикадок вида Issus coleoptratus обнаружены выросты, которые формируют зубчатую передачу. «Шестерёнка» на каждой конечности состоит из 12 зубцов – в момент прыжка насекомого эти структуры сцепляются и проворачиваются, синхронизируя таким образом отталкивание ног от поверхности. При этом разница во времени начала движения ног не превышает 30 микросекунд, а такой точности было бы невозможно добиться, если бы синхронизацией управляла нервная система через нейроны. У взрослых особей этих цикадок шестерёнки исчезают.
Долгое время учёные не знали, могут ли сохранять насекомые с полным превращением какие-нибудь воспоминания из прошлых стадий. В 2008 году учёные Джорджтаунского университета провели эксперимент с бражниками – они ударяли гусениц электрическим разрядом при появлении определённого запаха. Когда гусеницы становились бабочками, они избегали этого запаха. Было установлено и временное разграничение – если гусениц обучали в возрасте до трёх недель, в стадии бабочки они не сторонились запаха. Исследователи сделали вывод, что бабочки сохраняют память только в том случае, если нервная система гусеницы достигает определённой зрелости.
Размножение тлей в основном происходит через партеногенез и живорождение. У многих видов новорождённые тли рождаются уже беременными, то есть яйцеклетка внутри матери начинает развитие ещё до момента появления на свет самой матери, и через 10-14 дней рождается новая тля.
У одного из видов скорпионовых мух, Hylobittacus apicalis, описаны занимательные брачные отношения. Для спаривания самец обязательно должен преподнести самке в подарок добычу, и чем больше добыча, тем выше вероятность начала спаривания. Самка поедает добычу в процессе, и если пищи будет всё-таки не очень много, спаривание завершается раньше момента осеменения. Самцы иногда не добывают жертву самостоятельно, а воруют её у спаривающихся пар. Некоторые самцы действуют ещё более тонко – увидев другого самца с добычей, они подлетают к нему и совершают типичные для самки движения перед спариванием, часто получая «свадебный подарок» и улетая с ним искать свою самку.
Брачное поведение африканских бабочек Bicyclus anynana меняется коренным образом в течение года. Если личинки развивались в сезон дождей, то самцы бабочек будут иметь более яркую окраску и активно ухаживать за самками, которые проявляют избирательность. При развитии личинок в засушливый сезон, наоборот, самки вырастают с менее острым зрением, что заставляет их гораздо активнее искать самцов для спаривания, и в этот период уже самец выбирает партнёршу из нескольких претенденток.
Муравьи в силу своей агрессивности и малой питательности в большинстве случаев являются непривлекательной добычей для птиц или хищных ос. Из-за этого широко распространена мимикрия под муравьёв среди других насекомых – жуков, клопов, клещей, мух, богомолов. Но лидером в этом отношении являются ещё одни представители членистоногих, пауки, более 100 видов которых так похожи на разные виды муравьёв, что визуально отличить их можно только по количеству ног (8 вместо 6). Причём некоторые их них, например, пауки-муравьеды, мимикрируют не с целью защиты, а с целью охоты на самих муравьёв. Они заходят в муравейник на шести задних ногах, поднимая две передних на манер муравьиных антенн, а когда ловят добычу, то подражают поведению обычных муравьёв, выносящих наружу своих умерших товарищей.
Американские биологи, исследуя брачное поведение самцов плодовой мушки, предлагали им на выбор две кормушки – в одной был обычный сахарный сироп, в другой он же, но разбавленный спиртом. Те самцы, чьи ухаживания были отвергнуты самками, пили из кормушки с алкоголем гораздо чаще. Причиной этому была пониженная концентрация в их организме белка под названием нейропептид F, который действует на центр удовольствий насекомого – не получая его из-за отсутствия спаривания, мушки пытались восполнить пробел потреблением алкоголя.
Среди других видов социальных отношений среди муравьёв существует и так называемое «рабовладельчество». Оно заключается в том, что муравьи похищают куколок из другого муравейника и воспитывают из них особей, которые, в свою очередь, затем выращивают расплод чужого вида. Причём если многие виды муравьёв могут заботиться о потомстве и без «рабов», то некоторые виды, например, муравьи-амазонки, умеют только добывать чужих куколок и не способны даже самостоятельно питаться.
Клопы вида Acanthaspis petax обычно охотятся на муравьёв, причём после убийства жертвы и высасывания её внутренностей не оставляют трупы. Из множества тел муравьёв клоп сооружает своеобразный щит, который носит на своей спине для защиты от пауков, которые являются хищниками уже по отношению к Acanthaspis petax. Паук принимает этот панцирь за живых муравьёв, умеющих собираться вместе и противостоять паукам ядовитыми веществами, поэтому не решается напасть на клопа. А если всё-таки нападает, Acanthaspis petax может сбросить свою ношу и убежать, сбив паука с толку.
Водомерки общаются друг с другом, вызывая небольшие волны на поверхности водоёма. Различная частота колебаний ряби соответствует разным типам сигналов, например, сообщению об опасности, брачному призыву или угрозе другой водомерке, пришедшей на чужую территорию. Данные волны распознают и охотящиеся на них хищники, но даже это обстоятельство самцы водомерок обратили в свою пользу. Если самец желает спариться и взбирается сверху на самку, а та противится, самец начинает энергично бить ножками по воде, привлекая таким образом хищников. Как правило, при такой стратегии время сопротивления самки сильно уменьшается, так как первой жертвой подплывшего снизу хищника будет именно самка.
В южноафриканской пустыне Намиб обитает Carparachne aureoflava – катящийся паук. Его главным врагом является дорожная оса, которая своим жалом парализует паука, а затем откладывает в его тело яйца. Для защиты эти пауки роют глубокие норы, однако, если оса настигает паука вдали от убежища, он встаёт на бок и катится вниз по песчаной дюне словно колесо, развивая скорость до 1 м/с и делая за секунду до 44 оборотов.
Японские пчеловоды предпочитают разводить европейских пчёл, которые более медоносны, чем эндемичные японские пчёлы. Однако ульи часто подвергаются нападению японского подвида азиатских огромных шершней, одна особь которого может убить сорок пчёл за минуту. Местные пчёлы, в отличие от европейских, научились противостоять этим шершням. Несколько сотен пчёл собираются вокруг хищника в один большой клубок и работают мышцами, нагревая воздух внутри шара до 47°C. Шершень, выдерживающий максимальную температуру 46°C, погибает от перегрева.
Жвалы обитающих в Африке муравьёв рода Dorylus настолько мощные, что коренное население использует их в хирургических целях при порезах. Пойманного муравья прикладывают к коже вдоль раны, и, благодаря своему защитному рефлексу, он вонзает жвалы в кожу, стягивая таким образом порез. После этой операции нужно провернуть тело муравья, оторвав от головы.
Стебельчатоглазые мухи хорошо узнаваемы по наличию расходящихся в сторону от головы стебельков, на концах которых находятся их глаза. От размера стебельков у самцов однозначно зависит половой отбор этих насекомых. Во время брачного периода самцы садятся друг напротив друга и глотают воздух ротовой полостью, вследствие чего стебельки начинают удлиняться. Самка выбирает самца с самыми длинными стебельками.
Fulgora laternaria – насекомое отряда полужёсткокрылых, обитающее в Центральной и Южной Америке. Из-за характерной формы головы его называют фонарницей или жуком-аллигатором. В Эквадоре, Колумбии и Венесуэле распространено поверье о том, что укус этого насекомого смертелен для человека, если он в течение 24 часов после укуса не займётся сексом.
У некоторых видов муравьёв существует специально развитые особи, предназначение которых – быть хранилищами еды, обычно мёда, благодаря способности их желудков сильно растягиваться. Рабочие муравьи наполняют их мёдом, когда наблюдается избыток пищи, а в менее благоприятные времена толкают их антеннами и получают мёд обратно небольшими порциями. Как правило, эти живые бочки прячут в самую глубь муравейника, потому как муравьи из чужих колоний запросто могут их украсть. Австралийские аборигены собирают медовых муравьёв, чтобы есть их словно конфеты.
Изумрудная тараканья оса охотится на тараканов, размер которых может сильно превосходить размер самой осы, путём их зомбирования. Они жалят их особым ядом, блокирующим нейромедиатор октопамин, в результате чего таракан теряет способность передвигаться по своей воле. Пользуясь этим, оса ведёт таракана за усики к своей норе, после чего откладывает на него яйца, а появившиеся личинки затем съедают его.
В зависимости от окружающих условий в муравейнике может быть несколько маток (это называется полигиния), а может только одна (моногиния). Во втором случае на звание королевы может быть несколько претенденток, которые устраивают между собой ритуальные бои, стремясь поразить друг друга антеннами. Такие схватки не причиняют самкам значительных повреждений, однако наблюдающие за ними рабочие муравьи делают свой выбор в пользу одной из них, после чего убивают или выселяют остальных.
Жёлто-красная окраска животных в большинстве случаев объясняется получаемыми ими через пищу особыми веществами – каротиноидами. Обычно их синтезируют растения, грибы, бактерии и археи, однако недавно было обнаружено, что вырабатывать каротиноиды может обыкновенная тля. Отдельные особи этих насекомых могут быть зелёными или красными в пределах одной популяции, причём превалирующий цвет определяется количеством их естественных врагов в конкретном месте обитания. Если среди врагов больше паразитических ос, которые любят откладывать яйца в зелёных насекомых, рождается больше красных тлей, а если больше божьих коровок, предпочитающих охотиться на красных – то рождается больше зелёных.
У самцов нескольких видов уховёрток есть два одинаковых пениса, длина которых больше длины тела насекомого. Для совокупления они используют правый пенис, однако если он сломается и останется в теле самки, они могут продолжать осеменение других самок запасным левым.
Масса капли дождя во много раз больше массы комара. Этот фактор, а также волоски на всей поверхности тела приводят к очень малой передаче импульса от капли к комару, что даёт насекомым способность выживать под дождём. Другим важным фактором является то, что столкновение происходит в воздухе, а не на закреплённой поверхности. При попадании капли на комара возможны два сценария: если удар приходится не по центру, насекомое немного вращается и летит дальше; иначе капля ненадолго увлекает комара за собой, но тот довольно быстро освобождается.
Ноги жуков-долгоносиков крепятся к телу с помощью винтового соединения: ножка напоминает винт, а сустав – гайку. Когда мускулы на конечности насекомого натягиваются, винт «проворачивается». Такое крепление обеспечивает жуку большую гибкость – его передние ноги могут вращаться на 90°, а задние на 130°.
Муравьи способны объяснять друг другу путь к пище, умеют считать и выполнять простейшие арифметические действия. Например, когда муравей-разведчик находит еду в специально сконструированном лабиринте, он возвращается и объясняет, как пройти к ней, другим муравьям. Если в это время заменить лабиринт на аналогичный, то есть убрать феромоновый след, сородичи разведчика все равно найдут пищу. В другом эксперименте разведчик ищет в лабиринте из многих одинаковых ответвлений, и после его объяснений другие насекомые сразу бегут к обозначенному ответвлению. А если сначала приучить разведчика к тому, что пища с большей вероятностью будет находиться в 10, 20 и так далее ответвлениях, муравьи принимают их за базовые и начинают ориентироваться, прибавляя или отнимая от них нужное число, то есть используют систему, аналогичную римским цифрам.
Водяные клопы Micronecta scholtzi, обитающие в водоёмах Европы, издают исключительно громкие звуки до 99,2 дБ, что сравнимо с грохотом проходящего поезда. Эти клопы являются рекордсменами в животном мире по соотношению громкости и размеров тела. Примечательно ещё и то, каким образом издаются эти звуки – это делает самец для привлечения самки, проводя своим половым органом по брюшку. В обычных природных условиях человек не может слышать звуки этих клопов, потому что 99% громкости теряются при переходе из воды в воздух.
В групповых походах муравьи передвигаются цепочкой. Если один из муравьёв начинает двигаться по кругу, остальные движутся за ним, образуя так называемый муравьиный круг. Он вбирает в себя всё больше и больше насекомых, которые продолжают бег, пока не упадут замертво. Остановить круговое движение может только случайное отделение от общего потока группы муравьёв, которые увлекут за собой оставшихся в живых. Существует множество гипотез объяснения этого феномена, но чёткого ответа у науки до сих пор нет.
Если огненный муравей попадёт в воду, через несколько часов он утонет. Однако если в воду смывает много огненных муравьёв из одной колонии, они образуют из своих тел единый плот – каждое насекомое зацепляется челюстями за конечности другого. Этот плот не содержит щелей, хорошо гнётся и может оставаться на плаву неделями.
Способные к образованию огромных стай виды саранчи встречаются в двух формах – одиночной и стадной. В определённый момент, при наличии благоприятных внешних условий, популяция саранчи начинает резко расти, а потом мигрировать на большие расстояния, переносимая ветром. Лавинообразный рост вызывается тем, что вероятность перехода в стадную форму для каждой особи тем выше, чем больше она имеет зрительных, тактильных и химических контактов с другими особями. Переход сопровождается изменением окраски, пропорций тела, у особей резко возрастает двигательная активность. Эксперименты показали, что стимулы, побуждающие это превращение, вызывают интенсивное выделение серотонина в нейронах насекомого. Поэтому в будущем возможно создание препаратов для контроля численности саранчи, основанных на блокировке синтеза серотонина.
Все известные биологам пауки – хищники. Однако питание вида Bagheera kiplingi на 90% состоит из растительной пищи. Эти пауки обитают на акациях и питаются белтовыми тельцами – особыми структурами на кончиках листьев, богатых липидами и белками. Обычно белтовы тельца входят в рацион муравьёв, которые «культивируют» их и защищают растение, а пауки просто воруют их. Только во время засухи Bagheera kiplingi могут переходить к каннибализму, поедая друг друга.
Живущие в Австралии пауки-гладиаторы, как и другие пауки, плетут паутину, однако способ охоты с её помощью у гладиаторов совершенно иной. Они сооружают паутину в виде небольшого квадрата из очень эластичных нитей, а затем высматривают насекомое-жертву, держа этот квадрат между двух пар передних ног. Когда жертва оказывается в подходящем месте, паук-гладиатор накрывает её резким броском своей сети.
Экспериментально подтверждено, что тараканы могут жить без головы несколько недель. Процесс кровообращения тараканов не управляется мозгом, дышат они через маленькие отверстия по всему телу, а на предварительно съеденных запасах пищи могут существовать долго. В отсутствие мозга основные функции нервной системы таракана берут на себя ганглиальные клетки, которые находятся в каждой доле тела.
В природе существуют моли, которые восполняют потери жидкости, высасывая слёзы у спящих животных. Так, мадагаскарская моль Hemiceratoides hieroglyphica пьёт ночью слёзы у птиц, а моль Mecistoptera griseifusa и вовсе у крокодилов и других крупных животных.
У некоторых видов муравьёв-древоточцев отдельные особи имеют сильно увеличенные челюстные железы, содержащие сильный яд. Когда муравейнику угрожает опасность, например его пытаются захватить другие муравьи, эти «камикадзе» подходят к врагу и разрывают своё тело путём сильного сокращения мышц. Яд распрыскивается во все стороны и убивает противников.
Жуку Melanophila acuminate для размножения нужен лесной пожар. Когда он находит горелую древесину, то откладывает туда яйца. Преимущество такого способа заключается в том, что в этот момент его природные враги не могут ему помешать, так как сами спасаются от пожара. А для обнаружения пожара на расстоянии нескольких километров данный жук имеет миниатюрный инфракрасный рецептор.
У мух-толкунчиков, как у многих других насекомых, существует брачный ритуал: перед спариванием самец преподносит самке пойманное им насекомое. И пока она ест его, самец может безбоязненно оплодотворять самку. У одного из североамериканских видов самец не дарит просто насекомое, а оборачивает его в красивый белый шарик. А самцы мавританского толкунчика ткут развевающуюся вуаль, в которую даже не всегда вплетают что-нибудь съедобное.
У муравьёв есть своё «животноводство» – они разводят тлей, которые сосут из растений сок и выделяют его избыток в виде обогащённых сахаром капелек. Тля выбрызгивает такое «молочко» прямо в рот муравья, после того как он помассирует ей брюшко усиками. Для «стада» тлей муравьи строят укрытия, которые защищают их от непогоды и нападения других насекомоядных.
Насекомые ориентируется в полёте по свету. Они фиксируют источник – Солнце или Луну – и выдерживают постоянный угол между ним и своим курсом, принимая такое положение, при котором лучи освещают всегда одну и ту же сторону. Однако если лучи от небесных светил почти параллельны, то от искусственного источника света лучи расходятся радиально. И когда насекомое выбирает светильник для своего курса, то движется по спирали, постепенно приближаясь к нему.
Муравьи общаются с помощью запахов – их железы вырабатывают феромоны в разной концентрации для разных сообщений. Когда муравей умирает, ещё несколько дней с ним обращаются, как с живым, пока запах продуктов разложения не перебивает феромоны. Если веществами, входящими в запах разложения, смазать живого муравья, то его обязательно отнесут на кладбище, и будут относить снова, сколько бы он оттуда ни возвращался.
Звуки сверчков вызваны трением их крыльев или ножек друг об друга – так самцы призывают самок. По частоте стрекотания можно определить температуру воздуха. Для этого надо сосчитать количество звуков за 25 секунд, разделить на 3 и прибавить к результату 4 – получится температура в градусах Цельсия. Формула работает корректно только выше 10°C, потому что при более низкой температуре сверчки редко расположены к любовным играм.
Жуки-бомбардиры защищаются от хищников, выстреливая нагретую до температуры кипения смесь токсичных веществ из специальных желез в их задней части. Как минимум у одного вида эта смесь извергается в виде пульсирующей струи. Такое сложное устройство жука часто приводится креационистами как доказательство невозможности появления этой системы в ходе эволюции.
10 насекомых со сверхспособностями
Многие насекомые вызывают у нас инстинктивный страх и отвращение – иногда из-за опасности, которую они представляют, иногда просто из-за внешнего вида. Но не стоит забывать, что даже самые противные насекомые могут обладать уникальными сверхспособностями, помогающими им выживать при любых условиях.
Тараканы
Одни из самых нелюбимых жуков в мире. Широко распространено мнение, что тараканы могли бы легко пережить ядерный катаклизм (хотя вряд ли бы справились с ядерной зимой) из-за их устойчивости к радиации. А в мозгу некоторых видов содержатся мощные антибиотики, способные одолеть вредоносные для человека бактерии.
Пчёлы
Дадут фору любому насекомому, когда речь касается общения и навигации. С помощью танца они подают сородичам любые необходимые сигналы и даже проводят простые геометрические вычисления. У пчёл потрясающая память, они с лёгкостью ориентируются на местности и могут находить путь по положению солнца.
Саранча
Специалисты по дальним перелётам. Хотя они известны за прожорливость, на деле саранча расходует энергию с потрясающей экономией, пролетая «без зарядки» до 80 километров в день. Кроме того, саранча мастерски орудует крыльями в воздухе, полностью контролируя свой полёт.
Светляки
Могут не только светиться, но и весьма экономно расходовать на это энергию. Испускаемый свет светляки используют как средство коммуникации, подавая сородичам несколько видов сигналов.
Блохи
Противные и откровенно вредные паразиты, но с весьма впечатляющими способностями. Благодаря малому весу и невероятно продвинутому механизму ног они способны подпрыгнуть на высоту, в 150 раз превышающую их собственный рост. Это как если бы люди могли взлететь на 200 метров.
Навозные жуки
Совершенно безобидны, но их недолюбливают за привычку скатывать навоз в шарики для создания гнезда и питания личинок. Их навыки ориентирования в пространстве выше всяких похвал – жуки катят свои шары по идеально ровной линии даже в полнейшей темноте.
Стрекозы
Единственные насекомые, обладающие концентрацией внимания на уровне человеческой. Это значит, что они могут отключиться от любых внешних раздражителей и сосредоточиться на одной-единственной цели. Навык гораздо более сложный, чем кажется на первый взгляд.
Муравьи
Владеют навыками навигации немногим хуже, чем пчёлы – они способны отыскать дорогу в свой муравейник даже на расстоянии в несколько километров. В качестве основных сенсорных систем муравьи пользуются обонянием и осязанием. Также они переносят огромные грузы относительно собственной массы.
Осы-наездники
Из рода Glyptapanteles, получившие прозвище «вуду-осы», не просто откладывают яйца в живых гусениц, как это делают другие виды. Когда большая часть личинок выбирается наружу, чтобы сплести кокон, другие остаются внутри гусеницы и управляют ей! Подчиняясь приказам «хозяев», гусеница собственным телом защищает кокон, других личинок и отбивается от хищных клопов.
Жуки-бомбардиры
В совершенстве владеют техникой самообороны. Они обстреливают врага струёй раскалённой (до 100 градусов!) пахучей жидкости, представляющей из себя смесь двух сложных химических компонентов. Результат ошеломляюще эффективен.
|
