Текст книги "Жуки и другие удивительные насекомые"

Сергей Юрьевич Афонькин
Жуки и другие удивительные насекомые

© В. А. Карачёв, текст, оформление обложки, иллюстрации, 2008–2019

© В. А. Карачёв, составление серии, 2000–2019

* * *

Введение

Люди порой думают, что человек является главным результатом эволюции на планете Земля. Многие зоологи считают, что это не так. Ближайшие родственники человека – обезьяны – немногочисленны и занимают на нашей планете весьма скромное место. Без одежды и технических приспособлений человек способен выжить только в тропиках. Настоящими же лидерами царства животных являются раки, пауки и насекомые – существа, которых объединяют в тип членистоногие.

Число их видов превышает 3 миллиона. Они обитают во всех водоемах – от быстро высыхающих луж до самых глубоких океанских впадин. Членистоногие ползают по снегу и льду и прекрасно себя чувствуют в горячих источниках. Они освоили все уголки суши, от пещер до горных вершин, от тропиков до пустынь, и научились летать. В каждом кубометре почвы их могут быть сотни тысяч. Членистоногие способны питаться воском, шерстью, перьями и не пить всю жизнь. Многие из них объедают человека, паразитируют на нем и способны убить его в считанные часы.

Что же позволило членистоногим стать столь успешной группой организмов?

Рекорды шестиногих

Насекомые – самые многочисленные и распространенные членистоногие нашей планеты. Их более двух миллионов видов, а счет особей идет на миллиарды миллиардов. После бактерий и одноклеточных организмов это наиболее многочисленные существа, заселившие все уголки Земли. Насекомые встречаются высоко в горах, в безводных пустынях, в горячих источниках и глубоких пещерах. Они обитают за Полярным кругом и на поверхности пресных вод. Не случайно насекомых называют «вездесущими». Насекомые могут годами голодать, вмерзать без вреда для себя в лед и размножаться в наперстке воды. Они способны уничтожить выращенный людьми урожай и заразить человека смертельными болезнями.

Всесветная распространенность и многочисленность – не единственные достижения насекомых. Вот только некоторые из их рекордов:

• Самые крупные насекомые превосходят самых мелких примерно в тысячу раз.

• Масса одной стаи саранчи, перелетевшей в начале XX века через Красное море, превышала массу всех цветных металлов, выплавленных человечеством до того времени.

• Некоторые виды жужелиц обитают в горах на высоте 4–5 километров над уровнем моря.

• У мелких комариков крылья совершают до тысячи взмахов в секунду.

• Личинки комаров хирономид выдерживают охлаждение до минус 190 градусов в течение нескольких суток и остаются живыми!

• Обезвоженные яйца саранчи могут пролежать в песке более трех лет и не погибнуть.

• Некоторые личинки древесных жуков Северной Америки при нехватке корма могут просидеть в трухе до сорока лет.

Саранча

• Жуки чернотелки, обитающие в африканской пустыне Намиб, никогда не пьют и питаются только остатками растений, которые приносит ветер.

• Тараканы способны измерять температуру с точностью до одного градуса.

• Многие насекомые способны воспринимать невидимые для человека ультрафиолетовые лучи и определять положение солнца по клочку синего неба, появившемуся среди туч.

Черные тараканы

Богат и разнообразен мир насекомых

Подобные удивительные способности и позволили насекомым стать самой передовой и многочисленной группой членистоногих существ.

Закованные в латы

Главное «изобретение» членистоногих – жесткий, но в то же время подвижный внешний скелет. Наружный, похожий на броню скелет мешает двигаться. Членистоногие нашли оригинальное решение этой проблемы. Их тело покрыто твердой броней, состоящей из хитина – вещества, напоминающего жесткую пластмассу. Хитиновый панцирь не сплошной, он состоит из отдельных пластин, между которыми хитиновая пленка настолько тонка, что легко гнется. В результате краб, паук или жук напоминают закованного в латы средневекового рыцаря: его тело прикрыто броней, но она позволяет двигаться!

У хитинового скелета есть один недостаток. Броня не дает постоянно расти. Приходится регулярно линять – старые «латы» сбрасывать и быстро формировать новые, подрастая в промежутках между «переодеваниями». Пауки линяют несколько раз за лето, речной рак – один раз в году. Многие насекомые не линяют вообще, поскольку живут недолго.

Речной рак

Краб

Линька – процесс непростой и к тому же опасный. Ведь из старой брони приходится вытаскивать даже тончайшие усики. Новый же хитиновый покров, который выделяют наружные клетки тела, на воздухе твердеет не сразу. Регулярные линьки – своеобразная «плата» за прочные доспехи. У людей скелет внутренний, поэтому и линять не приходится!

Второе достижение членистоногих – настоящие конечности.

Далекими предками членистоногих были морские черви, а у них ног-то настоящих нет. Лишь небольшие мягкие выросты по бокам тела. Зато у раков, крабов и прочих ракообразных ног много, обычно больше дюжины. У пауков – восемь, а у насекомых – шесть. Закованная в броню нога рака или насекомого – механизм замечательный! Она может гнуться в нескольких сочленениях. Мало того, у членистоногих ноги бывают самыми разными. Например, ноги-жабры, с помощью которых можно дышать, или ноги-клешни, которыми можно ловко хватать добычу. У насекомых бывают ноги, которые работают как чувствительные сенсоры. Бегательные ноги, копательные, ноги-весла. Какое многообразие! Не случайно именно шарнирные, членистые лапки дали название всему виду членистоногих. Его научное название – артропода, то есть суставчатоногие (на греческом arthron – «сустав», а podos – «нога»).

Кольчатые черви

Внутри ног, как внутри трубок, крепятся поперечно-полосатые мышцы. Это одни из самых быстрых и совершенных мышц. С их помощью, например, летают насекомые, совершая сотни взмахов крыльями в секунду. Кстати, крепящиеся к костям человека мышцы также являются поперечно-полосатыми.

Тело далеких исторических предков членистоногих – кольчатых червей – состоит из сегментов. Их много, но сегменты все одинаковые. Никакого разнообразия! У предков членистоногих отдельные сегменты-колечки стали объединяться вместе и выполнять разную работу. Появились голова с антеннами, глазами и многочисленными ротовыми частями; грудь, в которой находятся сердце и основные мышцы тела, и брюшко с кишечником, органами выделения и размножения. Хотя люди не родственники членистоногих, но и у них голова не сливается с остальным телом, а грудная и брюшная полости отделены друг от друга мышечной перегородкой. Это удобно.

Давайте познакомимся с некоторыми членистоногими поближе.

Жуки-профессионалы

Крылья – очень важная часть тела насекомых. Для того чтобы защитить их от возможных повреждений, передняя их пара у жуков превратилась в жесткие образования – надкрылья. Не случайно этот обширный отряд насекомых называют жесткокрылыми. Обычно во время полета надкрылья приподнимаются, хотя у жуков бронзовок они остаются прижатыми к спинной части брюшка. Крылья жуков в покое сложены под надкрыльями. Созданные людьми самолеты на такие трюки не способны.

Большинство жуков похожи друг на друга. У них грызущие челюсти; жуки-фитофаги (от древнегреческих слов phyton – «растение» и phagos – «пожирающий») питаются растениями, остальные – хищники. Паразитов среди жуков нет. Размер жуков колеблется от одной пятой доли миллиметра (и глазом не видать!) до 18 см. Масса самых крупных жуков превышает массу мелких в сотни тысяч раз.

Жук-бронзовка

Всего на свете существует около 300 тысяч видов жуков. Одни из наиболее распространенных жуков – жужелицы. Их около 20 тысяч видов. Некоторых жужелиц находили в горах на высоте более 5 км. Почему жесткокрылые являются одним из самых многочисленных отрядов насекомых? В чем причина их многообразия? В огромном разнообразии профессий, которые они освоили!

Многие из жуков специализировались по работе с деревом. Жуки-сверлилы (это их официальное название!) справляются с древесиной любой прочности. При этом многие из них питаются не опилками, а нитями плесневых грибов. Жуки-точильщики часто заводятся в деревянных постройках, проделывая в них длинные туннели. Обосновавшись там, они ритмично постукивают головой о стенки. Суеверные люди считают такие звуки тиканьем «часов смерти». На самом деле гибель угрожает не хозяевам, а лишь пораженной жучками мебели. Кстати, различные виды короедов поражают разные участки стволов деревьев, избегая тем самым конкуренции. Каждый вид к тому же обычно нападает на деревья одного вида.

Некоторые жуки стали могильщиками. Они чувствуют самый слабый запах падали за сотни метров и слетаются к тушке погибшего зверя или птицы. Небольшие трупы они зарывают, делая под ними подкопы и выбрасывая наверх землю. Самка жука-могильщика сооружает вокруг трупика камеру и делает в ее стенке боковой ход. В него она откладывает свои яйца, а вылупившихся личинок подкармливает полупереваренной мертвечиной. Такая вот забота о потомстве!

Жук-жужелица

Жук-могильщик

Некоторые жуки приспособились жить в муравейниках. Их называют мирмекофилами (от древнегреческих слов myrmex – «муравей» и phileo – «люблю»). Таков известный жук-ломехуза. Он выделяет капельки жидкости, которые муравьи охотно слизывают, в то время как сам жук питается их яйцами. Некоторые ученые считают, что эта жидкость – что-то вроде муравьиного наркотика, который заставляет муравьев забывать о своих делах и обязанностях. Личинки жуков-нарывников, маек, прицепившись к рабочим медоносным пчелам, летят бесплатными пассажирами в улей, где поедают мед и яйца пчел. Так же поступают и личинки пчелиного пчеложука из семейства пестряков.

Жуки-точильщики

Ломехуза

Сотни видов жуков стали ассенизаторами. Они питаются навозом и выкармливают им своих личинок. Знаменитый жук-навозник, священный скарабей, лепит из навоза шарик, откатывает его в сторону и закапывает. Из отложенного яйца вылупляется личинка, которая развивается, постепенно выедая шарик изнутри. В нем же она и окукливается. Древние египтяне видели в катающих шарики скарабеях символ передвижения по небу Солнца и обожествляли их. Тысячи вырезанных из камня изображений скарабеев дошли из глубины веков до наших дней. С человеческой точки зрения, работа у жуков-навозников не слишком приятная, однако их роль в очистке земли трудно переоценить.

Жук-навозник, скарабей

Майка обыкновенная

Плавунец окаймленный

Среди жуков множество великолепных пловцов. Таков, например, нападающий на мальков окаймленный плавунец. Его хищную обитающую под водой личинку англичане за прожорливость и кривые верхние челюсти называют водяным тигром. Название неслучайное – взрослая личинка пожирает до полусотни головастиков в день! В ее челюстях проходят каналы, по которым личинка впрыскивает в тело своих жертв быстродействующие пищеварительные соки. Мягкие ткани жертвы буквально растворяются под воздействием этой смертельной инъекции. Затем личинка всасывает получившийся «супчик». Так и питается, пока не придет время окукливаться. Трахеи взрослого окаймленного плавунца открываются у него на спине под надкрыльями, где постоянно находится захваченный с поверхности пузырек воздуха.

Жуки-вертячки

Водомерка белостоматида

Прекрасно плавают жуки-вертячки. Их глаза разделены на две половинки. Одна направлена на небо, а другая предназначена для исследования подводного мира. Средние и задние ноги вертячек превращены в настоящие ласты, с помощью которых они выводят свои кренделя на воде, постоянно выискивая добычу. Распознают ее с помощью усиков, которые лежат на поверхности воды, чутко улавливая все колебания.

Жуки-кожееды

Жук-чернотелка

Колорадские жуки

Любопытную экологическую нишу заняли жуки-кожееды. Они уничтожают останки погибших животных в засушливых районах, где гниения почти не происходит. Солнце быстро превращает трупы в высохшие мумии. Тем не менее такая еда кожеедам вполне по зубам. Музейный кожеед способен нападать на сделанные человеком чучела и быстро приводить их в негодность. Он питается совершенно вроде бы несъедобными веществами, из которых состоят волосы, перья, когти и ногти.

Однако это еще не самый большой урон, который могут принести пищевые пристрастия некоторых жуков. Достаточно упомянуть чернотелок-хрущаков, которые, быстро размножаясь, способны привести в негодность тонны муки. Печально известен вредитель картофеля листоед колорадский жук, случайно попавший в начале XX века из Северной Америки в Европу. Его самка откладывает около 700 яиц. Через поколение ее потомство способно уничтожить более тонны картофельной ботвы. Борьба с ним продолжается и в наши дни.

Дровосеки-рекордсмены

Самый крупный жук России – дровосек реликтовый. В нашей стране он один такой. Другие крупные жуки-дровосеки обитают в Центральной и Южной Америке. Длина его тела – до 11 сантиметров, едва укладывается на ладони. Одно слово – реликт! Живет он в лесах на Дальнем Востоке страны. Личинки под стать взрослым жукам – крупные, толстые, словно глянцевые. Долгих пять лет точат они мощными челюстями древесину под корой старых деревьев, предпочитая белокорый ильм, маньчжурский клен, монгольский дуб. Потом они окукливаются и превращаются в жуков-гигантов.

В Европе среди насекомых-гигантов знаменит жук-олень. Длина – почти 8 сантиметров! Назван так по длинным выростам, которые действительно напоминают формой оленьи рога. На самом деле это сильно развитые верхние челюсти – мандибулы. С их помощью взрослые жуки-самцы меряются силами, устраивая на ветках нечто подобное настоящим рыцарским турнирам. У самок рога-челюсти поменьше. Ведь биться друг с другом им не надо. Зато такими выростами легко прорезать кору молодых дубков, чтобы добраться до сладковатого сока деревьев.

Древесные жуки

Дровосек реликтовый

В тропиках Южной Америки встречается один из самых крупных жуков мира – дровосек-титан. Такой великан даже на ладони не помещается!

Размер упомянутых насекомых впечатляет. Однако по сравнению со многими прочими обитателями нашей планеты насекомые – существа невеликие. Не бывает жуков размером с собаку. Интересно, почему? Ответ существует.

У родственников насекомых – раков и крабов – есть жабры. С их помощью эти существа извлекают из воды необходимый для жизни кислород. Большинство насекомых – существа сухопутные. А как дышать на суше? Торчащие наружу жабры не годятся – могут подсохнуть. Тело заковано в твердый панцирь, поэтому ни вдох, ни выдох сделать нельзя. Как быть?

Жуки-олени

Дровосек-титан

Поведение членистоногих основано на автоматических реакциях – рефлексах

У наземных насекомых тело пронизано крошечными трубочками – трахеями, по которым воздух проходит ко всем клеткам тела. Он поступает в трахеи сам по себе, пассивно. Так проветривают комнату, открыв форточку. Ясно, что большой цех завода с помощью открытых форточек не проветришь. Для этого нужна система вентиляционных труб, в которые воздух подается мощными пропеллерами. Так дышат люди, засасывая воздух в легкие. У некоторых насекомых в трахеях есть специальные клапаны, с помощью которых при сжимании брюшка воздух удается проталкивать в самые дальние закоулки тела. И все же по-настоящему активно дышать насекомые не способны. С помощью трахей не удается провентилировать крупное тело. Поэтому-то и не бывает жуков размером с собаку.

Трахейное дыхание не позволяет наземным членистоногим стать крупными созданиями. Следовательно, и голова с находящимся внутри мозгом невелика. Поэтому насекомые не способны обучаться. Никому еще не удавалось научить жука подавать лапку по сигналу. Поведение членистоногих основано на автоматических реакциях – рефлексах.

Цифры на крыльях

У клещей, которые жили на нашей планете более 350 миллионов лет назад, были птероморфы – боковые выросты тела. Так же выглядели крылья древних насекомых. Время шло, эти скромные выросты совершенствовались. Некоторые ученые считают, что постепенно увеличивающиеся плоскости крыльев помогали древним насекомым спасаться от скорпионов и пауков.

У современных насекомых крылья самой разной формы. Их может быть четыре или два. Многие шестиногие – замечательные летуны. Одни из самых заметных и красивых – бабочки. В наши дни ученые насчитывают около 200 тысяч видов бабочек. Самой большой бабочкой мира считается бразильская совка. Размах ее крыльев достигает 32 см. Впрочем, не в размерах дело. Многие бабочки ярко окрашены и напоминают лепестки диковинных цветков. Не случайно в Древнем Риме верили, что бабочки появляются на свет из оторвавшихся от растений цветков. Кстати, несмотря на нежные крылья, многие бабочки – прекрасные летуны. Например, обитающие в Северной Америке бабочки-данаиды улетают зимовать в Мексику, Флориду, на Кубу и Багамские острова!

Бабочка бразильская совка

Если неосторожно взять бабочку в руки, на пальцах остается «пыльца». Она представляет собой крошечные чешуйки, за которые бабочек называют еще чешуекрылыми. Формой и способом укладки чешуйки похожи на черепицу, которой покрывают крыши домов. Некоторые чешуйки содержат красящее вещество – пигмент (от латинского слова pigmentum – «краска»). Другие чешуйки бесцветны, но работают как маленькие зеркальца – отражают и преломляют падающий на них свет. Именно благодаря этим чешуйкам крылья многих бабочек имеют такую яркую расцветку. У каждого вида бабочек крылья окрашены по-своему. Пристально разглядывая эти рисунки и расцветки, можно обнаружить сочетания пятен, удивительно напоминающие… маленькие цифры. Разумеется, такое совпадение форм случайно, однако фантазия разыгрывается – вдруг бабочки подают нам какие-то таинственные знаки? Если же говорить серьезно, то вопрос, каким образом на крыльях бабочек возникают пестрые узоры, состоящие из сотен тысяч по-разному уложенных чешуек, до сих пор остается открытым.

Бабочка-данаида

Бабочка-пестрянка

У бабочек четыре крыла – передняя и задняя пары. Во время полета передние и задние крылья сцеплены между собой. Изучение способов их сцепки привело к созданию застежек-«липучек» для одежды и обуви. Науку, которая изучает живые организмы и пытается применить принципы их устройства в технике, называют бионикой. Быть может, благодаря ее успехам будут созданы ткани, переливающиеся, как крылья тропических бабочек?

Многие виды бабочек не случайно ярко окрашены. Они как бы предупреждают возможных хищников о своей несъедобности. Например, крылья обитающих у нас бабочек-пестрянок покрыты яркими, контрастными, красными или белыми пятнами. Пестрянки обладают неприятным запахом, их не склевывают птицы. Такую броскую расцветку называют предупреждающей. Любопытно, что некоторые виды бабочек– белянок по окраске напоминают южноамериканских геликонид с предупреждающей окраской – черными и желтыми полосами на крыльях. Это очень заметное сочетание красок. Не случайно многие предупреждающие или привлекающие внимание знаки люди рисуют черными на желтом фоне.

Птицы, избегающие неприятных для них геликонид, не трогают и схоже окрашенных белянок. Такое явление подражательного сходства незащищенного организма с защищенным или несъедобным называется мимикрией (от греческого слова mimos – «актер», «подражатель»).

1. Зорька

2. Мнемозина

3. Капустная белянка

4. Желтушка

Покровительственная окраска крыльев некоторых бабочек позволяет им замечательно прятаться на фоне стволов деревьев или листьев. Не случайно ученые называют такую окраску криптической (от греческого слова kryptos – «скрытый», «тайный»). Например, нижняя сторона крыльев индо-малайских бабочек-листовидок из рода каллима и по цвету, и по форме напоминает сухой лист. Когда каллима сидит на веточке, сложив крылья, от листика ее отличить почти невозможно!

Бабочка-геликонида

Бабочка-листовидка

Бабочки – насекомые с полным превращением. Это означает, что из яйца, отложенного бабочкой, вылупится личинка – гусеница. Когда она подрастет, превратится в куколку. И лишь потом из куколки на свет появится взрослое насекомое – бабочка. Гусеницы стараются защитить свое тело перед превращением. Некоторые для этого вьют коконы. Другие гусеницы превращаются в куколки с твердыми покровами. В теле бывшей гусеницы происходят удивительные процессы. Большинство ее внутренних органов растворяется, и на их месте из сохранившихся зародышевых тканей возникают части тела бабочки с крыльями. Как происходит это загадочное превращение, во многом остается загадкой.

Домашняя бабочка

Тонкие прочные нити, которые выделяют прядущие кокон гусеницы, давно привлекали к себе внимание людей. Уже в 2600 г. до н. э. древние китайские рукописи упоминали о шелковичном черве – гусенице одного из видов шелкопрядов, питающейся листьями только тутового дерева. Много веков Китай был единственной страной мира, хранившей секрет производства тончайшего шелка. Его получали из нитей тутового шелкопряда.

Метаморфоз тутового шелкопряда:

1. Бабочка

2. Гусеница

3. Куколка

4. Кокон

Кокон этой бабочки состоит из единственной нити, длина которой доходит порой до 3 км. Она выделяется из специальной железы, расположенной на голове гусеницы-шелкопряда. В течение веков человек оберегал бабочек тутового шелкопряда и ухаживал за ними. В результате эти существа стали настоящими домашними насекомыми. Вышедшие из коконов самки спариваются с самцами и вскоре откладывают несколько сотен яиц. Из каждого яйца выходит гусеница, длина которой не превышает 3 миллиметров. Через два месяца она достигает уже 8 сантиметров и приступает к плетению кокона.